宇宙背景微光中寻获引力波印迹,暴胀创立者新浦京www81707con

新浦京www81707con 1大爆炸余热——宇宙微波背景辐射中,由引力波产生的B模式极化信号(图中的卷曲形状)。据说,这是宇宙诞生的最初一瞬间发生过暴胀的首个直接观测证据。图片来源:哈佛-史密松天体物理中心

新浦京www81707con 2如果关于宇宙暴胀的观测证据得以证实,大爆炸宇宙学无疑将大获全胜。不过,这可能同时意味着,我们无法再更进一步,去探究大爆炸本身的线索。图片来源:《新科学家》

新浦京www81707con 3宇宙暴胀理论的创立者之一、美国斯坦福大学的物理学家安德烈·林德。图片来源:斯坦福大学

宇宙背景微光中寻获引力波印迹,暴胀创立者新浦京www81707con。北京时间3月18日凌晨,美国哈佛-史密松天体物理中心召开新闻发布会,宣布了一项重大发现:他们在宇宙微波背景辐射中找到了由引力波留下的B模式极化信号。这一发现堪称宇宙学研究的“圣杯”,被誉为是“观测宇宙学又一个划时代的发现”。那么,这一发现到底是怎么回事,又有着什么样的意义呢?来看看天文学家Phil
Plait在他名为“BadAstronomy”的博客上写下的这篇评论文章吧。

(文/ Stuart Clark)在道格拉斯·亚当斯(Douglas
Adams)所著的《宇宙尽头的餐馆》中,客人们会在早餐前经历6件不可能的事情。而在过去的十几年里,宇宙学家似乎已经完成任务过半了。

(艾麦乐/编译)美国哈佛-史密松天体物理中心的科学家在今年3月召开新闻发布会,宣布他们在宇宙微波背景辐射中发现了B模式极化信号。他们指出,这可能是原初引力波留下的印迹,为宇宙早期的暴胀提供了首个直接的证据(参见《我们看到了宇宙诞生的最初瞬间》)。

这可是个大新闻:天文学家已经正式宣布,他们首次看见了极早期宇宙中“暴胀”的直接证据,破解了宇宙演化历史的一个全新篇章。这一发现还在很深的层次上将相对论和量子力学联系在一起,这是以前从来没有出现过的事情。

发现一:暗物质。星系自转的速度超出了发光物质的引力所能掌控的程度,因此宇宙中80%以上的物质,必定以一种迄今尚未被我们看见和探测到的方式存在着。

然而,自公布之日起,这一结果便遇到了诸多质疑。6月19日,在经过同行评议之后,这些科学家终于发表了相关的研究论文。他们在论文中承认,无法排除观测到的信号源自银河系中尘埃干扰(而非原初引力波)的可能性。(参见《原初引力波,还是银河系尘埃?》)

这个消息非常重要,也非常有趣。不过,它也极为艰深——大概是我曾经写过的最复杂的发现。这跟希格斯玻色子可不一样,至少后者还能用一两句话说清楚个大概。但这一新发现揭开了宇宙深化历史中一个关键的节点,对物理学也有着深远的影响。

发现二:暗能量。出乎所有人的意料,宇宙膨胀正在加速,因此普通物质和暗物质向内拉扯的引力,被另一种没有人确切知道是什么的奇特成分击败了。

对此,在最新一期的《新科学家》杂志上,荷兰天文学家兼科普作家霍弗特·席林(Govert
Schilling)对暴胀理论的创立者之一、美国加利福尼亚斯坦福大学的物理学家安德烈·林德(Andrei
Linde)做了一个简短的采访。

那么,这到底是怎么回事呢?

发现三:暴胀。有了这一切,宇宙看起来仍比我们预期的要平滑许多,所以宇宙必定在诞生后的最早期,被自然发生随即又停止的超光速膨胀抹平了一切皱褶。

席林:在宇宙大爆炸之后随即出现的引力波,如果探测到的话,真能证实你的宇宙暴胀理论吗?

