科普|问你个宇宙级问题,你能回答吗?
科学解码 2022-10-20 21:00

说一下你的第一感觉,宇宙整体在旋转吗?然后再看看文章,告诉你科学家研究的最新结果。

环顾太空,你会发现很多东西——行星、恒星、卫星,甚至星系本身——都有一个共同点:它们在旋转。那么,宇宙也在旋转吗?

宇宙学家一直在积极研究这个谜团,因为这个问题的答案能告诉我们宇宙的基本性质。“和大多数宇宙学问题一样,这也是一个非常抽象的问题,但宇宙学研究者认为,这是研究基础物理学的一种方法,有些东西无法在地球的实验室里进行验证,所以人们利用宇宙和宇宙的几何结构,从中获得一些关于基础物理学的新发现。

在思考宇宙的基本性质时,科学家首先假设宇宙并没有在旋转,而是各向同性的,即宇宙在各个方向上看起来都是一样的,这个假设与爱因斯坦的方程一致,但又不是这些方程所要求的,基于这种想法,科学家建立了一个描述宇宙的标准宇宙学模型。

这种假设已经整合到计算方法中,分析数据和做其他很多事情的方式也与此有关,但这种假设必须得到验证,科学研究不能只抱着最好的希望。

科学家发现,宇宙微波背景辐射没有显示出宇宙在旋转的证据。此外,根据一项研究显示,宇宙各向同性的可能性是120000∶1,这意味着无论你朝哪个方向看,宇宙看起来都是一样的,另一项研究发现,宇宙有95%的几率是均匀的,表明在大尺度上,宇宙的任何地方都是相同的。

所有这些研究都表明,宇宙在很大程度上是均匀的,而且没有在旋转。这个结论很可能不会改变,未来几十年里,天文学家对宇宙微波背景辐射的偏振测量可能会有所改善,但新的数据不太可能挑战之前的发现。

宇宙没有在旋转的结果对于基于这一假设建立模型的宇宙学家来说无疑是一种解脱,而这也提供了一个关于我们在宇宙中位置的有趣视角。之所以提出这个问题,其实是源于认为人类是宇宙中心的想法,事实上,我们是如此的渺小和微不足道,这真的很有趣。

宇宙背景辐射是来自宇宙空间背景上的各向同性的微波辐射,也称为微波背景辐射。

二十世纪六十年代初,美国科学家彭齐亚斯和R.W.威尔逊为了改进卫星通讯,建立了高灵敏度的号角式接收天线系统。

1964年,他们用它测量银晕气体射电强度。为了降低噪音,他们甚至清除了天线上的鸟粪,但依然有消除不掉的背景噪声。他们认为,这些来自宇宙的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K。

1965年,他们又订正为3K,并将这一发现公诸于世,为此获1978年诺贝尔物理学奖。

编辑/王静

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