最新宇宙图印证时空可变 凸显超级空洞谜团

栏目:科学探索 编辑:小可爱 时间:2016年11月05日

宇宙星系的分布如同网状。

天体物理学家绘制目前最大的宇宙星系分布图,证实爱因斯坦的时空可变理论,且凸显宇宙超级空洞“大冷斑”(Cold Spot)的谜团。

据每日科学10月12日报导,英国朴茨茅斯大学(University of Portsmouth)天体物理学家绘制目前最大的宇宙空洞和超星系团的分布图,结果证实爱因斯坦的时空可变广义相对论,并有助于解决长期悬而未决的宇宙奥秘。

朴茨茅斯大学的天文学家塞萨德里·纳达瑟(Seshadri Nadathur)博士表示,他们使用新技术非常精确地测量宇宙微波背景(CMB)中光子穿过星系群及空洞结构之后的情况,并使用斯隆数字巡天望远镜(Sloan Digital Sky Survey)所鉴别的75万座星系数据,绘制比以前大300多倍的宇宙星系新分布图。

宇宙结构形如海绵

宇宙星系分布如图网状。星系聚集成束或成团,其中分布空洞。

目前天文观测已经得知星系的分布不是一盘散沙,而是互相聚集成束或团;而在星系群之间,却是星系数量很少甚至完全没有星系的巨大空间——宇宙空洞。所以宇宙看上去是“纤维束”与“空洞”交织在一起的结构,形如大海绵。

有时数量非常多的星系聚集成“超星系团”,其范围达几千万甚至上亿光年。直径为12万光年的银河系与那些巨大结构相比,形如尘埃。一般的宇宙空洞直径达几亿光年。在天文学上,这些星系束、星系团及宇宙空洞都被称为大尺度结构。

但是,这些结构仅在宇宙物质能量之中占大约5%的比例,还有95%是目前科学家无法观测的暗物质和暗能量。

宇宙图说明时空可变

纳达瑟博士解释,宇宙星系新分布图显示出爱因斯坦所预测的“Sachs-Wolfe综合效应”(ISW),因此证实爱因斯坦广义相对论所说的宇宙时空变化特点。

宇宙的微波背景图及超级空洞“大冷斑”的位置。

他说:“宇宙微波背景(CMB)中的光会穿过这些空洞和超星系团向地球飞来。根据爱因斯坦广义相对论,暗能量的拉伸效应导致宇宙微波背景光的温度出现微小变化:光子穿过空洞后,温度稍微下降;穿过超星系团之后,温度稍微升高。这就是“Sachs-Wolfe综合效应”(ISW)。”

超级宇宙空洞——‘大冷斑’之谜

该研究解决了2008年夏威夷大学使用以前星系分布图观测和广义相对论预测不符合的难题。但纳达瑟博士补充道:“我们的观测分析结果解决了天文学上长期存在的一个未解难题,但是又加重另一个谜团的迷雾——不同寻常的‘大冷斑’结构。”

大冷斑是天文学家在2004年观测微波辐射背景时发现一个异常低温、形如板块的巨大区域,其中几乎没有辐射、没有物质,相当于一个超级空洞。其跨度达到18亿光年,因此成为迄今所见的最大宇宙结构。

大冷斑的跨度达18亿光年。(维基百科)

纳达瑟博士表示,爱因斯坦的理论不能说明宇宙会形成超级空洞,更无法解释“大冷斑”的来源。

另据2015年《赫芬顿邮报》报导,科学家对冷斑并不陌生,但是无法想像有如此巨大而超出其它所有冷斑的特例。尤其让科学家困惑的是,当今宇宙大爆炸及量子理论都解释不了“大冷斑”的形成。有人甚至提出“大冷斑”是另外宇宙的通道。

“大冷斑引起广泛关注。”英国杜伦大学(University of Durham)宇宙学家卡洛斯·福伦克(Carlos Frenk)说:“其真正的问题是,它从何而生,以及它是不是在挑战我们的观念。”

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