宇宙大爆炸并不平均，哪些理论可能会被颠覆？

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根据现有的理论，我们的宇宙来自于一场138.2亿年前的大爆炸。在一个奇点内，包含着今天宇宙内的一切能量和质量，然后通过宇宙大爆炸释放出来，形成了今天的世界。

很多科学家认为：今天的宇宙，看起来是非常均匀的。也就是说，虽然局限在太阳系的角度来看，天体分布可能会有侧重，但只要你看得足够远（大概以2.5亿光年的尺度来算），不论朝哪里看，都会看到一模一样的宇宙，这就叫做宇宙的各向同性。这种各向同性，不仅仅是天体分布均匀这么简单，这只是表象，它意味着宇宙的质量、能量、力等等各个属性，都是均匀的。

进一步说，这种各向同性，不仅仅适用在地球上。不论你在宇宙的任何角落看，宇宙都是一个模样。从哈勃定律我们似乎也可以佐证这个原理现象，哈勃定律指的是距离我们越远的天体，远离我们的速度越快，二者遵从Vf = Hc x D的法则，其中Vf就是退行速度，Hc是哈勃常数，D是天体与地球的距离。单从公式上看，好像地球是宇宙的中心，才会任何方向上的天体都遵从同样的公式。但实际上，这只是宇宙各向同性所导致的。

甚至，英国的《每日邮报》在讲这件事的时候都调侃说：如果你找不到方向，也没什么，宇宙都还没找到方向呢！

而宇宙各向同性的根源，就在于宇宙大爆炸。科学家认为，宇宙大爆炸时炸得“均匀”，才导致今天的宇宙看起来均匀。形象地比喻一下就是：假如你在烤面包之前，在面包上均匀地撒了一些芝麻。当它烤熟、膨胀之后，芝麻还是均匀的。

不过，对于这个观点，一直有科学家持怀疑态度。

最近，NASA钱德拉X射线望远镜和ESA的XMM-Newton卫星的一组数据显示，这个理论如今真的要接受挑战了。

德国波恩大学的Konstantinos Migkas 领导了这一次研究，他表示：“在整个宇宙的历史和宿命的研究中，有一条支柱性的理论，那就是宇宙处于各向同性，即在所有方向上都是一样的。而我们的工作表明，这个支柱可能存在着裂缝。”

在以往，天文学家们检测宇宙各向同性的手段也纷繁复杂，比如对爆炸恒星的光学观测和对星系的红外研究。不过这一次，这一支团队采取了新的方法，这种方法相对来说更加精确，而且很少会受到干扰。他们的观测原理是这样的：

弥漫在星系团中的热气体的温度和它所产生的X射线的光度是相关的，通过温度就可以计算出其X射线的光度，而温度是比较容易观测的，并且计算过程中不涉及其他变量，所以相对准确。另一方面，X射线又和其发射源的退行速度（即那里的宇宙膨胀速度）有关。

所以，他们利用现有的技术观测某些星系团的温度来计算出一个X射线光度值，然后推导出宇宙的膨胀速度。然后通过观测各方向宇宙膨胀速度是否相同，判断宇宙是否具有各向同性。

该团队使用了313个星系团的样本进行分析，其中包括钱德拉X射线望远镜在191天的时间内对313个星系团样本、XMM-牛顿和日本与美国合作的先进宇宙学与天体物理学卫星在35天内对76个星系团的观测数据进行总结，发现了异常。

（图片说明：这是本次研究的几百个星系团找你的4个，看得出来，选择的星系团还是比较随机）

马萨诸塞州剑桥市的天体物理学中心的合著者Gerrit Schellenberger是本次研究的参与者之一，他指出：基于这一次对于星团的观测，哈勃定律看起来并不是在地球的每一个方向上都相同了。也就是说，如果我们观测的方向不同，看到的宇宙膨胀速度也是不一样的。

而且，他们还和其他组的研究成果进行了对比。结果发现，这几组的研究人员都是在同一个方向上找到了膨胀速率最低的数据，因此排除了实验结果的偶然性。

这样一来，宇宙各向同性原理也面临了挑战：这退行速度也不一样啊！说好了每个方向都一样，有些方向却尤其浪……

看起来，这个观测数据指向了一个可能性——宇宙并不平均！还记得刚开始那个面包的例子吗？宇宙不平均就意味着，你在做面包到时候放的酵母并不平均，所以当面包膨胀起来时，有的地方膨胀得特别快、特别大，而酵母少的地方就膨胀得比较慢，上面的芝麻膨胀的距离也比较近。

这个酵母，很可能就是暗能量。我们知道，暗能量是科学家心中导致宇宙膨胀的根本原因，它们可以提供巨大的斥力，力压宇宙各个天体的引力。而正是暗能量的不平均，导致了宇宙膨胀的不平均。

那么，这是否意味着宇宙从此就有一个中心了呢？按照这个思路来思考，只要我们找到某个方向，发现天体的退行速度有一个转折点，那么这个转折点就是宇宙的中心了。

这个理论，对于很多持宇宙循环论的人来说，可能不是一个好消息。这个理论的名称是我编的，不过我知道，相当一部分人心中的宇宙，是没有边界的，像一个四维的地球，朝着一个方向永远走下去，会在另一个方向回到原点，而主流的宇宙各向同性理论则恰好符合这个观点。实不相瞒，我也觉得宇宙循环论是个很有趣的理论，不过所有的理论都要有实际的发现来证明。

不过，持这个观点的人也不必太沮丧，因为Konstantinos Migkas等人也没有一口咬死宇宙有各向异性，他们还提出了另一种猜测。

导致这些星系团运动速度不一致的原因，也未必就完全是由宇宙的膨胀所导致的。前不久我们发文提到过一种叫做巨引源的天体，其实就是大量的超星系团形成和引力合力，将十万个星系拖动的现象。也许，这次他们观测到的不同星系团，也受到类似的引力，所以移动速度不尽相同。

这样看来，想要验证宇宙到底均匀不均匀，科学家还有很长的一段路要走。不仅要有更精确的观察，还要排除大量的干扰因素。宇宙的均匀性，关乎人类对宇宙的认知，也影响着宇宙的命运。宇宙到底是什么形状、它究竟有没有边界、还是像一个“四维的球体”，这些未解之谜恐怕还要在相当长的一段时间里，悬而未决了……

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原文地址：今日头条