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宇宙真的诞生自宇宙大爆炸吗时间:2018-08-25 10:26:02   编辑:意彩娱乐

一个与宇宙的终极命运有关,另一个则与宇宙的开端有关。天文学家一直将这两大谜团视作相互独立的问题,但事实果真如此吗?第一个问题与所谓的“暗能量”有关。暗能量正在加速宇宙膨胀,并将决定宇宙的终极命运。

宇宙真的诞生自宇宙大爆炸吗

宇宙微波背景显示,早期宇宙的密度分布存在波动

理论学家指出,暗能量的效果可以通过向爱因斯坦的引力公式中加入一个宇宙常量来解释。但这种解释要想说得通,这个宇宙常量必须是一个非常小的特定数值才行,相当于10的123次方分之一。如何解释这个数值,是当今理论物理学家面临的最大挑战之一。

第二个问题与塑造宇宙的另一个关键数字有关,还牵涉到星系和星系群等结构的形成。我们知道,早期宇宙中密度的分布虽然较为平均,但也存在一些细微的波动,构成了如今我们见到的种种宇宙结构的雏形。这些波动必须有特定的强度和形状,才能与如今的观测结果相符。要弄清早期宇宙中的这些细微波动是如何形成的、并解释它们的强度和形状,无疑是宇宙学界的另一大未解之谜。

在传统宇宙学中,宇宙常数的数值、以及初始波动的强度被视作两个无关的数字。毕竟一个涉及到宇宙的开端,另一个则关系到宇宙的尾声,两者相差140亿年。不仅如此,标准宇宙学并未从基本法则的角度解释这两个数字。传统宇宙模型完全没有提到宇宙常数的数值,即使做了预测,结果也完全不合理。至于初始波动的强度,最流行的做法是通过一类描述宇宙早期快速膨胀的模型进行解释。但这些模型的问题在于,人们可以按自己的意思来设计模型、从而取得任何想要的结果,因此完全无法进行准确预测。

理论物理学家、宇宙学家萨努·帕德马纳班(Thanu Padmanabhan)近日与女儿汉莎·帕德马纳班(Hamsa Padmanabhan)、以及苏黎世联邦理工学院的托马拉·费罗(Tomalla Fellow)一起,将这两个数字与“宇宙发生说”(cosmogenesis)联系到了一起,并对它们的具体数值做了解释。他们在论文中解释道,宇宙常数的存在、以及它极其微小的数值,可以被视作宇宙时空所含信息内容的直接结果。另外,他们的分析还得出了早期宇宙中微弱波动强度和形状的正确数值。