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引人注目的新研究使宇宙学的基本原理受到怀疑

引人注目的新研究使宇宙学的基本原理受到怀疑

波恩大学和哈佛大学的研究对宇宙的基本假设提出了质疑。

不管我们看哪里,同样的规则适用于太空中的任何地方:无数的天体物理学计算都是基于这一基本原理。然而,波恩大学和哈佛大学最近的一项研究对这一原则提出了质疑。如果测量值得到证实,这将推翻许多关于宇宙属性的假设。研究结果发表在《天文学》杂志上。天体物理学,但已经可以在网上找到。

自从大爆炸以来,宇宙膨胀得像刚成型的葡萄干卷,放在温暖的地方等待着它的升起。直到最近,人们还认为这种大小的增加在各个方向上都是均匀的,就像好的酵母面团一样。天体物理学家称之为各向同性。许多关于宇宙基本性质的计算都是基于这个假设。很可能他们都错了。或者至少是不准确的;感谢来自波恩大学和哈佛大学的科学家们令人信服的观察和分析。

引人注目的新研究使宇宙学的基本原理受到怀疑

因为他们首次用一种比以前更可靠的新方法检验了各向同性假说。结果出乎意料:根据这种方法,空间中的一些区域比它们应该的扩张速度快,而另一些区域比预期的扩张速度慢。无论如何,这个结论是通过我们的测量得出的。波恩大学阿格兰德天文研究所的康斯坦丁诺斯·米卡斯说。

Migkas和他的同事在他们的研究中开发了一种新的、有效的各向同性测试。它是基于对所谓的星系团的观测而得出的。在某种意义上,葡萄干在酵母面包里。星系团发出的x射线辐射可以在地球上收集到(在这种情况下,这是由基于卫星的钱德拉望远镜和xmm -牛顿望远镜完成的)。星系团的温度可以根据辐射的某些特性来计算。而且,它们的亮度是可以测量的。它们越热,发出的光就越亮。

在一个各向同性的宇宙中,有一个简单的规则适用。天体离我们越远,它离我们的速度就越快。因此,无论物体所在的方向如何,我们都可以从它的速度推断出它与我们之间的距离。至少到目前为止我们是这么想的。然而,在现实中,我们的亮度测量似乎与上面的距离计算不一致。Migkas强调。

这是因为到达地球的光量随着距离的增加而减少。所以,任何知道天体初始光度和距离的人都知道它在望远镜图像中的亮度。正是在这一点上,科学家们遇到了难以与各向同性假说相一致的差异:一些星系团比预期的要模糊得多。它们离地球的距离可能比根据它们的速度计算出来的要大得多。然而,对另一些人来说,情况恰恰相反。

对此只有三种可能的解释。米卡斯说,他正在阿格兰德学院(Argelander Institute)的托马斯·雷普瑞奇(Thomas Reiprich)教授的研究小组中攻读博士学位。首先,我们已经测量过的x射线强度有可能在从星系团到地球的途中减弱了。这可能是由于银河系内外尚未发现的气体或尘埃云。然而,在初步的测试中,我们不仅在x射线中,而且在其他波长中都发现了测量值和理论值之间的差异。任何物质星云都不可能以同样的方式吸收完全不同类型的辐射。但是有好几个月的时间我们还不能确定。

第二种可能是所谓的大规模流动。这些邻近的星系团不断地朝某个方向移动。例如,由于空间中的某些结构会产生强大的引力。因此,它们会吸引星系团自身,从而改变它们的速度(以及它们的衍生距离)。这种效应还意味着,对局部宇宙性质的许多计算将是不精确的,必须重复进行。Migkas解释道。

第三种可能性是最严重的:如果宇宙根本就不是各向同性的呢?如果本;打个比方本;银河葡萄干卷里的酵母分布如此不均匀,以至于在某些地方它会迅速膨胀,而在其他地方几乎不生长。例如,这种各向异性可能源于神秘的暗能量的性质。它是宇宙膨胀的另一种驱动力。然而,仍然没有一个理论可以使暗能量的行为与观测结果相一致。如果我们能成功地发展出这样一种理论,就能大大加速对这种能量形式的确切性质的探索。Migkas是肯定的。

目前的研究基于800多个星系团的数据,其中300个是作者分析的。其余的聚类来自以前发表的研究。光分析x光数据就需要几个月的时间。新的以卫星为基础的eROSITA x射线望远镜有望在未来几年里记录数千个新的星系团。到那时,各向同性假说是否真的必须放弃才会变得明朗。

参考文献:用新的X射线星系团样品通过lx和ndash探测宇宙各向同性T扩展relation”M. E. Ramos-Ceja和L. Lovisari, 2020年4月8日,《天文学与科学》,M. K. Migkas, G. Schellenberger, T. H. Reiprich, F. Pacaud, M. E. Ramos-Ceja和L. Lovisari天体物理学。

0004 - 6361/201936602 DOI: 10.1051 /

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