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德国海德堡大学、其它欧洲国家的大学和研究机构的物理学家组成了一支“普朗克团队” , 通过分析欧洲航天局普朗克卫星使命收集的数据 , 他们对热议的物理话题——暗能量和宇宙引力的认识取得了新的进展 , 探测成果表明了“声名远播”的宇宙学标准模型仍然有效 , 大爆炸模型相当完美地解释了宇宙的演变过程 。 科学团队比较了普朗克卫星的数据和其它天文观测仪器的数据 , 存在有待分析的几种偏离现象 , 这些异常现象可能源于测量的不确定性 , 或源于未曾发现的物理特性 。
合理地解释出现的异常现象 , 爱因斯坦不可动摇的引力理论可能遇到挑战 , 未来更加先进的卫星使命和对普朗克卫星数据的分析将会为“新物理学”的产生带来主要的动力 。 从2009年到2013年 , 欧洲航天局(ESA)实施了普朗克卫星的使命计划 , 卫星团队测量了弥散在太空的宇宙微波背景辐射(CMB) , 它起源于大约137亿年前的宇宙大爆炸辐射 。 在宇宙诞生之后的38万年 , “婴儿期”的早期辐射在宇宙大膨胀过程中逐渐地转变为人们今天观测到的、遍布宇宙天空的微波背景辐射 。
从2009年到2013年 , 普朗克卫星科学团队精确地测量和描绘了宇宙太空的微波辐射图谱 , 史无前例的精确测量成果以论文形式在世界主要的科学刊物上发表 , 海德堡大学理论物理所(ITP)的宇宙学研究小组在“普朗克团队”中发挥了关键作用 。 宇宙学研究小组的负责人瓦莱里娅·佩科里诺博士解释说 , 宇宙微波背景辐射有了精确测量的数值 , 不同的太空区域有辐射温度的微小差别 , 微小的温度起伏从太空辐射图谱看来好似一个个小斑点 , 谱图的每个斑点表示了一个太空区域内略高或略低的温度 。
科学家在以前的研究中发现 , 仅用6种物理参数 , 便可相当精确地描述宇宙在大爆炸之后的演变状态 , 在宇宙学标准模型中使用了这些参数 。 科学团队以宇宙微波背景辐射微小的温差为依据 , 以前所未有的精确性确定了宇宙学的六种参数 , 其中的一个参数是科学家梦寐以求的暗能量指标 , 暗能量被认为占到了宇宙总能量的70% , 它是宇宙演变中真正的推动者和终结者 , 暗能量的“第一作用力”加速了宇宙的膨胀 。
目前的暗能量的研究仍处在科学的“婴儿期” , 不能高估人类在智慧和智能时代取得的一切科技成果 , 人类在4G和5G智慧通讯的时代不是无所不能 , 人们没有完全治理导致人呼吸不畅的雾霾 。 人类现有的科技水平还不能揭示暗能量的神秘性 。 宇宙微波背景辐射的检测数据表明了暗能量的存在性 , 然而 , 科学家对暗能量的性质却一知半解 。 通过分析普朗克卫星收集的数据 , 科学团队严格检验了不同的宇宙学模型 , 充分考虑了暗能量的作用和改进现有引力理论的可能性 。
有些科学家对人们普遍接受的爱因斯坦引力理论提出了若干质疑 , 对爱因斯坦的广义相对论提出质疑时 , 光有勇气远远不够 。 科学团队使用了其它观测工具的数据 , 包括重子声波震荡 , 极早期宇宙的密度波 , 哈勃常数的测量数据 。 哈勃常数反映了宇宙目前阶段的膨胀率 , 科学团队使用了特定类型的超新星观测数据 , 这些数据反映了晚年的大质量恒星发生大爆炸时的物理指标 。
在普朗克卫星数据的基础上 , 科学团队确定了暗能量的比例 , 早期宇宙的暗能量占比显著地低于他们的预期 , 直到目前为止 , 科学家一直认为 , 在宇宙微波背景辐射发生的时代 , 暗能量在整个宇宙能量占比的最大值为1% , 而基于普朗克数据的分析表明 , 暗能量占整个宇宙能量的比例小于0.4% 。 佩科里诺博士解释说 , 目前的宇宙学标准模型有很大的问题 , 从目前的暗能量模型推论 , 早期宇宙有更高比例的暗能量 。
普朗克卫星数据的分析揭示了现有引力理论的某些缺陷 , 相关引力的数据不完全符合宇宙标准模型的预测 , 数据偏离十分微小 , 偏离程度取决于科学小组采用的数据组 , 他们检验和研究了其它的数据组 。 深入分析可能带来更多的发现 , 目前还不能判断 , 偏离数据意味着爱因斯坦引力理论的缺陷 , 引用的数据本身可能出现问题 。 也许是爱因斯坦的引力理论遭遇了困境 , 物理学家似乎又回到了问题的原点 。
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