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范围达到了18亿光年,神秘的“宇宙冷斑”,来自其他宇宙?

在“微波背景辐射”之中,存在着一个被称为“宇宙冷斑”的区域,有科学家认为,这片区域的形成原因,可能是来自其他宇宙的碰撞,下面我们来看看这具体是怎么回事。

关于宇宙的起源,人们曾经提出多种假说,其中认同度最高的被称为“大爆炸宇宙论”,简单来讲,该理论认为,宇宙由一个温度极高、密度极大的“奇点”于大约138亿年前的一次“大爆炸”后膨胀形成的。

根据“大爆炸宇宙论”可以推测出,宇宙在形成之初有很长一段时间都是处于一种物质密度极高的状态,甚至连光子都无法在其中自由传播,随着时间的推移,宇宙不断地膨胀和冷却,物质密度也在持续下降,在大约38万年之后,光子才得以在宇宙空间中自由传播。

这些光子被称为“宇宙中最古老的光”,由于光速的限制,它们现在仍然在宇宙空间中传播,而在宇宙膨胀的影响下,现在的它们早已变成了微波,这也被称为“微波背景辐射”,在1964年的时候,人们首次探测到了“微波背景辐射”,进而证实了这种推测。

观测数据显示,虽然“微波背景辐射”在整体上是均匀的,但是在μK的尺度上,我们还是可以看到温度的细微的波动,通常来讲,这种温度的波动范围只有18μK,但有一个区域却是例外,因为该区域的平均温度比周围低了70μK之多,最高甚至可达140μK(注:μK即微开尔文,1μK=0.000001K)。

这片区域随后被称为“宇宙冷斑”,它在天空中位于波江座方向,其跨度范围达到了18亿光年,最初于2004年被“威尔金森微波各向异性探测器”(WMAP)发现,后来被普朗克卫星证实。

无论从温度范围还是规模来看,“宇宙冷斑”都远远地超出了标准宇宙模型的理论值,这应该怎么解释呢?

对此,科学家也没有确定的答案,只能提出一些猜测,比如说有观点认为,“宇宙冷斑”的形成可能是受到了“超级空洞”的影响(注:“超极空洞”可以简单地理解为宇宙中物质极为稀少的、规模超级大的区域),也有观点认为,这可能是宇宙诞生之初,物质密度的微小波动随着宇宙膨胀不断放大后造成的。

还有一种很有意思的观点认为,这个神秘的“宇宙冷斑”,有可能是来自其他宇宙的碰撞。何出此言呢?这就要说到“弦理论”了,该理论认为,宇宙万物都是由非常小的“弦”构成,通过不同的振动以及运动,“弦”就可以产生各种基本粒子。

“弦理论”的提出,是希望能够通过一种理论来解释所有物质与能量的本质与交互关系,为了使理论自洽,科学家最初使用了26个维度,在接下来的日子里,科学家又引入了超对称性,将26个维度降成了10个维度,“弦理论”也演化成了“超弦理论”。

然而在10个维度的前提下,可以推导出5个版本的“超弦理论”,为了解决这个问题,科学家又增加了一个维度将这5个版本统一起来,于是“超弦理论”又演化成了“M理论”。

那“M理论”中的11个维度具体是什么情况呢?简单来讲就是,时间是一个单独的维度,我们可以感知的三维空间拥有3个维度,另外有6个维度是蜷曲在我们无法感知微观尺度上的,而第11个维度则是宏观的,它将除了时间之外的所有维度都包含在内。

所以就有研究者认为,如果“M理论”中的第11个维度真的存在,那就意味着在这个维度上,有可能存在着很多与我们的宇宙互相平行的宇宙,而假如真是这样的话,那我们的宇宙就有与其他的宇宙发生碰撞的可能。

这样的碰撞一旦发生,就会在碰撞区域形成一种被称为“域墙”(Domain wall)的能量层,这种能量层分隔了两个宇宙,并且会对两个宇宙的“微波背景辐射”产生影响,进而导致其光子的温度和密度发生变化,这是因为“域墙”会反射或吸收光子。

具体来讲就是,“域墙”的一侧会反射光子,另一侧则会吸收光子,假设我们的宇宙与其他的宇宙发生了碰撞,并且“域墙”吸收光子的一侧朝向我们的宇宙,那么在我们宇宙的“微波背景辐射”之中,就会出现规模巨大的“宇宙冷斑”。

当然了,这只是基于理论上的一种推测,并不是确定的结论,总而言之,宇宙中还有太多的神秘等待着我们去探索。

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