越来越多的证据反对宇宙学标准模型,我们应该放弃它吗
让我们从宇宙学原理开始,谈谈这些新的观测结果。事实上,宇宙在任何地方看起来都不一样,例如我们脚下的物质就与头顶上的不一样。物理学家也注意到了这一点,因此宇宙学原理更准确来说,是当你在足够大的距离进行平均时,宇宙中的物质是均匀分布的。让我们来举个例子。 科学家可以使用协调(diào)模型来计算这个距离,这是目前公认的宇宙学标准模型,它通常也被称为ΛCDM,其中Λ是宇宙学常数,而CDM代表冷暗物质。根据2010年Hunt和Sarkar的一篇论文,宇宙学原理与物质真实分布之间的距离是根据协调模型计算出来的。他们发现,从大约200-300Mpc的平均距离开始,与均匀分布的偏差低于百分之一。300Mpc大约是10亿光年的距离。如果协调模型是正确的话,那么从这个距离开始,宇宙学原理应该得到很好的满足。 宇宙学原理的一个问题是,天体物理学家有时假设它在更短的距离内有效,这个距离可以低至100Mpc。这是一个不合理的假设,但它已经进入了超新星数据的分析,并且从中推断出了暗能量的存在。2011年,宇宙加速膨胀获得了诺贝尔物理学奖。2019年,Subir Sarkar发表的一篇论文表明,如果正确地分析超新星数据,而不假设宇宙学原理在这么短的距离内成立,那么暗能量的证据就会消失。不过,这篇论文没有引起科学家的关注。 反对宇宙学原理的证据早在1991年,天文学家就发现了克劳斯-坎普萨诺超大类星体群,它是34个类星体的集合,距离我们大约95亿光年,延伸超过20亿光年。这显然太大了,不符合协调模型的预测。自那以来,天文学家又陆陆续续发现了许多跨度超过10亿光年的结构。从理论上来讲,这些结构不应该存在,它们可能是碰巧出现的。这是因为协调模型使用了早期宇宙中的物质分布,它带有随机波动性,因此可能会碰巧在某个地方结出一大块。 但是,我们可以计算出这种事情发生的概率。单是宇宙巨弧出现的概率就小于十万分之一了,其他更大型的结构出现的概率就更低了,因此它们在统计上不可能存在。这意味着越来越多的证据表明,宇宙学原理对于整个宇宙来说是一个糟糕的假设,它可能不得不被放弃。 参考资料 [2] Colin J, Mohayaee R, Rameez M, et al. Evidence for anisotropy of cosmic acceleration[J]. Astronomy & Astrophysics, 2019, 631: L13. [3] Wong J H W, Shanks T, Metcalfe N. The Local Hole: a galaxy under-density covering 90% of sky to~ 200 Mpc[J]. arXiv preprint arXiv:2107.08505, 2021. |
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元素的制造:从大爆炸核合成到快速中子捕获
它是一种几乎没有结构的亚原子粒子汤,其中一些粒子才有可能粘在一起创造出原子核,以至于只有最轻的原子核才能在这个过程中合成。这种核聚变会产生能量,中子捕获偶尔会发生在恒星中,老恒星会孕育出一些比铁更重的元素,然而老恒星中的中子捕获速度很慢,因此这个过程并不能产生我们所观察到的足够多的重元素,产生β衰变后留下一个质子,天体物理学家认为快速中子捕获发生在超新星中。
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消除黑洞视界的坐标奇异性
地球表面被经线和纬线所网格化,所有地方都可以用两个数字清楚地定义。我们称这些点为奇点,它是方程中一个变量无限大的地方——在极点位置的旋转以无限的速度穿过所有经线。极点坐标的奇异性可以通过改变用于网格化地球表面的坐标系来消除。我们可以在接近极点处时扩大经线之间的距离,事件视界只是像地球两极这样的坐标奇点,我们需要黑洞的墨卡托投影。我们将时间与称为乌龟坐标的东西结合在一起。