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[科教] 引力在宇宙早期或追逐光

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发表于 11-28-2016 08:57 AM | 显示全部楼层 |阅读模式

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光速被认为是物理学领域最基本的常数,但它可能并不总一成不变。这一具有争议性观点的变化可能会推翻宇宙知识的标准模型。

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围绕一块大理石黑色背景边缘的光形成的彩色线条。图片来源:Manuela Schewe-Behnisch/EyeEm/Getty

1998年,英国伦敦大学学院的Joao Magueijo提出,光速可能会变化,这样可以解决宇宙学家所谓的地平线问题。该观点认为,宇宙在出现载热光子(以光速传播的可抵达宇宙所有角落的光子)之前很久就达到了均匀温度。

解释这一谜题的标准方式是一种被称为暴胀的观点,该观点认为宇宙在早期经历了短时间的迅速膨胀,因此当宇宙缩小后温度逐渐降低,然而它随后突然增长。但人们并不知道暴胀为什么开始或结束。因此Magueijo一直在寻找选择方法。

现在,在11月28日发表于《物理学评论》一篇论文中,Magueijo和加拿大圆周理论物理研究所的Niayesh Afshordi提出了一个可以验证的新观点。他们认为,在宇宙早期,光和引力以不同速度传播。


该团队表示,如果光子在大爆炸后速度比引力快,这将会让它们到达足够远的距离,使宇宙更快地达到恒温状态。让Magueijo激动的是,这一观点对宇宙微波背景(CMB)做出了具体的预测。充斥整个宇宙的这种辐射在大爆炸之后形成,含有宇宙当时状态的“化石”印迹。

在Magueijo and Afshordi的模型中,CMB的一些特定细节反映了光速和引力速度随着宇宙温度的变化而变化。他们发现,在一个特定点上,当光速和引力速度的比例迅速达到无穷大时,有一个突然的变化。这修改了光谱指数的数值,该指数用于描述宇宙中初始涟漪的密度,约为0.96478,这一数值可以通过未来的检测验证。由绘制CMB的普朗克卫星在2015年报告的最新数据将光谱指数定位0.968左右,这非常接近上述数值。

如果有更多数据表明这一匹配是错误的,那么它将可以被摒弃。“那将会很好,我不会再思考这些理论了。”Magueijo说,“关于光速可能会与引力速度一起变化的整个理论将会被排除。”

然而没有哪种验证方法可以完全排除突然膨胀,因为它不会做出具体预测。“突然膨胀理论仍有巨大的可能性,这使得验证这一观点非常困难。”英国卡迪夫大学的Peter Coles说,“它就像是要把果冻钉入墙内那样难。”他补充说,这使得探索光速变化的各种选择方案更加重要。

澳大利亚悉尼新南威尔士大学的John Webb在这些可能会变化的常数方面研究了很多年,他表示Magueijo和 Afshordi的预测“令人印象深刻”。“能够验证的理论是个好理论。”他说。

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新米人

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发表于 11-28-2016 11:41 AM 来自美国米群网手机版 | 显示全部楼层
楼主屌丝帖子好赞~~~
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