我们为什么需要宇宙暴胀理论并不完美的科学假说

新浪科技讯 北京时间10月25日消息,据国外媒体报道,宇宙大爆炸模型是目前对宇宙历史的最成功解释,而且这一模型的核心框架可以很容易地浓缩为一句话:在很久以前,我们的宇宙要比现在小得多。在这个简单的句子背后,是许多经过数十年观测后得到验证的重要预言。宇宙的膨胀速率、宇宙微波背景辐射、最轻元素的产生、近处和远处星系之间的差异……所有这些研究获得的证据使宇宙学成为一门科学。然而,一些问题依然悬而未决。

在没有其他补充或修正的情况下,大爆炸理论无法解释所有观测结果。

  望向遥远的宇宙

我们看到的是无比巨大的宇宙空间。目前可观测的宇宙直径超过900亿光年。而且,随着我们对过去的了解越来越深,我们的目光也看得越来越远。围绕在我们周围的是宇宙微波背景辐射,这是宇宙诞生不久时遗留下来的 化石 痕迹——宇宙最古老的光,距离现在过去了138亿年。

这些热辐射穿过遥远的宇宙空间,来到我们身边。距离之远,我们现在还无法到达其源头。而且,对于宇宙微波背景的不同部分,其辐射也彼此无法到达。用物理学的术语来说,宇宙微波背景的不同区域不是因果关联的。换句话说,在过去138亿年中,对于我们可观察宇宙极限范围内的一大块区域而言,如果要与另一大块区域沟通,就必须发送比光速更快的信号。

如果宇宙微波背景不是几乎完全平滑的话,这些就不是什么大问题。新生宇宙具有相同的温度。为什么一切都协调得如此之好,一处区域的变化都没有足够的时间影响到其他区域?

  宇宙是平的

尽我们所能对宇宙进行测量,会发现宇宙的几何学性质似乎是完全的平坦。在大的宇宙尺度上,平行线永远保持平行,三角形的内角加起来是180度,以此类推。你在高中学到的欧几里得几何规则都适用。

但是,宇宙没有理由是平坦的。在大尺度下,宇宙可以有任何想要的弯曲,它可以像一个巨大而多维的沙滩球,也可以像骑马用的马鞍。然而,它选择了平坦,而且不只是有点平坦。在如今的宇宙中,没有哪里的曲率可以达到几个百分点的精度,早期宇宙则肯定能达到百万分之一的平坦程度。

为什么?在所有可能的曲率选择中,几乎完全平坦的选项难道没有一点可疑吗?而且事实上,我们确实怀疑这种平坦度是有原因的,而不仅仅是掷骰子的幸运结果。

神秘的磁单极子

在理论物理学中,磁单极子是假设的仅带有单一磁极的基本粒子——想象一个只有北极或南极的粒子在独自转动。在已知物理学中,具有磁北极的物体也同时具有磁南极。根据目前关于最早期宇宙的最佳模型,当时宇宙中应该充斥着这样的磁单极子。

(责任编辑:金殿棋牌游戏)

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