首页 > 科技 >

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

2019-09-29 05:04:14 暂无 阅读:1499 评论:0

这个大而恍惚的星系是如斯涣散,以至于天文学家称它为“透视”星系,因为它们能够清楚地看到它背后的遥远星系。

这个鬼魂般的物体,编号为NGC 1052-DF2,没有显着的中心区域,甚至螺旋臂和圆盘,这是螺旋星系的典型特征。但它看起来也不像椭圆星系,因为它的速度涣散都是错误的。即使它的球状星团也是新鲜的:它们是其他星系中典型恒星群的两倍。

所有这些奇异的器材都与这个星系中最新鲜的方面比拟显得苍白:NGC 1052-DF2因为显着缺乏暗物质而备受争议。这能够解决伟大的宇宙谜题。若是你认识最新的科学新闻,你或者会熟悉有关宇宙自己性质的大量争议。暗物质被认为比正常原子物质的比例高5比1,或者是不需要的,取而代之的是对我们的万有引力定律的点窜。组成宇宙三分之二的暗能量是空间加快扩张的原因,但扩张率自己甚至没有杀青一致。比来一些人冷笑宇宙通货膨胀是不科学的,因为它的一些指摘者声称它能够展望任何事情,是以没有任何展望。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

你看得越来越远,你也会看得越来越远。你走的越早,宇宙就越热,越来越密集,成长也越来越少。最早的旌旗甚至能够敷陈我们在大爆炸之前发生的事情。科学不光仅是一系列事实,尽管它一定依靠于我们收集的有关天然世界的全套数据和信息。科学也是一个过程,个中风行的理论和框架面临着尽或者多的新颖测试,试图验证或辩驳我们最成功的设法的究竟展望。

这就是科学前沿所处的位置:处于我们领先理论有效性的边缘。我们进行展望,然后经由实验和视察来测试它们,然后我们约束,点窜或扩展我们的设法以适应我们获得的任何新信息。很多人的最终妄想是彻底改变我们构想世界的体式,用更成功和更深刻的器材庖代我们现有的理论。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

来自COBE的CMB光谱测量表明,大爆炸的剩余毫光是一个完美的黑体。一种或者的替代注释是反射星光,正如准稳态模型展望的那样,然则展望和视察到的光谱强度之间的差别表明这种替代方式无法注释所看到的情形。但重现我们领先的科学理论的成功并不是一件轻易的事,更不消说超越今朝的局限。那些陶醉于与壮大视察相辩说的设法的人们在抛却他们的首选结论时已经非常难题。

这是整个科学史上频频显现的主题,包罗:在发现宇宙微波配景后,Fred Hoyle拒绝接管大爆炸近40年,Halton Arp对峙认为类星体不是遥远的物体,尽管数十年的数据证实它们的红移不是量子化的,Hannes Alfven及厥后来的跟随者对峙认为万有引力并不克在大标准上支配宇宙,等离子体决意了宇宙的大规模构造,即使在无数视察已经驳斥了这个设法之后。固然科学自己或者是公平的,但科学家却不是。我们能够成为其他任何人都能够认同的认知私见的牺牲品。一旦我们选择了我们的首选结论,我们就会经常经由念头推理的错误实践来诳骗本身。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

宇宙汗青的示意图,凸起了再电离。

在恒星或星系形成之前,宇宙布满了光阻的中性原子。固然大多数宇宙直到5.5亿年之后才会被从新电离,而第一次大海浪发生在大约2.5亿年之后,一些幸运的恒星或者在大爆炸之后形成50到1亿年,并且准确的对象,我们或者会揭示最早的星系。这就是“物理学一次推进一个葬礼”。

一个新的科学真理并不是经由说服其敌手让他们看到光亮来取获胜利,而是因为它的敌手最终会死去,而新一代的成长则熟悉它。

很多非科学家(甚至一些科学家)永远不会意识到的一个大问题是:你老是能够扭曲你的理论思惟,迫使它们变得可行,并与所视察到的一致。这就是为什么任何理论的要害是提进步行强有力的展望:在进行要害视察或测量之前。经由这种体式,您能够确定您正在测试您的理论,而不是在事后点窜参数。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

凭据委靡光假设,我们从每个物体领受的每秒光子数量与其距离的平方成比例下降,而我们看到的物体数量跟着距离的平方而增加。物体应该更红,但应该发射恒定命量的每秒光子作为距离的函数。然而,在络续扩大的宇宙中,跟着时间的推移,我们每秒领受的光子数量会削减,因为跟着宇宙膨胀,它们必需移动更远的距离,而且红移也会削减能量。即使考虑到星系演化,也会导致外观亮度转变,在远距离处变暗,与我们所看到的一致。事实证实,这恰是我们现在处理我们今天所拥有的领先宇宙学模型的体式。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

银河平面发射了一些天体物理辐射源(中心),而在该平面上方和下方存在近乎完美的,平均的辐射配景。如今已经测量了这种辐射的温度和光谱,而且与大爆炸展望的一致性是非同平常的。然后显现了很多对宇宙发源的竞争性注释,大爆炸有四个明确的基石:

