瘋狂研究稱:宇宙是一個封閉的球形 而不是平的

當你在一個物體裡面時,很難知道它的形狀。 同樣的,我們也很難衡量宇宙的形狀,但是多年的觀測數據、宇宙學模型和物理學暗示它是平的,如果你往太空發出一束光子,它會保持一條直線往前衝。不過,一項新的研究不這麼認為,根據歐洲太空總署普朗克衛星去年收集的數據,天文學家認為宇宙實際上是彎曲和閉合的,就像一個膨脹的球。這表示一束光子最終將返回到它開始的位置,並與在平坦宇宙場景中保持平行的其他光子束交叉。

這會是一件大事,英國曼徹斯特大學的Eleonora Di Valentino所領導的國際天文學團隊表示,他們的發現提出了一個「宇宙難題」,我們需要「對現有的一致宇宙模型進行徹底的反思」。

他們表示,重力彎曲光的路徑是宇宙彎曲率的線索,這是愛因斯坦所預言的一種叫做重力透鏡的效應。當你遮擋所有其他光源後,太空會微微的發光,像是背景雜訊一樣,這是宇宙中最古老的光芒。

如果你看普朗克衛星的數據,尤其是2018年的遺留數據,會顯示宇宙微波背景的重力透鏡比它應該要來的強。 普朗克合作團隊稱這異常現象為Alens,目前尚未有答案,但研究小組認為,其中一種解釋可能是宇宙的形狀。

研究小組表示,「一個封閉的宇宙可以為這種效應提供一個物理的解釋,而普朗克宇宙微波背景光譜,現在以95%的信心水準,更傾向於它是一個正曲率空間。」

一個彎曲的宇宙也許可以解釋這異常現象,但存在著幾個大問題,不只是普朗克數據集的所有其他分析(包括2018年的遺留數據)的結果都顯示我們的宇宙學模型是正確的, 這包括平坦的宇宙。還有其他的問題,團隊非常小心地在論文中指出了這些問題, 一個是哈伯常數(Hubble Constant),它是宇宙膨脹的速度,也是宇宙學的一個大難題, 哈伯常數的兩個測量結果不一致,彎曲宇宙只會使預測變得更加困難。

來自暗能量(未知能量加速宇宙膨脹)的重子聲學振盪(Baryon Acoustic Oscillations, BAO)調查的數據,也與封閉宇宙模型不一致,從重力透鏡觀測獲得的宇宙剪切數據也與封閉宇宙模型不一致。還有另一篇新論文指出,普朗克Alens的數據只是一個小誤差(這還尚待同儕審查)。

劍橋大學的天體物理學家George Efstathiou和Steven Gratton也分析了2018年的普朗克數據並找到了曲率的證據,但是當他們將它與其他普朗克數據集和重子聲學振盪數據進行比較時,他們發現「有力的證據支持宇宙是平坦的」。

所以,大致上來說,許多數據似乎都支持一個平坦的宇宙,而不是一個封閉的宇宙,除了那個Alens的異常現象,而且我們不知道是哪裡出了問題,這是一個需要被解決的問題,但暫時可能還無法解決。

研究員表示,「未來需要進行更多的測量,以澄清觀察到的不一致性是來自於未被發現的系統性因素,還是由於新的物理學,或者只是統計上的起伏。」

我們也只能等待這不解之謎被解開的那一天,

該研究已發表在Nature Astronomy上。

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