瞬间暴胀

我们知道,宇宙正在膨胀。不论我们朝哪里看,遥远的星系他们都在远离我们而去。如果我们把时钟反转回去,这就意味着,宇宙在过去要比现在更小,在某个时间点体积必定(接近)为零。时间上的这一点通常被称为“大爆炸”(the
Big
Bang),这是宇宙开始膨胀的起点。我们现在,距离大爆炸已经有138.2亿年了。

当然,在此期间发生了很多事情,其中又有许多事情发生在大爆炸后最初远远不到1秒的那一瞬间。暴胀便是其中之一。

我得承认,暴胀会让你的脑子有一点点转筋。它发生在大爆炸后大约10-35秒。为了让你能够更直观的理解这么短时间大概有多短,我们换一个表达方式,那就是0.00000000000000000000000000000000001秒!它只持续到了大爆炸后大约10-32秒,因此以人类的标准来看,这是极短的。但我们的宇宙正是在如此短暂的瞬间被“锻造”出来的。

在此期间,出于目前还不清楚的一些原因,宇宙经历了一场极端的膨胀。那种膨胀是加速的,跟现在宇宙膨胀的速度完全不可同日而语。有些模型表明,在暴胀期间,宇宙的大小增加了1050倍(有些模型甚至认为更多)——换句话说,宇宙在对我们来说小到完全没有意义的那一瞬间,变大了100亿亿亿亿亿亿倍。

就像我之前说过的,暴胀会让你的脑子有一点点转筋。

新浦京www81707con 4位于南极的BICEP2望远镜,是此次发现的大功臣。图片来源: BICEP2

非比寻常的论断,需要非比寻常的证据。所以,2014年3年,当BICEP2望远镜团队发现了这“三大怪”其中之一的证据时,你几乎可以感觉到,整个学术界长舒了一口气(参见《我们看到了宇宙诞生的最初瞬间》)。他们在宇宙微波背景辐射中探测到的独特光偏振模式,实际上是一石二鸟——既是宇宙暴胀明白无误的证据,又为在暴胀的同一时期存在引力波提供了间接证据。要知道,迄今为止,引力波仍是一种理论上预言的现象,还从未被直接探测到过。

林德:如果BICEP2望远镜确实探测到了原初引力波,那就几乎可以肯定,它们是在宇宙大爆炸后随即产生的。但媒体大肆宣传说,这是暴胀的首个证据。这就不对了:暴胀理论已经得到了大量独立证据的支持。把引力波当成是盖棺定论的确凿证据,我不喜欢这样的说法。

为什么要暴胀?

我们之所以认为暴胀曾经发生过,是因为宇宙看起来非常均匀平滑。你可能会觉得,宇宙一点儿都不平滑,明明有些地方密密麻麻挤满了物质和能量,而其他地方却完全是空空荡荡的。但是,如果在一个真正巨大的尺度上去看遥远而又古老的宇宙,我们就会发现宇宙平滑到了让人感到不可思议的地步。望远镜可以遥望宇宙深处,检验宇宙诞生时遗留下来的余热,测量其中的起伏。令人吃惊的是,其中起伏的幅度仅有大约10万分之一。暴胀解决了这个难题:宇宙一开始是疙疙瘩瘩的,但在那段极端膨胀的时期内,所有的起伏都被抹平了。就好像一块皱皱巴巴的床单,从各个方向拉床单,上面的皱褶就消失了。

不仅如此,暴胀还解决了宇宙几何形状的难题。我不会在这里解释细节,如果你感兴趣,可以去找更多的内容来阅读。重点在于,天文学家构想出了暴胀这个点子,用来解释我们在现在的宇宙中看到的一些古怪特性,而且暴胀也确实很好地完成了任务。这么多年来,它都表现很好。

