我本沉默

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英国科学家提出新的暴胀理论 宇宙可能是弯曲的

科技日报讯 据英国《自然》杂志网站近日报道,在宇宙的一侧,理论中的宇宙大爆炸遗留下的宇宙微波背景(CMB)辐射的温度波动更大,科学家们对此一直百思不得其解。现在,两名宇宙学家表示,这种温度波动偏差或许预示着宇宙可能是弯曲的(类似于马鞍)而非平的。如果这一说法是正确的,那么,它将颠覆人们根深蒂固的“宇宙是平的”这一观念。

美国航空航天局(NASA)的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)人造卫星的目的是探测宇宙大爆炸后残留的辐射热,2004年,WMAP提供的测量结果首次表明,人们生活在一个不均衡的宇宙中。有些专家认为,这或许是一个系统错误,可以被WMAP的继任者—欧洲航天局的普朗克宇宙飞船提供的更精确的观测结果纠正。但今年年初,普朗克探测器提供的结果也证明了这种不对称性。

为了解释这种不对称性,英国爱丁堡大学的安德鲁·利德尔和玛丽娜·科尔特斯提出了一种新的暴胀理论。

科学家们假设,大爆炸后,宇宙就开始快速膨胀—这段时期被称为暴胀期。最简单的暴胀理论认为,宇宙是平的,其暴胀主要由名为暴胀的量子场所驱动,暴胀有两方面的作用:它触发宇宙初期快速膨胀并产生微小的密度波动,密度更大的区域会吸收更多物质并最终形成我们现在看到的星团和星系。

但这一理论无法解释宇宙的不均衡性,只能作为一种统计学上的大概。利德尔表示,如果宇宙微波背景辐射中的不均衡并非统计学上的大概,那么,它们有望提供一个新窗口,让我们管窥早期宇宙的详细结构。

因此,他们对暴胀理论进行了修改,引入了第二个量子场—弯曲场(curvaton)。他们认为,暴胀场只是驱动了宇宙的快速膨胀;而弯曲场则导致“婴儿宇宙”出现密度波动。如果宇宙空间在更大尺度上有微小的负曲率的话,可以观察到这种波动,这或许表明,宇宙是弯曲的而非平的。宇宙微波背景中的温度偏差或许源于引入了弯曲场的宇宙缺乏一致性。相关研究发表在最新一期的《物理评论快报》上。

北卡罗来纳大学的理论学家阿德里安娜·埃里科克并没有参与该研究,她表示,最新模型首次从基本原理方面解释了宇宙的不均衡性。其实,早在2008年,她和同事也提出了一个类似的模型,但该模型没有证明宇宙是弯曲的。

利德尔表示,尽管大量观察表明,宇宙确实是平的,但宇宙微波背景辐射中的这种波动偏差确实符合普朗克探测卫星的测量结果。当然,孰是孰非,只有等更精确的测量结果来回答。(来源:《科技日报》 记者 刘霞)


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