作者：埃德温·卡特里奇
我们对早期宇宙的看法可能充满了神秘的圆圈——甚至三角形——但这并不意味着我们看到了大爆炸之前发生的事件的证据。这是三篇论文的观点，它们旨在反驳最近的一个说法，即宇宙微波背景（大爆炸遗留下来的辐射）中温度均匀的同心圆环，实际上可能是先前宇宙“永世”中黑洞碰撞的特征，该“永世”存在于我们宇宙之前。
这个具有挑衅性的观点是由亚美尼亚埃里温物理研究所的瓦赫·古尔扎德扬和英国牛津大学著名的理论物理学家罗杰·彭罗斯提出的。在最近发表在 arXiv 预印本服务器上的一篇论文中，古尔扎德扬和彭罗斯认为，大爆炸之前超大质量黑洞之间的碰撞会产生球形传播的引力波，反过来，这些引力波会在宇宙微波背景中留下特征性的圆圈。
支持科学新闻事业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造我们今天世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
为了验证这一说法，古尔扎德扬检查了 NASA 威尔金森微波各向异性探测器 (WMAP) 卫星七年的数据，计算了微波天空超过 10,000 个点周围逐渐增大的环内的温度方差变化。事实上，他确实在 WMAP 数据中识别出许多环，这些环的温度方差明显低于周围天空的温度方差。
宇宙循环
大多数宇宙学家认为，宇宙以及空间和时间，在大约 137 亿年前的大爆炸中爆炸成型，并且此后一直在膨胀。标准宇宙学模型的一个关键组成部分——解释宇宙为何如此均匀所必需的——是宇宙在大爆炸后不到一秒的时间内经历了一个被称为暴胀的极快速膨胀时期的观点。
然而，彭罗斯认为，宇宙的巨大均匀性实际上起源于大爆炸之前，起源于先前永世的尾声，该永世见证了宇宙膨胀变得无限大且非常平滑。反过来，那个永世诞生于一场大爆炸，这场大爆炸是从更早永世的末端出现的，以此类推，创造了一个可能无限循环，没有开始也没有结束。
现在，古尔扎德扬和彭罗斯的观点正受到三项独立研究的挑战，所有研究都在过去几天内发布在 arXiv 服务器上，分别是由奥斯陆大学的英根·韦胡斯和汉斯·克里斯蒂安·埃里克森；加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的亚当·莫斯、道格拉斯·斯科特和詹姆斯·齐宾；以及加拿大多伦多安大略省理论天体物理研究所的阿米尔·哈吉安。
所有三个小组都重现了古尔扎德扬对 WMAP 数据的分析，并且都同意数据中确实包含低方差圆圈。他们与早期工作分歧的地方在于他们对这些圆圈的意义的归属。
意义的圆圈
为了衡量这种意义，古尔扎德扬将观察到的圆圈与宇宙微波背景的模拟进行了比较，在模拟中，温度波动完全是尺度不变的，这意味着它们的丰度与它们的大小无关。通过这样做，他发现不应该存在任何模式。但是批评他工作的小组表示，宇宙微波背景并非如此。
他们指出，WMAP 数据清楚地表明，在较小的角度尺度上，存在更多的热点和冷点，因此假设微波天空是各向同性的，这是错误的。所有三个小组都在假设暴胀宇宙基本属性的宇宙微波背景模拟中搜索了圆形方差模式，并且都发现了与 WMAP 数据中的圆圈非常相似的圆圈。
莫斯和他的同事甚至对这项练习进行了一个小的变体，发现观测数据和暴胀模拟都包含等边三角形形状的低方差同心区域。“古尔扎德扬和彭罗斯获得的结果并没有以任何方式为彭罗斯的宇宙循环模型提供证据，以取代标准暴胀，”齐宾说。
古尔扎德扬驳斥了这些批判性分析，认为它们“绝对微不足道”，他认为标准宇宙学模型和 WMAP 数据“在一定置信水平上”必然会达成一致，但不同的模型，例如彭罗斯的模型，可能会“更好地”拟合数据——他在一份对这三篇批判性论文的回应中也提出了这一点，该回应也发布在 arXiv 上。然而，他不准备声明这些圆圈构成了彭罗斯模型的证据。“我们发现了一些带有该模型预测的属性的特征，”他说。