另一个宇宙与我们的宇宙相遇

原标题:另叁个天体入侵的产物!天国学家:它违反了宇宙学原理

js金沙,依据宇宙学原理,固然宇宙中存在大气星系、星系团等组织,但在十亿光年的大原则上,宇宙应该是年均的。不过,6续涌现的天法学观测却向其提出了挑衅。纵然宇宙学原理是对的,那么一个惊悚的候选理论是:在越来越高维度的空间里,另二个天体与我们的宇宙相遇,产生了那一个横亘几10亿光年的机要物体。

在星罗密布的星系团间,一个直径20亿光年的大型空洞;

由巨大的类星体构成,横亘40亿光年的弦;

由高能的伽马射线暴构成,攻下可观看宇宙六%的赫赫的环……

乘势大家对宇宙的体察变得越发领会,天文学家发掘了1多种伟大的构造,它们比我们此前所知的别的天体都要大。关于那一个协会的难点唯有一个:它们原来都不应存在。

特大型结构挑战宇宙学原理?

地球在大自然中的地点并不新鲜。那1思想经哥白尼提议后,已经成了天文学家的骨干共同的认识。此后,天国学家该原理的适用范围延伸至一切宇宙:宇宙中尚无此外异样的地方,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1对不均匀的地点,可是在更加大的尺码上,宇宙应该是人均的。宇宙中不应有有星系组成的赫赫的墙,不应当有冷静的地方,也不该现身巨大的布局。

就此,近年来涌现出的觉察搞得天国学家们有点紧张。然而消除方法也如出1辙充满争议。有色金属斟酌所究者宣称那个伟大的组织是另三维的影子。假诺他是对的,大家将能够第一遍验证,在大家的宇宙之外还有另1个天体存在。而且由于那一个伟大的协会并不是我们宇宙中的实体,宇宙学原理也照样创设。

大自然中留存出色区域的主见是为当代宇宙学所不容的。大不列颠及苏格兰联合王国朴茨茅斯大学宇宙学家Seshadri
Nadathur说:“自文化艺术复兴以来,大家富有的办事都以不感觉然这壹主张的。”这一观念也使得用广义相对论来疏解宇宙演化的义务变得越来越复杂。“爱因Stan方程在天体均一的前提下好解多了。”Nadathur说。但起码近年来,宇宙学原理还只有是1种估摸。未有任何证据申明那是对的,而已有个别证据就好像更增添地不予这一见识。

就拿那几个20亿光年宽的大型空洞来说,它的开采者之一,西班牙王国圣地亚哥高能所的András
Kovács说:“那有个别大自然的星周密目比平均值要少一千0个。”依照新型的数目,天国学家相信宇宙学原理在大意10亿光年的尺码下一定是对的。在那一标准化下,放4给定区域的物质多少都是相仿的。这几个巨洞的增进率大概超越那1界限一倍,看起来11分引人注目。Kovács团队称那几个洞为超巨洞,并相信这几个洞有望分解宇宙微波背景辐射中硬汉的冷斑,八个劳神天国学家十几年的难点。

超巨洞还不算是最大的标题。二〇一三年,United Kingdom主旨兰开夏高校的RogerClowes团队宣布开采了3个40亿光年长的高大线状结构,比超巨洞还要大学一年级倍多。“大家当下想‘这是怎么?’很显明那是那几个不平庸的东西。”Clowes说。那二遍并不是空中中有1个虚幻,而是有的地点极度拥挤。那壹结构被称作巨型超大类星体群,包蕴7八个类星体(类星体是指分外悠久,十分明亮的活动星系核)。天国学家在20世纪80年间早期就知道类星中华全国体育总会是聚在一同,可是规格如此英雄的类星体群还史无前例。

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图中的紫藤色圆圈为考察到的特大型超大类星体群。

20一5年,匈牙利(Hungary)的天医学钻探集体开采了贰个有才能的人的伽马射线暴(GRB)群,伽马射线暴即为由遥远星系发生,能量非常高、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5陆亿光年的圆环,攻下了6%的可观看宇宙。“大家真正未有预想到会开采这么大的结构,”来自匈牙利(Magyarország)康科利天文台,领导那项研讨的Lajos
Balázs说。这一个标准比宇宙学原理预感的宇宙应该呈现均一结构的原则还要大伍倍。

宇宙学原理在我们对于宇宙的接头中占领了老大基本的地点,所以那样分明的反例让天国学家和宇宙学家都很不舒适,以致那个场景的发掘者也不例外。聊起组合GRB大环的明确性闪光时,有人感到其周围或许存在任何星系,这几个星系的光因为从没GRB而展现没那么亮。那就像是壹间黑屋子中均匀布满着电灯泡,而1旦唯有一些是亮的,你就有望对灯泡的遍布得出错误的结论。“这几个大环并不一定违反了宇宙学原理。”
Balázs说。

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图表源于:ESO/M。 Kornmesser

臃肿的宇宙膜

重型超大类星体群同样滋生了猛烈的商量。“笔者认为那根本不是如何协会。”Nadathur说。201三年,他宣布了1篇琢磨Clowes共青团和少先队数据解析算法的故事集,总括了随意布满的类星体在那种算法下产生布局的可能。他说:“尽管什么都并未有,用他们的算法也很大概看到某个结构。”可是类星体群的存在也并未就此被向来否定。