但问题在于,所有这些都只能是间接证据。科学家更喜欢直接证据,但我们之前还没有找到过暴胀的任何直接证据。

如果这一结果得到最终确认,将会极其令人兴奋。宇宙学家将可以甄别琳琅满目的暴胀理论,真正了解宇宙历史最初的时刻。

如果我们没有发现引力波,这也不意味着暴胀就错了。在许多版本的暴胀理论中,引力波的幅度小得可怜,因此它们是不会被检测到的。

时空中的涟漪

直到现在。这正是最新公布的这些结果所要证明的事情。暴胀模型预言,还有其他的标记被遗留在宇宙之中,其中之一便是:宇宙在经历迅速膨胀的时候,会在时空结构中产生出涟漪,被称为引力波。这些引力波,实际上就是空间本身十分细微的膨胀和压缩,它们会像声波一样在时空连续体中传播。我们知道引力波是存在的——我们在天文学观测中看到过它们产生的作用,还有两位天文学家因为发现了引力波的实例而分享了1993年的诺贝尔物理学奖。但是,想要看见来自宇宙暴胀时期的引力波,是一件极其困难的事情。

我们看不见这些引力波,但我们可以检测它们光线的影响,确切地说,那些光线来自早期的宇宙。引力波会使这些光线发生极化,在某种意义上说,相当于以特定的方式把这些光波排列起来。使光线发生极化的方式可以有许多种,它们都各不相同,但是引力波可以留下一种非常特殊的极化模式(被称为B模式极化,能够扭曲和卷曲极化的方向,参见本文题图)。在宇宙大爆炸留下的余光中找到这种极化模式,就会成为引力波的明确证据。而B模式极化信号,正是位于南极洲的一台名为BICEP2的望远镜最终检测到的极化模式。

新浦京www81707con 5宇宙暴胀会有微波背景辐射的图案中留下独特的偏振模式。图片来源:《新科学家》

还能跟得上吗?我知道,这些东西看起来离我们的日常生活都极其遥远,但事实上,这确实是非常大的一件事情。在不久以前,暴胀还只是一个非常棒的想法,是理解我们的宇宙如何从最初诞生的那一刻演化到今天我们所见包罗万象的关键一环,但是没有任何直接的证据证明它确确实实发生过。现在,我们有直接证据了。

不过,在举杯欢庆的人群中,也有清醒的头脑。对这一结果的其他独立证认自然最为重要,但除此之外,也还有更为宽泛的考虑。“虽然这是一次历史性的进步,但它仍有自己的局限性,”英国爱丁堡皇家天文台的宇宙学家约翰·皮科克(John
Peacock)说,“现在我们已经能以最大的可见程度来回溯时间了,但依然无法企及宇宙最初的时刻。”目前,对于紧挨着大爆炸的瞬间,我们或许有了比以往更好的认识,但问题在于,对大爆炸本身的了解一直止步不前。

席林:BICEP2团队采用了一幅尚未发表的银河系宇宙尘埃分布图,以修正尘埃对他们观测结果的影响。这么做在科学上算是对的吗?

填补空白

打个比方来说,这就好像我们试图去写一本关于美国的历史书,一直都在谈论南北战争,却连它到底发生在什么时候都弄不清楚。现在,我们突然发现了照片,找到了日记,还确定了战场遗迹。发现由暴胀产生的引力波导致的B模式极化信号,就好像关于宇宙的历史书第一章前面的空白页上又出现了一些白纸黑字。

这些光向我们展示了,宇宙在诞生之后最初远远小于1秒的时间段内,到底发生了什么。这相当关键。理论学家已经提出了许多不同的物理模型,来描述暴胀可能如何发挥作用。类似的观测将帮助我们厘清哪些模型能行,哪些不行,又有哪些模型可能需要调整。比方说,这些引力波的强度要比模型预言的更强,于是你就会知道,有许多宇宙学家现在正站在黑板前,或埋首于纸堆之间,或者双手交叉在脑后仰躺在座椅上,苦苦思索着哪些变量、哪些参数、哪些方程必须要如何摆弄一下,才能再现出这些新近获得的观测结果。

