宇宙是非對(duì)稱(chēng)的？一項(xiàng)新研究把科學(xué)家都整不會(huì)了

每當(dāng)我仰望星空的時(shí)候，都會(huì)有一種“宇宙好大、我好小”的感覺(jué)。可說(shuō)實(shí)話，我從來(lái)沒(méi)認(rèn)真想過(guò)宇宙本身的形狀，它到底是不是規(guī)規(guī)整整的。最近有一項(xiàng)研究就盯上了這個(gè)問(wèn)題，而且給出了一個(gè)讓人意外的結(jié)論：宇宙并不是對(duì)稱(chēng)的，甚至還有點(diǎn)“歪”。

我們一直以為宇宙是“均勻的”

現(xiàn)代宇宙學(xué)有個(gè)非常核心的假設(shè)：宇宙在足夠大的尺度上，是均勻、各向同性的。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是你往哪個(gè)方向看，宇宙都差不多。這個(gè)假設(shè)重要到什么程度呢？重要到整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型都建立在它之上。

但問(wèn)題來(lái)了，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)開(kāi)始“唱反調(diào)”。大家可能聽(tīng)過(guò)“哈勃張力”，就是不同觀測(cè)方法測(cè)出來(lái)的宇宙膨脹速度對(duì)不上。為此，科學(xué)家們吵了好多年，也沒(méi)吵出個(gè)所以然。

而這項(xiàng)新研究盯上的，是一個(gè)更“根本”的麻煩：宇宙偶極異常。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是宇宙看起來(lái)不太對(duì)勁。

故事還要從宇宙微波背景輻射（CMB）說(shuō)起。CMB是大爆炸留下的“余溫”，幾乎均勻鋪滿(mǎn)整個(gè)天空，溫度差異小到十萬(wàn)分之一。正因?yàn)樗鶆蛄耍茖W(xué)家才敢說(shuō)宇宙整體是對(duì)稱(chēng)的。

但CMB里有一個(gè)很明顯的“偶極差異”，即天空的一邊稍微熱一點(diǎn)，另一邊稍微冷一點(diǎn)，大概有千分之一的差別。

這本來(lái)沒(méi)什么問(wèn)題，大家都認(rèn)為這是因?yàn)榈厍蛩诘你y河系在運(yùn)動(dòng)，就像你迎風(fēng)騎車(chē)會(huì)覺(jué)得風(fēng)更冷一樣。可問(wèn)題是，如果宇宙真的對(duì)稱(chēng)，那么遙遠(yuǎn)星系的分布也應(yīng)該出現(xiàn)同樣的偶極差異。

這就是所謂的Ellis-Baldwin測(cè)試。結(jié)果讓人很是吃驚，測(cè)試沒(méi)通過(guò)，遙遠(yuǎn)星系的分布和CMB的偶極差異完全對(duì)不上。

而且不同波段、不同望遠(yuǎn)鏡、不同團(tuán)隊(duì)都得到了類(lèi)似的結(jié)果。換句話說(shuō)，這不像是儀器誤差，更像是宇宙真的有點(diǎn)“歪”。

這意味著什么？

我們可能得重寫(xiě)宇宙學(xué)教科書(shū)了。如果偶極異常是真的，那它挑戰(zhàn)的不是某個(gè)參數(shù)、某個(gè)模型，而是整個(gè)宇宙學(xué)的基礎(chǔ)假設(shè)。這就像蓋房子，地基突然被告知不穩(wěn)了，不是換個(gè)窗戶(hù)、補(bǔ)個(gè)墻的問(wèn)題，而是得重新挖地基。

這也是為什么很多天文學(xué)家對(duì)這個(gè)問(wèn)題保持沉默，因?yàn)樗y解決了。你要么承認(rèn)宇宙不是對(duì)稱(chēng)的，要么承認(rèn)我們對(duì)宇宙的理解從根上就有偏差。