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我們所知道的關於宇宙形狀的一切都可能是錯誤的。根據一項新的研究,我們的宇宙可能不是像床單一樣扁平,而是像一個巨大的充氣氣球一樣彎曲。

11月4日發表在《自然天文學》雜誌上的一篇新論文顯示,該論文研究了來自宇宙微波背景(CMB)的資料,宇宙微波背景這是大爆炸的微弱回聲。但並不是所有人都信服這些基於2018年釋出的資料得出的新發現,這既與多年來的傳統觀點相悖,也與最近另一項基於同一CMB資料集的研究相悖。

如果宇宙是彎曲的,根據新的論文,它會輕輕地彎曲。這種緩慢的彎曲對我們的生活、太陽系甚至銀河系的移動都不重要。但是,走出我們的銀河系,以直線行進,深入到黑暗中,最終你會繞一個圈,回到你開始的地方。宇宙學家稱這種想法為“封閉宇宙”。它已經存在了一段時間,但它不符合現有的宇宙執行理論。所以它在很大程度上被拒絕了,取而代之的是一個“平坦的宇宙”,它向各個方向延伸,沒有邊界,也不圍繞自身迴圈。該論文的作者說,從有史以來最好的CMB測量資料中發現的一個異常現象提供了確鑿的證據(但不是絕對確鑿的證據),證明宇宙畢竟是封閉的。

封閉宇宙和開放宇宙的區別有點像被拉伸的平板和膨脹的氣球。無論哪種情況,整個事件都在擴張。當板材展開時,每一點都會沿直線遠離其他點。當氣球膨脹時,它表面上的每一點都離另一點越來越遠,但是氣球的曲率使得運動的幾何結構更加複雜。

這意味著如果你有兩個光子,它們在一個封閉的宇宙中平行移動,它們終將會相遇。在一個開放的、平坦的宇宙中,光子在不受干擾的情況下,會沿著它們的平行方向運動,而不會相遇。

宇宙膨脹的傳統模型表明宇宙應該是平的。根據這個模型,把空間的膨脹一路倒回到開始,回到大爆炸後的第一個0.00000000000000000001秒,你會看到一個不可思議的,指數級的膨脹時刻,因為空間從它開始的那個無窮小的點上生長出來。該研究的作者說:“超快膨脹的物理學指向平坦的宇宙,這是大多數專家認為宇宙是平的第一個原因。如果宇宙不是平的,你必須“微調”原始機制的物理原理,使其完全吻合,並在此過程中重新進行無數其他的計算。”

宇宙微波背景有異常

宇宙微波背景輻射是我們在宇宙中看到的最古老的東西,它是由周圍的微波光構成的,當你把恆星、星系和其他干擾阻擋在外時,它就會充滿整個空間。因為它太古老了,而且遍佈整個宇宙,所以它是關於宇宙歷史和行為的最重要的資料來源之一。根據最新的資料顯示,宇宙微波背景輻射的“引力透鏡效應”比預期的要多得多,這意味著引力對宇宙微波背景輻射的彎曲作用似乎比現有物理學所能解釋的要大得多。

該團隊使用的資料來自於2018年釋出的普朗克實驗。這是歐洲航天局的一個實驗,它比以往任何時候都更加詳細地繪製了宇宙微波背景圖。為了解釋這種額外的透鏡現象,普朗克合作專案剛剛在該小組的宇宙形成模型中加入了一個額外的變數,科學家們稱之為“A_lens”。該研究的作者說:“我們發現,可以用正彎曲的宇宙來解釋透鏡效應,這是一種更為物理的解釋方法。”

他同時指出,他的團隊的解釋不是決定性的。根據該小組的計算,普朗克資料指向一個標準偏差為3.5西格瑪的封閉宇宙,這遠遠低於5西格瑪標準。他說:“我不想說我相信一個封閉的宇宙。我認為現在有一個差異,我們必須小心,努力找出造成這種差異的原因。”

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