新浦京www81707con,暴胀是宇宙发生巨大相变的一个时期。发现它的直接证据,也会让我们理解宇宙的方式发生类似的巨大改变。

我之前提到过的希格斯玻色子,是现代粒子物理学的关键所在,发现它存在的证据是一件非常重大的事情。发现来自暴胀的引力波存在的证据,在宇宙学领域也是一件同等重要的事情。只要这一发现经得起检验,某些人因此获得诺贝尔物理学奖就是十拿九稳的事情。

但这对你又意味着什么呢?当然,这取决于你自己。我们中的大多数人都可以幸福快乐地过着我们的小日子,不用去过度担心引力波啦、亚原子粒子啦,或者宇宙在创生的最初一瞬间到底是什么样子。

但是,你也可以这样想一想:现在,我们能够理解宇宙在创生的最初一瞬间到底是什么样子了!这不是胡思乱想,也不是道听途说或者坊间传言。这项工作是大量研究的成果,是我们人类将数学、科学、物理学和技术运用了数百年之后,小心求证而得到的知识,是经得起科学检验、不怕火炼的“真金”。至少到目前为止,确实如此。

这一发现也有实际的意义。暴胀是基于量子力学而提出的,引力波却属于相对论的范畴。量子力学已经给我们带来了计算机、太阳能、原子能等大量的现代科技。相对论在许多方面对我们的日常生活同样意义重大,比如GPS全球定位系统,以及核电站。过去,这两个概念无法相容,但是现在,我们找到了两者之间一个直接而又深远的关联。这个结果还很新,我们还有很长很长的路要走,才能更好地去理解它。我们不知道这一关联会给我们带来什么。至少现在还不知道。但每次我们开启一片新的科学领域,总会有各种各样有趣的东西随之而来。拭目以待好了。

最后一点,我本人并非宇宙学家;我是天文学家。但我同样是人类的一员,当我仰望夜空,或者透过望远镜看到一幅璀璨影像时,我会好奇它们都是哪里来的,为什么万事万物会是现在这个样子,又是什么令我们所处的宇宙变成了今天我们看到的样子。我打赌,你对此也曾经好奇过。

从我们人类有能力提出问题时起,这些问题就一遍又一遍被人提出。现在,科学正在回答它们。

宇宙暴胀的想法可以追溯到上世纪80年代,它的问世是为了解释为什么宇宙的整体温度和密度要比理论预言的均匀许多。在大爆炸那一刻,时空自身被挤压在一起,就像一张被团起来的纸。就算让它膨胀到目前可观测宇宙的大小,也不足以抹去所有的折痕。

林德:对此提出批评是愚蠢的。你必须采用一切可用的数据。如果他们没有采用这些信息,在科学上才算是做错了。或者可以说,虽然对尘埃进行了修正,他们还是有点过于乐观了,宣布发现原初引力波可能为时尚早。但就目前他们所知而言,那个信号百分之百源自银河系尘埃也是不太可能的。

相关的果壳网小组

  • 航天探索
  • 观星者
  • 生活大爆炸

然而,剧烈的暴胀则可以拉平这团纸。它的基本思想是,在宇宙的最初瞬间,真空本身蕴藏了巨大的能量。量子涨落使得真空振荡,进而开始逐渐注入这一能量,蔓延至整个婴儿期的宇宙。这会驱动宇宙发生指数式的膨胀,在短短的10-36秒的时间里,宇宙的尺度翻倍了80次,从仅仅10-28米的跨度急剧增大到了接近1
厘米。结果便是形成了一个没有结构且平坦的时空,在这之后恒星和星系才开始形成。

席林:许多宇宙学家说,这个结果经不起时间的考验。你同意吗?

