科学家发现宇宙存在神秘的“各向异性”之谜

伤我心太深

大爆炸后物质分布不均匀是星系形成的重要因素

两个半球的微波背景辐射分布

银道坐标系

腾讯科技讯（Everett/编译）据国外媒体报道，目前，天文学家在对宇宙中1a型超新星观测速度的研究上发现，我们的宇宙可能并不是各向同性的，而在现有的宇宙学标准模型(LambdaCDM宇宙模型)之中：随着宇宙的演化，巨大的空间在大尺度上被认为是各向均匀的，也就是各向同性的。宇宙微波背景辐射的探测结果认为：在大爆炸发生之后，随着宇宙的高速膨胀，原来宇宙中存在的物质分布不均匀的情况被膨胀效应所拉平，我们无论在哪个方向上测量微波背景辐射，都可得到一个基本相同的值。

从LambdaCDM宇宙学模型的角度出发，该模型要求宇宙在各个方向上是均匀的，是同性的，这就意味着我们可以假定宇宙在各个方向上具有基本的结构，并且以相同的规则进行运行，通俗地说，宇宙在每一个方向上被认为是基本相同的。如果宇宙各向异性被证明是正确的，那么现在有的理论假设就应该出现重大的变化，同时也意味着宇宙标准模型已经不能充分描述当前的宇宙以及宇宙在将来的演变情况。因此，对宇宙各向异性以及各向同性理论的任何一个假说发起挑战，都是宇宙学上的重大焦点，这关乎到现有的理论能不能正确描述宇宙。

当然，对宇宙学模型提出质疑，目前也仅是一个假设，或者说是一种对1a型超新星观测速度上得出结论的推测，我们同样也可以做出“安全的假设”，迄今为止对宇宙的认识还不存在颠覆性的理论发现。宇宙微波背景辐射的球形分布图，图1中分别显示了两个半球的微波背景辐射情况。

在本次研究中，天文学家通过对2010年发布的1a型超新星的数据分析后认为，宇宙在空间各向同性上的观点存在质疑，这也是挑战当前宇宙学理论的来源。与此同时，研究小组的天文学家也发布了一个明确的信息：通过对1a型超新星观测数据进行分析，虽然对当前的宇宙学模型提出不同的假设，但是分析数据与LambdaCDM宇宙学模型仍然存在着相当的一致性。

无论如何，天文学家安东尼乌（Antoniou）与他的研究同事通过对位于地球上两个半球的1a型超新星进行速度参数的观测，并于2010年公布了全天1a型超新星的观测数据，覆盖了北半球和南半球的天空。在这个研究过程中，他们使用银道坐标系为南北半球天空中的天体进行定位，该方法是以太阳为中心，并以经过太阳的银盘平面为银道面的天球坐标系统，而且该坐标系与地球的经纬度类似，是一种经过天文学家发展的对宇宙天体进行定位的坐标系统。

天文学家安东尼奥和他的同事分析了在北半球天空中，天球坐标系统各向异性轴的情况，分析结果显示在平均速度方向上，存在着更多速度范围的超新星，但是，这些超新星都在相同红移的范围内。这表明，在北半球的天空中，那些移动速度更大的超新星预示着他们所存在的宇宙空间正在以更快的速度向外膨胀。如果宇宙各向是同性的，那么在各个方向上的膨胀速度也应该是大致相等，反之，如果某一个天区中超新星的扩张速度比平均速度来得大，就可以反应出这个天区比别的宇宙空间存在差异性，这就与宇宙空间各向同性的观点有出入，说明了宇宙是不均匀的。当然，这个理论还需要进行进一步的检验。

然而，研究人员也注意到，他们的统计并不一定符合统计学上对显著各向异性的判定标准。因此，研究人员后来通过对宇宙微波背景辐射的数据进行分析，认为辐射背景的数据可以显示出宇宙在各向同性理论上存在异常的情况，以加强他们的假设论据。但是，如果撇开统计学意义，这看似是在一个大背景趋势下去寻找一个似乎无关的结果。

最近，进行该项研究的科学家对比了众多半球分析结果，几乎得到了相同的结果，接着，他们还测试这些数据是否符合另一个暗能量的模型。然而，研究人员在Arxiv天体物理上发表的文章中列举了在时空首选方向上的更多证据，这似乎有点儿不太充分，因为这些数据仅仅是相同的证据而被用于以另一研究方向的分析。

对LambdaCDM宇宙学模型进行个各种研究假设都是合理的怀疑，而目前对宇宙学研究的观点仍然倾向于各向同性，以及我们的宇宙是均匀分布的。在没有统计学意义的支持下，且可利用的数据显得非常有限，所得出的附带结论可能会被新的数据所覆盖，比如，一个新的全天1a型超新星移动速度的巡天观测，或者隶属于欧洲空间局的普朗克空间望远镜使用更高的分辨率对宇宙微波背景辐射进行探测等。