Nadathur以为超巨洞和类星体群一样,都以能够和宇宙学原理包容的。他说:“该原理并从未说无法冒出大起大落,只是说在大条件上自然界应该是均衡的。”轻巧地说,就是超巨洞那样的社团并不是不容许出现,只是不会有太多。

而是萨斯喀彻温大学商议物农学家Rainer
狄克以为,那种忽视宇宙巨型结构的做法是颠三倒肆的。事实上,他认为接受这几个组织才干更加好地体贴宇宙学原理。相反,那是其余维度侵入大家维度的平素证据,大家原来平滑均一的宇宙正是因为任何维度的凌犯才有了那一个极度的风貌。

本条建议如同胆大包天,然而它是依据抓实的申辩基础提议的。壹方面,大家所处维度之外的维度并不是什么样新东西。几10年来,繁多理论学家都将格外维度的留存正是统一广义相对论和量子力学的最大期待。那五个理论共同组成了20世纪物农学的底蕴,前者管理的是标准十分的大的物体,后者管理标准一点都不大的实体。假如将那三种截然两样的辩驳结合,就会赢得能够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1,它以为大家生存在1一维的宇宙空间中,当中有八个维度都密不可分卷曲起来,乃至于大家不能见到。M理论1贰分优雅,数学上也颇具吸重力,有成都百货上千影响力非常大的维护者。然则M理论有一个巨大缺陷:未有办法做出确切的预测,所以也就不曾主意注明它是对的。Dick的行事将弦论拓展为了膜理论,而膜理论或然能够做出预见,也大概消除宇宙学原理的标题。

膜理论的核心绪想是,大家的天体是一层肆维的膜,那层膜漂浮在附加的维度中,这一个额外维度里也有巨额貌似的膜。那样的主张和大家已部分重力理论并不争持,Dick说,因为“你能够参预Infiniti多的额外维度,但结尾还能够获取广义相对论”。

就算别的的膜因为占用额外的维度而不可企及间接观测,但膜理论以为我们大概能够观测到隔壁的膜和大家的膜重合时发生的意义。

那正是说那对于宇宙学原理的主题素材有哪些协助吗?为了测量遥远物体的偏离,天国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。任何远远地离开大家的实体的光波波长,都会出于宇宙膨胀而拉长,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,远隔大家的快慢就越快,谱线就移动得愈来愈多。借使天文学家看到众多实体都有同等的红移,那么就会将它们料定为某种结构,比方GRB大环和重型超大类星体群。

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而是,在膜交界的区域,大家对红移的度量就有相当的大可能率出现差错。在那么些景况下,1层膜的光子会对另①层膜的带电粒子施加力的作用,那种气象被Dick称为膜串扰。他说:“那将转移重合区域氢原子能级间的相距。”在这几个能级间移动的电子释放或收取光子,产生谱线,我们又依赖那些谱线分明它们和地球的离开。

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唯独1旦膜串扰使能级间距缩紧,产生光子的波长就会稍稍变长,那会发生和宇宙膨胀非亲非故的红移。假使您没能思考到那或多或少,以为红移都以由距离产生的,那你总计获得的相距实际上是偏大的,那样壹来,一些原来有实体的地点就什么都看不到了。

重新认知宇宙?

假设这一个模型是对的,膜重叠的区域将会生出红移同样、看起来堆在一起的物体,同时发出看起来未有实体的区域,那么那就会让大家感到原来均匀平滑的天体出现重型结议和巨洞。那些理论能够同时消除类星体群、GRB大环和超巨洞四个难点,Dick说:“这一个协会都和膜串扰的也许结果符合。”

当然,事情一般不会那样简单。London州立大学科特兰分校的Moataz
Emam说:“要让这一体发生须要多多尺度,有的尺度看起来很难满意。”Emam同时提议,Dick的论战中部分有关引力的借使从前曾经受到强烈的议论,特别是有的研讨弦论的理论工作者感觉其与计量结果不符。“不过她的模型确实是能够查证的。”他说。

Emam称,观测天空中山高校自然密集区域和疏散区域相连的地方,大概会提供须要的证据。思虑到具有大型结构的红移偏差都以同样的,膜重合的论战只怕真的说得通。

斯隆数字巡天(SDSS)提供了根本最详尽的天体三个维度图像,在它的增派下,狄克正安顿寻觅数据库来赢得接济本人辩驳的多少。他说:“那将会成为平行宇宙存在的牢固证据。”那样的开掘不仅会一挥而就天管管理学观测中最复杂的难点,也会给弦论三个尝试基础。

而是她剪除宇宙中最大的实体的渴求,恐怕会促成新的繁多不便出现。比如大家宇宙之外的膜,将挑衅我们对自个儿在宇宙中的地位的体味,并使宇宙均一性的概念变得毫无意义。在含蓄有繁多膜的宽广宇宙中,宇宙学原理也许根本不值得保留。归来新浪,查看越多

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