这个过程也产生了BICEP2团队所观测的宇宙微波背景辐射。这些最古老的光线充满了整个宇宙空间,一开始受困在早期宇宙超高密度的物质当中。大约38万年后,当宇宙冷却到足以形成第一个原子时,它们终于被释放了出来,能够在宇宙各个方向上自由传播。

林德:我对可能的结果不会作任何判断——两种情况大自然都能接受。但遗憾的是,这场争论已经变得有点过于情绪化了。我觉得,人们攻击BICEP2团队的方式有点丢人。最终,如果我们把情绪放到一边,每个人都会从中获益。

138亿年以来,宇宙膨胀一直在拉伸宇宙微波背景辐射,使它们从最初的超高能量冷却成了仅能加热分子的微波,温度只有2.7
K——这也常常被当作是空间的温度值。在大尺度上,这一温度和其他的特性几乎是均匀分布的。然而在局部,事情看上去就会颇为不同。紧盯天空中的某一片区域,BICEP2望远镜观测到了暴胀在宇宙微波背景中留下的印迹,被称为B模式偏振。

席林:欧洲空间局的“普朗克”卫星(Planck)会终结这场争论吗?

这些印迹源于爱因斯坦的广义相对论,该理论描述了物质和能量如何使得空间和时间发生弯曲。于是,驱动暴胀的量子涨落也会使得时空跟着一起涨落,产生时空涟漪,被称为原初引力波。

林德:几个月后,“普朗克”会公布一大批数据。不过也有传闻说,与尘埃相关的结果会提前公布——随时都有可能。“普朗克”和BICEP2是极其不同的两个实验,因此很难将结果整合在一起。而且,就算他们联手,可能也无法得出百分之百确定的结论。很有可能,其他的地面实验仍然是必须的。但这是非常重要的第一步。

当且仅当发生暴胀时,原本极其微弱的引力波才会被急剧放大。这些被放大的引力波贯穿宇宙,扭转宇宙微波背景辐射中的光子,产生B模式偏振。宇宙极早期中的一个瞬间由此变成了遍布整个天空的特征,这就像把一幅图像放大到极致,而你所能看到的,不过是一块一块的像素而已。

席林:如果这一发现得到证实,对宇宙暴胀理论意味着什么?

2014年3月17日,BICEP2团队在美国哈佛大学史密松天体物理中心宣布了这一发现。英国伦敦大学学院的宇宙学家希兰亚·佩里斯(Hiranya
Peiris)说:“探测到原初引力,是最接近证明我们曾经历过暴胀的一步。”

林德:将会非常非常重要,并且能够排除许多版本的暴胀理论。此外,通过证明引力场不是平滑的,而是量子化的,就像空间本身一样,它还指明了一个量子引力理论——这正是长久以来人们一直在追寻的、广义相对论与量子力学的大一统。

新浦京www81707con 1BICEP2实验中发现的微小的涡旋涨落,这是原初引力波在微波背景辐射中留下的印迹。图片来源:哈佛-史密松天体物理中心

席林:这些观测可以追溯到宇宙年龄仅有10-35秒的极早期。我们最终有可能解释宇宙真正的开端吗?

向后的巨大飞跃

这一发现的潜在影响是巨大的。没有参与此项工作的皮科克指出,宇宙微波背景被释放的时候,宇宙的大小不足现在的1/1100,但暴胀在宇宙微波背景中留下的印迹却可以追溯到宇宙大小还不到今天的10-55时。“这是向前迈进了一大步,”他说,“假如得到证实,我认为这必定是我有生之年里最大的科学进展。”

前提是,假如得到证实。这样一个潜在的突破迫切地需要佐证,因为凡事并非都像一加一等于二那么简单。BICEP2的结果暗示,原初引力波的大小——用r值来表征——远超任何人的预期。加拿大麦吉尔大学的邓肯·汉森(Duncan
Hanson)参与了南极望远镜项目,该望远镜就设在BICEP2的旁边,正在补充对宇宙微波背景的观测。汉森说:“测量出的r值让人有点吃惊,因为我们曾经认为,这么大的r值已经被排除了。”他强调,“某种形式的确认绝对是必需的。”

