最詳細的宇宙地圖解開了一個長久以來的宇宙之謎,證明愛因斯坦又對了?

2021-02-08 走在成功的道路上

來自英國樸茨茅斯大學(University of Portsmouth)的研究人員，藉由創造出有史以來最大的宇宙物質分布圖，解開了一個有趣的宇宙之謎。

Seshadri Nadathur博士和Robert Crittenden教授詳細查看來自宇宙微波背景(cosmic microwave background，CMB)的光子，大爆炸後所存留下來的光，是如何被充滿星系、超星系團、以及真空地區的宇宙所影響。

一個有'冷點(cold spot)'(圓圈處)的宇宙微波背景圖。

根據愛因斯坦廣義相對論理論，光子行經真空地區時，應該會看起來比較冷一點，而行經超星系團會稍微熱一點。這個現象叫做ISW效應(Integrated Sachs-Wolfe effect)。

首席作者Nadathur在一份聲明中說：「當這個效應在2008年被夏威夷大學的天文學家研究，使用一個舊的真空地區與超星系團目錄，這個效應似乎比預期的大5倍。」

「這個效應長期以來一直困惑著科學家。因此，我們以新的數據再做一次詳細查看。」

這個效應是非常難捉摸的。因此，樸茨茅斯研究小組必須構築一個極為詳細的宇宙結構圖。他們使用有75萬個星系分布的史隆數位巡天(Sloane Digital Sky Survey)，然後應用到普朗克衛星(Planck satellite)所拍攝的微波背景圖，這個圖比之前使用的大3百倍。

研究人員在一份發表於天文物理學期刊通訊(Astrophysical Journal Letters)的論文中展示，觀察到的效應與廣義相對論以及我們目前對宇宙的了解相符合，但如同在所有好的物理學故事，每一項新發現都會引導出新問題。

Nadathur補充：「我們的研究結果，解決了一項長久以來的宇宙之謎。但這麼做反而加深了在CMB裡非常不尋常的'冷點(cold spot)'之謎。」

這個冷點區域與宇宙超真空地區有關，但還不足以解釋不尋常的冷。廣義相對論的解釋一定有什麼地方有問題，而我們還沒有發現這樣的證據。

Nadathur繼續說：「它被認為有一些奇特的重力作用與廣義相對論牴觸，而奇特的重力作用可以同時解釋冷點和來自夏威夷大學不尋常的ISW結果。但我們新的測量已經把這個可能性放置在一旁。」

至少到目前為止，冷點之謎依然沒有一個解釋。

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