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常州大学天文社

仰观苍穹知天文,俯察众生闹凡尘;细推物理须行乐,何用浮名绊此身!

 
 
 

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宇宙可能根本不在膨胀  

2013-08-15 22:51:17|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 宇宙可能根本不在膨胀

凤凰科技讯 北京时间8月15日消息, 英国每日电邮报道,近日一项最新研究重写了宇宙大爆炸之后的历史,伦敦科学博物馆外部事务主任科学家罗杰·海菲尔德(Roger Highfield)这样说道。宇宙学家时不时觉得需要重新思考宇宙。例如,在过去的一个世纪里,他们将宇宙比作一个膨胀的气球,上面装饰满星系。现在一名理论物理学家提出了一个异教般的观点,也即宇宙可能根本不在膨胀。

关于宇宙从未改变的观点——一种持续的背景,它只改变我们对天空范围的视野——早在很久以前就被摈弃,这主要是因为某些天文学家,例如埃德温·哈勃(Edwin Hubble),在20世纪20年代的研究。

哈勃分析了星系的组成原子吸收或者释放的光,主要关注于光的特征或者频率。他知道如果星系远离我们,那么这些光的频率将朝光谱的红色末端移动,就像我们听到警笛声远离时音调会降低。

望远镜的观测结果显示大多数星系会表现出“红移”,并且随着星系变得更加遥远,红移的程度会增加。从任何居住在这些星系里的人们的角度来看,放佛星系邻居正在远离你。

虽然这个观点听上去非常单调,但它标志着对宇宙本质、起源和命运的革命性观点的开始,这暗示着几十亿年前,宇宙比现在要更加密集,且始于宇宙大爆炸。

然而,近日德国海德堡大学的克里斯托弗·威特瑞奇(Christof Wetterich)教授发表的一篇新文章挑战了这种传统思考方式。他指出原子释放的光也受到它们的组成粒子,也即电子的质量的支配。如果原子质量增加,那么吸收和释放的光将朝光谱的蓝色部分移动,反之则朝红色部分移动。

由于光的频率或者称“音调”会随着质量的增加而增加,威特瑞奇教授辩论称在很久以前原子质量可能非常低,如果质量在持续增加,那么古老星系的颜色将表现出红移——而红移的程度取决于它们距离地球有多远。“我的同事尚未发现这一理论存在任何瑕疵,” 威特瑞奇说道。

尽管威特瑞奇的研究尚未发表在同行审阅的出版物上,《自然》期刊表示宇宙根本没有膨胀——甚至有可能在收缩——的观点已经引起有些专家的重视,例如英国圣安德鲁斯大学研究引力替代理论的宇宙学家赵洪生(HongSheng Zhao)教授。

“我并没有发现威特瑞奇教授的数学处理存在任何瑕疵,20年前曾出现了这个观点的初步版本,我认为探索宇宙膨胀的替代性观点非常迷人,宇宙的进化就像弹钢琴,从低音调逐渐过渡到高音调。”


对于自己的研究标志着两种不同观点的改变,威特瑞奇教授表现出超然甚至是幽默的态度。这两种观点代表了对现实的不同观点:要不就是星系之间的距离在增加,正如传统观点里所描述的,或者原子的大小在缩减从而增加了自身的质量;或者是这两种情况的复杂结合。威特瑞奇的观点的优势之一在于它能够在时间的起始处摈弃奇点,也即物理学原理瓦解的转折点,的物理现象。宇宙大爆炸在遥远的过去里已经变得模糊不清:“宇宙钢琴”的第一个音符太漫长太低沉了。

欧洲核子研究委员会(CERN)的物理学家、英国科学博物馆现代科学的哈里·克里夫(Harry Cliff)认为,粒子质量增加产生的效应类似于时空膨胀,这非常不可思议令人震惊。“利用两种不同的方法思考同一问题往往会引发新的见解,” 克里夫说道。“例如弦理论都是类似这样的‘二元性’,这使得理论学家能够选择使得计算更加简单的观点。”

如果威特瑞奇教授的观点是正确的,它将为思考宇宙的新方式铺平道路。如果幸运的话,我们或可能获得革命性的新观点,正如一个世纪前哈勃提出的观点一样。(编译/严炎刘星)

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