这一结果也与欧洲空间局普朗克卫星于2013年3月公布的数据相冲突。在BICEP2仅观测一小部分宇宙微波背景的同时,“普朗克”花了4年半的时间,以前所未有的精度,对整个天空中的宇宙微波背景进行了观测。

暴胀抹平了宇宙微波背景的温度,但产生原初引力波的量子涨落也会令微波背景的温度发生微小的起伏。其他的效应也可以产生类似的结果,所以温度涨落本身并不足以证明暴胀。但如果假设这一变化全部由暴胀产生,便可以由此计算出原初引力波r值的上限。根据“普朗克”的数据,r值不应该大于0.11;BICEP2给出的结果是这一数值的2倍。

对于这一矛盾,最简单同时也最尴尬的解释是,BICEP2的数据分析存在问题。毫无疑问,在数据分析的过程中存在无数陷阱。最重要的是,除了源于暴胀的原初引力波之外,还有其他东西也可以产生B模式偏振信号。在宇宙微波背景被释放出来之后,星系团的引力能够扭转光子,被束缚在银河系磁场中的尘埃颗粒也能做到这一点。有人已经提出,或许来自于超新星爆发的尘埃颗粒导致了这一结果。

只观测一小片天空,远离银河系的银道面和任何大型的星系团,可以减少这些干扰——BICEP2正是这样做的。但参与了“普朗克”项目的佩里斯对此仍有顾虑。她说:“我对他们的结果感到很惊讶。这简直就是50年一遇的重大发现,不是吗?但是,作为一名科学家,我不得不对此表示怀疑。”

她担心,BICEP2的数据分析仅用了一条由多个软件构成的“流水线”。“普朗克”至少使用了2条,有时甚至多达5条独立的流水线,来降低因未知的程序问题导致错误结果的几率。佩里斯说:“为了验证BICEP2的结果,需要不同天区的不同数据,以及一条不同的数据处理流水线。”

通过开发第二条数据处理流水线,BICEP2自己就能做到这一点。其他的地面望远镜也可以提供独立的检验,其中包括汉森的南极望远镜和位于智利的“北极熊”(Polarbear)实验。它们的团队正在梳理各自的数据,或者计划新的观测来证实或者反驳BICEP2的结果。不出所料,它们目前还没准备好发表评论。

新浦京www81707con 7设在南极点附近的BICEP望远镜(左侧建筑屋屋顶上)和南极望远镜(右侧建筑)。图片来源:哈佛大学

最沉重的打击依然来自于“普朗克”。它的全天观测结果把任何局部特征都限制在了很小的范围之内。更重要的是,它采集了9个微波波段的数据。这使得“普朗克”可以更容易也更可靠地剔除掉前景偏振的干扰,因为尘埃颗粒对微波的散射会随着波长而变化。

2013年,“普朗克”团队发布全天温度图时,他们承诺将在2014年公布偏振数据——如果最新的传言属实,时间会在今年11月。不过,“普朗克”的数据也并非尽善尽美。如果它观测到的温度涨落源于暴胀,那它们在所有尺度上都应该一样才对。但事实上,较小的尺度上涨落确实更大。科学家倾向于使用“张力”来消除这一异常。这一点或许也站不住脚了。“如果你相信BICEP2的r值,实际上它会使得张力项变得更为糟糕,”汉森说,“也许我们不得不修改现有的宇宙学了。”

他的意思是,需要更稀奇古怪的暴胀理论才能够在不同尺度上产生不同大小的引力波。理论学家正忙于提出各种理论来做到这一点。其他人则采取了没那么激进的路线,他们相信BICEP2可能已检测到了原初引力波,随着更多数据的获得,他们的r值会变小。

