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总结
现代宇宙学基于宇宙学原理,假设宇宙在大尺度上均匀各向同性。最新证据指向“宇宙偶极异常”,对该假设提出挑战。观测显示宇宙微波背景辐射存在偶极:天空一侧温度略高、另一侧略低,差异约千分之一,通常解释为太阳系、银河系及本星系群以每秒数百公里的速度运动所致。1984年George Ellis与John Baldwin提出检验:若CMB偶极仅由运动造成,遥远天体物质分布也应出现同向偶极并在相对论效应下放大。实际观测中物质偶极方向与CMB一致,但幅度显著大于放大后的理论预测,暗示宇宙物质分布不对称性超出运动解释范围,可能影响对宇宙整体均匀性的理解。
正文
现代宇宙学的基础建立在宇宙学原理的假设之上,认为宇宙在大尺度是均匀对称的,在任何地方、任何方向上看起来都一样。然而一项强而有力的最新证据显示,这个基本假设可能是错误的。一个被称为宇宙偶极异常(Cosmic Dipole Anomaly)的谜团正挑战对宇宙的理解。过去科学家早已观测到宇宙微波背景辐射(CMB)存在明确的偶极现象,天空的一侧温度略高,而另一侧则略低,差异约为千分之一。这个现象被普遍认为是运动学效应导致,也就是太阳系、银河系乃至整个本星系群,正以每秒数百公里的速度在宇宙中穿梭。1984 年天文学家 George Ellis 和 John Baldwin 提出了一项检验方法。他们指出,若我们的运动是造成 CMB 偶极的唯一原因,那么这种运动也应该在遥远天体的空间分布上留下一个相对应的偶极,这项检验方法被称为 Ellis & Baldwin test。由于相对论效应,科学家预期在物质分布上观测到的偶极讯号其幅度不仅是与 CMB 偶极相同,还会根据天体数量、光谱特性相关的因素放大。然而异常之处就在此:尽管观测到物质分布的偶极方向与 CMB 偶极的方向一致,但其幅度却异常地大于已经被放大过的理论预测值。这意味着宇宙中的物质分布比单纯由我们的运动所能解释的更加不对称,宇宙可能天生就是歪斜的。
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