我们宇宙的形状有三种可能:如果宇宙空之间存在正曲率,那么宇宙就是一个封闭的三维球体;如果宇宙空之间的曲率为零,那么宇宙就是一个无边无际的平坦三维空间空;如果宇宙空有负曲率,那么宇宙就是一个没有余量的三维鞍面。
图1宇宙的可能形状
人类离不开宇宙。如何才能测量宇宙空之间的形状?
理论上可以定义一个临界密度。这个临界密度的物理意义是宇宙中所有物质和能量(包括暗物质和暗能量)的平均密度。在这个平均密度下,宇宙空是平的。
根据哈勃常数,科学家计算出临界密度约等于每立方米5.7个质子质量。
测量临界密度最重要的方法之一是观测和研究宇宙微波背景辐射。普朗克卫星望远镜测量了过去138亿年宇宙微波背景辐射的引力透镜化程度,从中可以计算出宇宙的平均密度。
2019年11月4日,《自然天文学》发表论文。曼彻斯特大学的埃莉诺拉·瓦伦蒂诺、萨皮恩扎大学的亚历山德罗·马尔茨和牛津大学的约瑟夫·西尔克计算出,根据2018年发表的宇宙微波背景辐射功率谱中的引力透镜振幅,宇宙的平均密度可能比先前估计的临界密度高5%。也就是说,宇宙中平均每立方米有6个质子,而不是5.7个质子。CMB谱倾向于高于99%置信水平的正曲率,宇宙空像巨大的气球一样弯曲,仍在膨胀。
图2利用普朗克卫星早期数据绘制的宇宙微波背景辐射图像
这篇新论文认为,宇宙的曲率是如此的平缓,不会对我们的生活或者太阳系甚至银河系的运动产生很大的影响。但是,如果我们走出银河系,深入黑暗的天空空,继续直线前进,那么你最终会绕圈回到起点。也就是“封闭的宇宙”。
然而,现有的宇宙运行理论并不接受封闭宇宙的概念。大多数科学家认为它是一个“扁平的宇宙”:宇宙向四面八方延伸,没有边界,不围绕自身循环。开放的宇宙就像一张拉伸的床单。当纸张展开时,每个点都与另一个点成一条直线。光子总是会在没有干涉的情况下向平行方向运动,不会相互作用。
传统的BIGBANG模型表明,宇宙一开始是从无穷小点爆炸,然后呈指数级膨胀。迅速膨胀的物理模型指向一个平坦的宇宙,这是大多数科学家支持“平坦宇宙”的主要原因。
图3 BIGBANG模型
毫无疑问,一石激起千层浪,“封闭宇宙”的观点对传统的BIGBANG模型提出了挑战。持“平宇宙”观点的科学家又在忙着修改自己的模型。双方似乎仍有激烈的争斗。谁赢谁输都无所谓。重要的是什么时候能让真相接近真相。
你有自己的宇宙模型吗?你敢独树一帜吗?
我有自己的看法。但是真的很越轨。
平心而论,BIGBANG模式是最好的。但是里面塞满了很多不科学的内容。比如:向一个方向扩张;温度降低时出现物质颗粒;物体有万有引力,自动旋转,升温等。
我的宇宙模型是一个不完美的球体。之所以不完美,是因为宇宙是从一个点喷发出来的,而是向两极膨胀。它看起来像一个椭圆。但实际上宇宙的区域是球形的,喷出的物质会回退,但赤道面物质多密度高,两极物质少密度低。极地喷发扩张模型已经被很多星系喷发所证明,而大爆炸模型则是向一个方向扩张。曼彻斯特大学的eleonora valentino,萨皮恩扎大学的Alessandro Marcz,牛津大学的Joseph silk的观点和我很接近。
图4银河喷发图
我的宇宙模型类似于赤道面上的太极,但是既不是阴也不是阳,或者阴阳都是物质,没有反物质也没有负物质。只有团结,没有对立。只有分歧,没有分歧。两条扭曲的鱼只有一个鱼眼,不是两个,在圆圈的中心。
图5太极图
图6宇宙中赤道涡旋的想象
利用椭球方程可以得到一些参数。
x /a +y /b +z /c =1
在宇宙中,A、B、C不能完全相同,但可以近似相同,所以宇宙可以认为是一个球体。
参考文献:袁玉刚《漩涡中的宇宙》,甘肃科技出版社,2008
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