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新的观测显示，当我们观察周围的事物和模式时，我们会发现宇宙可能不会在所有方向都以相同的速度膨胀。日出日落，四季循环往复。繁星布满夜空。当我们研究这些模式时，也发展了有助于我们理解宇宙的科学规律和理论。尽管我们的理论是强大的，但他们仍然根植于一些基本的假设。物理定律就是一个在任何地方都适用的模式。这被称为宇宙各向同性，并且也使得我们能够比较在实验室中和在光年以外看到的。
对类星体的观测显示出恒定的光速 credit：C .Berengut。
虽然各向同性是一个假设，但并不意味着我们不能测试这个假设。当我们向太阳系中发射空间探测器时，我们会发现引力定律和电磁定律在遥远的行星上的运用和它们在地球上的工作方式是一样的。当我们观察遥远的星系时，我们也会看到类似相同的行为。我们甚至已经证明，像光速这种物理常数是相同的。各向同性是一个很好的假设，但对于最近对遥远星系群的一项研究所表明的那样，我们仍然可能是错误的。
这项研究着眼于遥远的星系群，当我们观察这些星系群时，我们会发现它们正在远离我们。星系群越遥远，移动速度越快，我们看到每个方向的星系群都是如此，这与暗能量驱动的宇宙膨胀是一致的。暗能量甚至比暗物质更神秘，所以我们不确定它是什么。最流行的观点是暗能量是时空的固有属性。在广义相对论中，时空可以被赋予一个宇宙常数，使空间随着时间的推移而膨胀，这个想法最初由爱因斯坦提出，以防止宇宙在自己的引力下崩溃，而后来放弃了这个想法，但宇宙被认为正在膨胀时，它又被重视了起来。
X射线组的亮度取决于你在哪里观察。credit:NASA/CXC/Univ
宇宙常数是一个非常热门的话题，因为它并不需要借助一些外来的未知事物就能够散布在整个宇宙当中。而它同样也支持宇宙各向同性这一理论。如果说宇宙中的暗能量是因为宇宙常数而引起的，并且宇宙中的各种物质分布得相当均匀(看起来似乎是这样的)，那么我们应该看到的是宇宙在其各个方向上均匀地膨胀。换句话说，哈勃参数(也就是我们测量的膨胀率)应该是各向同性的。先前一些关于宇宙膨胀的研究也同样支持这一观点，这就是为什么它经常被称为哈勃常数。
这项新的研究通过观察星系内部的热气体来观察宇宙膨胀的趋势。这些热气体会放射出非常强力的X射线，而通过观察这些X射线的光谱，研究团队能够研究计算出这些热气体的温度。温度越高，那么这一气体在X射线的光谱上的显示就越亮。通过测量气体的温度，研究团队可以测量出这些热气体到底放射出了多少X射线。不管宇宙到底是如何膨胀的，这一研究结果都是正确的。
宇宙在天空中不断膨胀。来源:Migkas, K.等
但接下来，研究团队对这些星系团中热气体的实际亮度与表面亮度进行了对比。根据这一比较，他们可以从星系团的方向和角度来观测和测量哈勃常数。他们对比了天空中几百个星团，然而结果则取决于他们观察的角度与方向。在这项研究的基础上来说，宇宙的膨胀并不是同向性的。如果这一研究结果是真实的话，那么我们就需要重新认真研究一下宇宙学的基本假设了。
我们需要谨慎对待这一研究结果的理由有好几个。首先，如果这种非各向同性的行为普遍布满整个宇宙，那么它的影响应该在宇宙微波背景（CMB）中被人类所观测到。但CMB并没有观测到这一结果，所以这非常有可能是一个本地属性。而在这个例子当中本地的距离大约在50光年。当然，这其中也存在需要解决的数据校准的问题。
虽然这只是一个初步的研究发现，但是其他的研究已经暗示了类似的宇宙非各向同性的结果。这也确实是我们想要进一步认真研究的课题。
作者：universetoday
FY：Astronomical volunteer team
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原文地址：今日头条 |
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