浩瀚的宇宙是否也与我们一样 在做着旋转运动呢?

众所周知,地球自转一周是为一天,公转一周是为一年。宇宙中有很多的星体,每个星体都会因为引力的作用,做着旋转运动,卫星、行星、恒星乃至银河系本身都是在做着旋转运动。那么宇宙是否也是在做着旋转运动呢?这个谜团是宇宙学家一直在研究的谜团,因为它可以告诉我们宇宙的基本性质。

“这是一个非常抽象的问题,就像大多数宇宙学一样,但我们这些研究宇宙学的人认为这是研究基础物理学的一种方式,”马里兰大学的天体物理学家,美国宇航局戈达德太空的助理研究科学家特斯贾菲说。飞行中心。“我们无法在地球上的实验室中测试某些东西,因此我们使用宇宙和宇宙的几何学,这可以告诉我们一些关于基础物理学的东西。”

科学家在思考宇宙的基本性质时,首先假设宇宙不是旋转的并且是各向同性的,这意味着它在所有方向看起来都是一样的。这个假设与爱因斯坦的方程是一致的,但并不是它们所要求的。从这个想法出发,科学家们建立了一个描述宇宙的宇宙学模型标准。

“这个[假设]实际上是以我们进行计算的方式编码,我们分析数据的方式,以及我们做很多事情的方式,”Daniela Saadeh,物理和天文学院的研究员英国诺丁汉大学告诉Live Science。“但你必须对它进行测试。你不能只希望最好。”

为了确定这些关于宇宙及其基本物理学的假设是否正确,科学家们收集观察结果来测试他们的模型。特别是,他们使用来自宇宙微波背景的光,或简称CMB。这盏灯是我们可以观察到的最古老的光 – 在大爆炸后仅仅38万年发射- 并且是宇宙学家研究宇宙的宝库。

CMB在各个方向看起来几乎相同,但它的温度微小变化,只有千分之一度,受到宇宙的历史,内容和几何形状的影响。通过研究这些差异,科学家们可以看出宇宙是否以任何方式翘曲,这表明旋转或扩张在一个方向上比另一个方向上增加。光的偏振测量 – 基本上是它的方向 – 可以类似地提供有关宇宙几何的信息。

科学家发现CMB灯没有证据表明宇宙正在旋转。此外,宇宙各向同性的可能性为120,000比1,这意味着无论你看哪个方向,它看起来都是一样的,根据2016年由Saadeh和帝国学院天体物理学家Stephen Feeney领导的物理评论快报发表的一项研究。伦敦。另一项研究发现宇宙有95%的可能性是均匀的 – 这意味着它在大尺度上无处不在。

所有这些研究表明宇宙基本上是均匀的而不是旋转的。这个结论不太可能改变。未来几十年CMB极化的未来测量可能会有所改善,但新数据不太可能挑战先前的研究结果。

“我们已经对那里的[温度]信号进行了表征,基本上没有为我们提供任何进一步的信息,”Jaffe告诉Live Science。“我不认为[新极化数据]会对旋转问题产生很大影响,正是因为旋转是我们期望在非常大的尺度上看到的信号,而且已经或多或少地被排除了根据我们已有的数据。“

虽然宇宙不旋转的结果对于那些基于这个假设建立模型的宇宙学家来说无疑是一种解脱,但它也为我们提供了一个关于我们在宇宙中的位置的有趣视角。

“我们真的从这个想法开始,我们是宇宙的中心,”Saadeh说。“我认为我们的微小和微不足道真的令人着迷。”

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