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宇宙朝不同方向擴展 新研究否定大爆炸理論的基礎

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【新三才編譯首發】人類思想一旦被新的思想所延伸,就再也無法恢復其原始尺寸了。

對於宇宙的開始,許多天文學家相信大約138億年前宇宙的「大爆炸」產生無限的空間和時間。

它符合「宇宙只是從一個單點開始」的觀點,認為宇宙在「大爆炸」時非常熱,微小的粒子混雜著光和能量,然後,它開始無限制地擴大和延伸。

一位名叫哈勃(Edwin Hubble)的天文學家注意到,其它的星系似乎也正在遠離我們。

另外,最遠的星系移動的速度比我們地球近處星系移動的速度還要快,這表明宇宙還在膨脹著。如果說天體現在可以分開,那就意味著在過去,這一切原本都緊密地結合在一起。

但是,也有學者認為,整個宇宙中各星系的平均密度是相同的,並且與方向或距離的變化無關。

圖左:方向同性。圖右:均勻的。

1927年,勒梅特(Georges Lemaître, 1894-1966)提出《大爆炸理論》(the Big Bang Theory),並被當時天文學家廣為接受,但是有反對者認為宇宙是方向同性的(isotropic,  在每個方向或視角上都顯示相同),並且是均勻的(homogeneous, 在宇宙中的任何位置都保持一致)。

因此,有美國、英國、法國和印度的一組科學家聯合在《天體物理學雜誌快報》(the Astrophysical Journal Letters)上發表了研究論文。

有兩份獨立的研究報告說,我們的宇宙正在不斷地加速膨脹,在各個方向膨脹的步調也不盡相同。

這兩組專家分別由珀爾默特(Saul Perlmutter)和施密特(Brian Schmidt)所領導,觀察到遙遠的 Ia超新星(Type Ia supernova),這是一顆白矮星,已完成其正常生命週期,但它有固定的亮度可供鑽研。

他們二位與里斯(Adam Riess)一起,因為「通過對遙遠超新星的觀測,發現宇宙加速膨脹」,而共同獲得2011年諾貝爾物理學獎。他們還發現,宇宙膨脹是由「暗能量」驅動著,而且膨脹速度比預期的快。

有學者認為,在宇宙的組成中,「暗能量」(dark energy)具有所有能量的68%,「暗物質」(dark matter)約有所有能量的27%,其餘不到5%才是構成所有正常物質的成分。

雖然,觸發宇宙爆炸的因子已經消停很久,但是宇宙卻還在膨脹著,其背後的啟動力或推動力更令科學家們想一窺究竟。

2016年的一項研究《最後的接觸》(Last Contact),甚至還算出宇宙膨脹的速度比公認的還要快5至9%。

圖說「大爆炸」和「宇宙微波背景」

「大爆炸」發出一些輻射,形成第一個中性氫原子,在整個宇宙中漫遊,被稱為「宇宙微波背景」(CMB)。

「宇宙微波背景」似乎不是方向同性的。在天空的某一個方向上,更熱,但在另一個方向上,卻更冷上1,000倍。發生這種情況是因為地球正在以相對於參考系統每秒369 公里的速度在運動著(假定宇宙是方向同性的)。

一位研究成員表示:這表明,即使在非常大的時間尺度上(數億光年或更長久),物質和輻射在宇宙中也不會重合。

另一項對類星體的研究中發現,類星體的偶極子與「宇宙微波背景」的偶極子方向同性,這再次表明宇宙的各向異性,因為其差異要高得多,是預期值的兩倍。

有評論指出,宇宙是由「暗能量」主導的論述,將改變我們的視野,也將要求重新去定義我們今天的宇宙學。

(作者:Alaina Ali Beg)

(編譯:白丁)

(文章來源:新三才編譯首發)

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