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两位暴涨理论创始人激烈交锋:该理论是正确的吗

科学探索万象经验2023-05-08

如今,在许多科普文章中,暴涨理论会被当作既定事实来呈现。但事实上,它的状态就类似于暗物质粒子。然而,大多数物理学家都同意暗物质粒子尚未得到证实,但关于暴涨的观点却两极分化。

双方之间的主要分歧是哲学上的,我们必须先解决这个问题,然后才能谈论科学。古斯和他的大多数同事确实认为,物理学家已经使用暴涨模型做出了后来得到证实的预测,例如宇宙的大尺度结构与宇宙微波背景的一些特性,特别是光谱指数略小于1。他们认为这是支持暴涨模型的证据。

斯泰恩哈特这一方反对这一点,他们认为暴涨模型预测了几乎所有事情,因此那些证明符合观测结果的预测并不能支持暴涨理论。在这一点上,斯泰恩哈特显然是对的,仅仅因为做出了正确的预测并不意味着这是一个好的科学理论,因为它可能做出了足够多的预测,而其中一个正好符合观测结果。简而言之,斯泰恩哈特所争论的是,暴涨是一个非常灵活的假设,它可以适应大部分数据。

暴涨是否做出了预测

古斯一方对此有两个答案。首先,你会经常听到他们声称暴涨模型做出了明确的预测,例如前面讲过的光谱指数略小于1。但是,如果查阅一些文献,会发现在获得宇宙微波背景数据之前,一些暴涨模型预测光谱指数大于1。

第二,古斯承认确实有许多不同版本的暴涨模型,因为对暴涨场势能函数的假设不同,我们只是从观察中确定正确的参数和初始条件,这与我们对粒子物理学标准模型的操作完全相同。

上述谈完了哲学,我们应该来谈一些科学上的事实。对于科学真正关心的问题,我们应该问:是否有最简单的暴涨模型,我们从中得到的比输入更多?这个答案是肯定的,这种简单的暴涨模型解释了宇宙微波背景中的一种特殊关联——ET关联。如果完全不懂它是啥也没关系,关键是它是已经观察到的东西,它是数据中重要的相关性,可以从一堆简单的暴涨模型中计算出来。这些简单模型很好地解释了观察结果,暴涨模型确实是科学的。

然而,这并不意味着暴涨是正确的。物理学家为早期宇宙提出了许多其它理论,例如循环宇宙学,这些理论也能解释观察结果。最终将是哪个理论胜出,还需要更多的观测证据。

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