络续扩大的宇宙,在大爆炸的酷热,密集,早期阶段发生的轻元素的展望品貌,一个剩余的光子发光,比绝对零度高几度,并形成大规模的构造,其构造必需跟着距离而演变。如今已经视察到所有这四个,个中后三个是在大爆炸首次提出之后发生的。稀奇是,在20世纪60年月中期发现剩余的光子发光是临界点。因为没有其他框架能够注释这四个视察究竟,如今没有可行的大爆炸替代方案。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

CMB的波动,大规模构造之间的形成和互相关系,以及引力透镜的现代视察等等,都指向统一幅画:一个加快的宇宙,包含并布满暗物质和暗能量。必需考虑供应分歧可视察展望的替代方案,但与那边的全套视察证据进行对照。跟着一个膨胀的,冷却的宇宙,从热,密集,物质和辐射布满的状况起头,悉数由爱因斯坦的广义相对论统治,宇宙若何睁开,有很多或者性,但它不是无限的数。宇宙中的内容与其扩张速度若何演变之间存在关系,这极大地限制了或者的内容。

一旦你接管大爆炸和由广义相对论统治的宇宙,就会有大量的证据表明暗物质和暗能量的存在。这也不是一个新的套件,然则自20世纪70年月以来一向在增加。阴郁能量的首要竞争敌手大约15年前就掉了下来,只留下一个宇宙暗物质和暗能量作为一个可行的宇宙论来注释全套证据。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

来自三个自力起原的暗能量约束:超新星,CMB和BAO(这是宇宙大规模构造中的一个特征。)请注重,即使没有超新星,我们也需要暗能量,并且只需要暗能量的1/6。发现的事情或者是正常的事情; 其余的必然是暗物质。

这是经常被轻忽的要害:你必需在评估理论或框架的成败时搜检全套证据。当然,你总能找到个体的视察究竟,这些视察究竟会给你的理论注释带来难题,但这并不料味着你能够用成功注释一个视察究竟的器材来取代它。

你必需考虑到一切,加上新视察,加上尚未视察到的新现象。

这是每个替代方案的问题。宇宙膨胀,宇宙大爆炸,暗物质,暗能量或膨胀的每一种替代方案,都无法注释已经视察到的任何器材,更不消说其余部门。这就是为什么几乎每个工作的科学家都认为这些提议的替代方案仅仅是沙箱,而不是对主流共识的严重挑战。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

若是能够经由恒星形成加热,而不是经由改变的重力加热,能够用暗物质清楚地注释这一点。有的确是星系在那边没有暗物质,然则这是由理论所展望的。事实上,没有暗物质,星系就没有了, 并声称它伪造了暗物质模型。当这些没有暗物质的星系被发现时,统一位科学家立刻声称它们与改善的重力一致。但只有暗物质才能注释有关宇宙的全套证据。

事实上,试图测量宇宙膨胀率的两组分歧组之间存在差别。差别为9%,或者代表一组手艺的根基错误。更令人兴奋的是,它或者表明暗能量或宇宙的某些方面比我们无邪的假设更复杂。但无论若何,暗能量仍然是需要的 ; 独一的“危机”是工资制造的。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

表观膨胀率(y轴)与距离(x轴)的关系曲线与曩昔膨胀得更快的宇宙是一致的,然则今天遥远的星系正在加快衰退。这是一个现代版本,比哈勃的原创作品延伸数千倍。注重这些点不形成直线的事实,表明膨胀率随时间的转变。宇宙遵循它所做的曲线的事实表明暗能量的存在和晚期优势。最后,还有宇宙膨胀,宇宙发生在大爆炸之前的阶段,竖立了宇宙降生的初始前提。固然它经常受到很多人的冷笑,但通货膨胀从来没有筹算成为最终的,最终的谜底,而是作为解决大爆炸无法注释的谜题的框架,并做出描述早期宇宙的新展望。

凭据这些说法,它取得了伟大的成功。通货膨胀:

成功复制了热点大爆炸的所有展望,解决困扰非通胀大爆炸的地平线,平展和单极难题,并建造了六个与旧式Big Bang分歧的新颖展望,个中至少有四个现已获得确认。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

通货膨胀时代发生的量子涨落会在整个宇宙中延伸,当通货膨胀竣事时,它们会酿成密度波动。跟着时间的推移,这导致了今天宇宙中的大规模构造,以及CMB中视察到的温度波动。这些新的展望对于证实微调机制的有效性至关主要。

宇宙学唯一的大问题是人为的误解

但我们不克忘怀或甩掉广义相对论,络续扩大的宇宙,宇宙大爆炸,暗物质,暗能量或通货膨胀等现有的成功。超越我们今朝的理论包罗 - 作为强制性要求 - 包含和再现他们的胜利。在一个强有力的替代方案能够达到这个门槛之前,所有关于遍及范式的“大问题”的声明应该被视为它们是什么:意识形态驱动的漫骂没有需要的科学价格来支撑它们。

相关文章