确定正确的r值或许还有助于解决一个大问题:到底是什么驱动了暴胀?不过,英国普兹茅斯大学的理论学家戴维·万兹(David
Wands)认为,也可能未必。他说:“暴胀避免了我们在讨论大爆炸时遇到的许多困难。这意味着,我们可以描述宇宙的很多特性,根本不必追溯到大爆炸本身。”

更糟糕的是:暴胀可以有效地擦除之前的细节。那些细节要么在指数膨胀中被直接抹平了,要么被运送到了我们看不见的远方。暴胀几乎可以把任何你能够想象到的开端,全都转变成我们现在所看到的宇宙。这意味着,我们甚至都无法肯定,宇宙大爆炸是否真的发生过,或者说我们的宇宙是不是从一个无限高密度和温度的奇点开始膨胀出来的。用皮科克的话来说,“大爆炸奇点存在的时间,可能是这些引力波产生之前10-36秒,也可能是在这之前一万亿年。”

新浦京www81707con 8证实暴胀确实令人兴奋,但这也可能意味着,暴胀抹平了之前的所有细节,让我们无法透过暴胀的“黑幕”,探测更早之前的宇宙大爆炸本身。图片来源:《新科学家》

林德:绝对有可能。宇宙花了138亿年才把我们带到这里,而仅仅一个世纪之前,我们才发现在自己的银河系外原来另有一片天地。再过30年,我们将绘制出可观测宇宙中最重要的特征,就像几个世纪前航海家们绘制出完整的地图一样。现在的确是宇宙学大发现的时代。(编辑:Steed)

受困于过去

也许隐藏在我们视线可见范围之后的,不仅仅是大爆炸本身。大多数宇宙学家和物理学家相信,要想描述宇宙的起源,我们需要一个理论,能够把描述引力的广义相对论和描述其他3种自然力的量子力学统一起来。只有在远远超过目前我们在粒子加速器中所能达到的能量和密度水平之上,量子引力的效应才会显现出来。在此之前,我们唯一的希望就在于,来自早期宇宙的直接观测证据可以帮助我们确定这一理论。

而这可能正是BICEP2结果的第22条军规。按照皮科克的说法,确认BICEP2的发现将告诉我们,量子引力理论确实存在。他解释说:“只有当量子力学能够施用于引力场,就如同能够施用于电磁场之类的其他场一样时,所产生的引力波才会有这样的振幅。”不过,量子引力时代现在被牢牢地困在毫无特征的暴胀“帷幕”后面,隔绝了一切直接的宇宙学检验。

如果是这样,那一开始的赞叹就有可能会变成沮丧的惨叫。皮科克说,“现在我们已经有证据证明,量子引力理论必定存在,只是我们看不到任何能够去探测它的方式。”

佩里斯则不这么确定,她认为仍有可能发现一些来自暴胀之前的东西。“我不会真正排除有机会获得更进一步信息的可能性,”她说,“现在仍是暴胀理论的初期阶段。也许它还会有一些更进一步的预言。”

希望如此,否则的话,2014年3月17日或许将被视为是宇宙学的开启和终结之日。对于宇宙如何以及为何起源,如果我们的认知确实存在局限的话,宇宙学家或许不得不如此安慰自己:毕竟在暴胀壁垒的这一侧,还有足够多的谜题供我们研究。暗物质,暗能量,还有吗?(编辑:Steed)

 

编译自:《新科学家》,Big bang breakthrough: The dark side of
inflation

扩展阅读

  • 我们看到了宇宙诞生的最初瞬间
  • 宇宙背景微光中寻获引力波印迹!
  • 去南极点见证宇宙创生的那一瞬间
  • 李淼:宇宙学研究上演现代版“龟兔赛跑”

相关的果壳网小组

  • 万物至理
  • 观星者
  • 生活大爆炸

相关文章