另一个天体入侵的产物!天思想家:它违反了宇宙学原理

原标题:另一个自然界侵袭的产物!天史学家:它违反了宇宙学原理

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按照宇宙学原理,固然宇宙中设有大气星系、星系团等结构,但在10亿光年的大口径上,宇宙应该是平均的。不过,陆续涌现的天历史学观测却向其提议了挑衅。若是宇宙学原理是对的,那么一个惊悚的候选理论是:在更高维度的长空里,另一个自然界与大家的宇宙相遇,暴发了这一个横亘几十亿光年的秘密物体。

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在星罗密布的星系团间,一个直径20亿光年的巨型空洞;

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由巨大的类星体构成,横亘40亿光年的弦;

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由高能的伽马射线暴构成,占据可观望宇宙6%的高大的环……

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乘势大家对自然界的观测变得愈加透亮,天国学家发现了一密密麻麻伟大的构造,它们比大家原先所知的别的天体都要大。关于那些构造的问题唯有一个:它们原来都不应存在。

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澳门新葡亰官网APP,重型结构挑战宇宙学原理?

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地球在大自然中的地方并不出奇。这一看法经哥白尼提议后,已经成了天国学家的骨干共识。此后,天史学家该原理的适用范围延伸至一切宇宙:宇宙中并未其他特其余地方,那也被称作宇宙学原理。在恒星系统、星系和星系团层面上恐怕有一些不均匀的地点,不过在更大的准绳上,宇宙应该是均衡的。宇宙中不应当有星系组成的远大的墙,不该有无声的地点,也不该出现巨大的结构。

所以,如今涌现出的觉察搞得天教育家们有点紧张。可是解决方法也一如既往充满争议。有研商者宣称这一个伟大的协会是另一个维度的影子。纵然他是对的,大家将能够首次验证,在大家的天体之外还有另一个星体存在。而且由于那些巨大的协会并不是大家宇宙中的实体,宇宙学原理也照例创制。

大自然中设有卓殊区域的想法是为现代宇宙学所不容的。英帝国朴茨茅斯大学宇宙学家Seshadri
Nadathur说:“自文艺复兴以来,大家具备的劳作都是不屑一顾这一想方设法的。”这一视角也使得用广义相对论来解释宇宙演变的天职变得更其错综复杂。“爱因斯坦方程在天地间均一的前提下好解多了。”Nadathur说。但至少近年来,宇宙学原理还仅仅是一种臆度。没有其它凭证申明那是对的,而已有的证据似乎更为多地反对这一理念。

就拿那多少个20亿光年宽的大型空洞来说,它的发现者之一,西班牙斯德哥尔摩高能物理探讨所的András
Kovács说:“那部分天体的星周全目比平均值要少10000个。”依据新型的数码,天思想家相信宇宙学原理在几乎十亿光年的准绳下必将是对的。在这一口径下,任意给定区域的物质多少都是类似的。那些巨洞的涨幅大致当先这一界限一倍,看起来尤其尽人皆知。Kovács团队称那个洞为超巨洞,并深信那么些洞有可能解释宇宙微波背景辐射中国和英国雄的冷斑,一个麻烦天思想家十几年的题目。

超巨洞还不到底最大的问题。二零一二年,英帝国中心兰开夏大学的罗杰(Roger)Clowes团队公布发现了一个40亿光年长的皇皇线状结构,比超巨洞还要大一倍多。“大家霎时想‘那是如何?’很肯定那是非常不平时的事物。”Clowes说。那三遍并不是空间中有一个抽象,而是有的地方格外拥挤。这一构造被称作巨型超大类星体群,包含73个类星体(类星体是指卓殊漫长,极度明亮的移位星系核)。天文学家在20世纪80年代初期就领会类星体总是聚在协同,不过规格如此高大的类星体群还史无前例。

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图中的红色圆圈为洞察到的特大型超大类星体群。

二零一五年,匈牙利的天艺术学商量集体发现了一个宏伟的伽马射线暴(GRB)群,伽马射线暴即为由遥远星系暴发,能量极高、寿命短暂的能量发生。发射GRB的星系看起来组成了一个直径达56亿光年的圆环,占据了6%的可观看宇宙。“大家真正没有预想到会发现这么大的结构,”来自匈牙利康科利天文台,领导那项切磋的Lajos
Balázs说。这么些规则比宇宙学原理预知的大自然应该展现均一结构的标准还要大五倍。

宇宙学原理在大家对于宇宙的接头中据为己有了极度基本的地点,所以这么明确的反例让天史学家和宇宙学家都很不舒适,甚至这个场景的发现者也不例外。谈到组合GRB大环的明显闪光时,有人认为其周围可能存在任何星系,这个星系的光因为从没GRB而突显没那么亮。那就如一间黑屋子中均匀分布着电灯泡,而一旦唯有部分是亮的,你就有可能对灯泡的遍布得出错误的下结论。“这一个大环并不一定违反了宇宙学原理。”
Balázs说。

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图片来自:ESO/M。 Kornmesser

臃肿的宇宙膜

大型超大类星体群同样滋生了炽烈的说理。“我觉得那根本不是如何社团。”Nadathur说。二零一三年,他公布了一篇探究Clowes团队数据解析算法的杂谈,统计了自由分布的类星体在那种算法下形成结构的恐怕。他说:“即使什么都并未,用他们的算法也很可能看到一些结构。”不过类星体群的存在也远非就此被一贯否定。

