宇宙不仅仅在膨胀——它可能在旋转

但每旋转一圈需要 5000 亿年,所以你不用担心会头晕。
Red tinged spiral galaxy made with infrared wavelengths
美国宇航局哈勃太空望远镜展示了螺旋星系 M51(被称为涡旋星系)的红外图像。图片来源:NASA Goddard

天体物理学的主流共识是,自大爆炸以来,宇宙一直在过去大约 130 亿年的时间里向四面八方向外膨胀。它此刻仍在膨胀,并将继续膨胀直到……一系列可能的理论结局。与此同时,宇宙增长的特定速率仍然是一个长期存在的争论点,被称为“哈勃张力”。然而,可能有一种方法可以最终缓解这种张力——你只需要给一切加上一点旋转。

简单来说,宇宙在理论上的膨胀速率实际天文观测不符。这个速度——称为哈勃常数——以每秒公里每百万秒差距(km/s/Mpc)为单位测量,其中百万秒差距约为 300,000 光年。最被广泛接受的理论模型,Lambda/冷暗物质模型(ΛCDM),认为宇宙的增长速度为 67-68 km/s/Mpc。但天文学家通过他们的设备看到的则略快一些,约为 73 km/s/Mpc。这就是哈勃张力的所在。

在一项发表于《皇家天文学会月刊》四月刊的研究中,一个研究团队(包括夏威夷大学天文学研究所的专家)认为,在标准的宇宙数学模型中引入微量的旋转,可能有助于统一两种膨胀理论。

研究的合著者、天体物理学家 István Szapudi 在一份声明中:“令我们非常惊讶的是,我们发现带有旋转的模型可以在不与当前天文测量相矛盾的情况下解决这个悖论。甚至更好的是,它与其他假设旋转的模型兼容。”

除了数学上的兼容性,这个概念也不会打破任何已知的物理定律。问题在于如何探测这种自转,考虑到宇宙转动的速度可能非常缓慢。但尽管用目前的工具很难辨别,这种自转的速度仍然足以影响空间随时间的膨胀。Szapudi 和同事们的新模型表明,宇宙每 5000 亿年完成一次完整的旋转——这意味着在宇宙完成第一次完整旋转之前还有相当长的时间。

“套用古希腊哲学家赫拉克利特的名言‘Panta Rhei’(万物流转),我们认为也许‘Panta Kykloutai’,万物皆旋转,”Szapudi 说。

展望未来,天文学家希望构建一个基于他们新理论一部分的完整宇宙计算机模型。从那里,他们希望能能够确定宇宙旋转的迹象,并在星辰大海中进行搜寻。

 

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Andrew Paul

特约撰稿人

Andrew Paul 是 Popular Science 的特约撰稿人。


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