Nadathur认为超巨洞和类星体群一样,都是足以和宇宙学原理包容的。他说:“该原理并从未说无法冒出起伏,只是说在大标准上自然界应该是平均的。”简单地说,就是超巨洞那样的布局并不是不容许出现,只是不会有太多。

但是萨斯喀彻温大学辩论数学家Rainer
Dick认为,那种忽视宇宙巨型结构的做法是畸形的。事实上,他觉得接受那些构造才能更好地掩护宇宙学原理。相反,这是其余维度侵入大家维度的第一手证据,大家原本平滑均一的自然界正是因为任何维度的入侵才有了这个非凡的意况。

这一个提议似乎胆大包天,可是它是按照坚实的论战功底提议的。一方面,大家所处维度之外的维度并不是什么新东西。几十年来,许多理论学家都将额外维度的存在就是统一广义相对论和量子力学的最大期待。那三个理论共同整合了20世纪物艺术学的底蕴,前者处理的是标准很大的物体,后者处理标准很小的实体。要是将那三种截然两样的论争结合,就会赢得可以囊括宇宙万物的万有理论。

由弦论延伸出来的M理论是万有理论的候选人之一,它认为大家生存在11维的天体中,其中有7个维度都牢牢卷曲起来,以至于我们鞭长莫及见到。M理论分外优雅,数学上也颇具吸重力,有众多影响力很大的跟随者。可是M理论有一个巨大缺陷:没有章程做出确切的展望,所以也就从未艺术申明它是对的。狄克(Dick)的干活将弦论拓展为了膜理论,而膜理论或许可以做出预感,也说不定解决宇宙学原理的题材。

膜理论的核感情想是,大家的天体是一层四维的膜,那层膜漂浮在附加的维度中,那个额外维度里也有巨大一般的膜。这样的想法和咱们已有些动力理论并不争辨,狄克说,因为“你可以投入无限多的额外维度,但结尾还是可以够得到广义绝对论”。

尽管其余的膜因为占用额外的维度而望洋兴叹直接观测,但膜理论认为大家可能可以洞察到相邻的膜和我们的膜重合时暴发的功力。

那就是说那对于宇宙学原理的问题有哪些协理啊?为了测量遥远物体的离开,天史学家利用了红移效应。他们采纳分光计将物体发出的光分解获得光谱线。任何远离大家的实体的光波波长,都会由于宇宙膨胀而扩大,变得更红,所以光谱线也就会向光谱的红端移动。物体的偏离越远,远离我们的进程就越快,谱线就活动得越来越多。借使天文学家看到不可胜计实体都有同一的红移,那么就会将它们认定为某种结构,比如GRB大环和大型超大类星体群。

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唯独,在膜交界的区域,我们对红移的测量就有可能出现谬误。在那个景况下,一层膜的光子会对另一层膜的带电粒子施加力的成效,那种气象被狄克(Dick)称为膜串扰。他说:“那将改成重合区域氢原子能级间的偏离。”在这么些能级间活动的电子释放或接收光子,暴发谱线,大家又凭借那一个谱线确定它们和地球的距离。

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不过假诺膜串扰使能级间距缩紧,爆发光子的波长就会稍稍变长,那会生出和宇宙膨胀非亲非故的红移。假诺您没能考虑到那或多或少,认为红移都是由距离暴发的,那你统计得到的偏离实际上是偏大的,那样一来,一些原先有实体的地点就如何都看不到了。

重新认识宇宙?

只要这一个模型是对的,膜重叠的区域将会暴发红移相同、看起来堆在协同的实体,同时暴发看起来没有实体的区域,那么那就会让大家认为原本均匀平滑的自然界出现重型结构和巨洞。这些理论可以同时缓解类星体群、GRB大环和超巨洞几个问题,狄克(Dick)说:“那么些构造都和膜串扰的也许结果符合。”

自然,事情一般不会这么不难。London州立高校科特兰分校的Moataz
Emam说:“要让这一切爆发须求广大规范,有的尺度看起来很难满意。”Emam同时指出,狄克(Dick)的辩论中有些有关引力的比方在此之前曾经碰着强烈的批评,越发是有些钻探弦论的理论工小编认为其与总计结果不符。“可是她的模子确实是足以查看的。”他说。

Emam称,观测天空中大自然密集区域和疏散区域相连的地点,可能会提供须求的凭证。考虑到持有大型结构的红移偏差都是一致的,膜重合的理论可能确实说得通。

斯隆数字巡天(SDSS)提供了有史以来最详细的天体三维图像,在它的扶持下,狄克正布置搜索数据库来收获辅助自己辩解的数量。他说:“那将会成为平行宇宙存在的逐步证据。”这样的发现不但会一蹴即至天法学观测中最复杂的问题,也会给弦论一个实验基础。

只是她排除宇宙中最大的实体的渴求,或许会导致新的不方便出现。比如大家宇宙之外的膜,将挑战大家对本人在天地间中的地位的体会,并使宇宙均一性的概念变得毫无意义。在含有有很多膜的大规模宇宙中,宇宙学原理或许根本不值得保留。重回微博,查看越多

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