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标准宇宙学模型中的几个致命问题 二. 宇宙学原理的证明1

2已有 1047 次阅读  2011-12-11 07:09   标签爱因斯坦  宇宙学原理  微波背景辐射  牛顿X射线卫星 

二. 宇宙学原理的证明1

宇宙学原理假设是否成立,是标准宇宙学模型是否能够成立的前提基础,现有的有关宇宙中物质分布的天文观测并不能令人信服地证明宇宙学原理是合理的。于是宇宙学家和理论物理学家想尽其它办法从其它方面来证明宇宙学原理是成立的。

从现在对宇宙物质分布的观测结果(见前面帖子的两张宇宙空间星系分布图),我们可以看到,直接用现在已有的天文观测结果很难证明宇宙学原理是正确的。于是有些学者就认为,宇宙微波背景辐射的分布是均匀各向同性,而宇宙微波背景辐射是宇宙早期大爆炸的遗迹,因此宇宙微波背景辐射的分布均匀各向同性说明,宇宙中物质至少在宇宙的早期均匀各向同性分布。如果承认宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸的遗迹,同时只考虑宇宙微波背景辐射的强度分布,则认为宇宙中物质至少在宇宙早期均匀各向同性分布似乎还勉强说得过去。但如果我们深入研究宇宙微波背景辐射分布的温度谱,科学家们从WMAP小组发布的数据中发现,四极矩和八极矩的数值偏低,而且四极矩和八极矩的轴,几乎都指向室女座方向。这破坏了宇宙学原理中的各向同性假设。

虽然经过了五六年的艰苦研究,李惕培和刘浩等人发现,由他们自己编写的数据分析程序得到的温度谱和WMAP有所不同,其中最大的不同在于他们发现温度谱的四极矩几乎消失了,而八极矩也有显著的减弱。从这里我们可以看到,WMAP观测数据的处理和所得到结果之间的关系多么密切,对我们如何理解微波背景辐射的性质有多么重要的意义。数据处理时所采用的方法的某些微小变化,可能会产生‘差之毫厘,谬以千里’的错误结果,从而误导我们对微波背景辐射性质的理解。

美国阿拉巴马大学(UAH)以Lieu博士为首的科学家们(其中包括有我国清华大学物理系协议年薪特聘教授张双南教授200691在《Astrophysical Journal》上发表了他们对NASA的威尔金森微波各向异性探针(WMAP)探测到的31个星系团宇宙微波辐射数据进行深入分析的结果。分析的结果显示,大约只有四分之一被预言应当存在S-Z效应的星系团区域确实存在S-Z效应,而其它大约四分之三被预言应当存在S-Z效应的星系团区域却不存在SZ效应,这和在整个天际随机观测到SZ效应的几率大致相当。Lieu博士他们认为,这个结果表明,我们所观测到的微波背景辐射可能不是来自这些星系团的后方。因此,对‘微波背景辐射是宇宙大爆炸遗留的余烬’的理论提出质疑,认为微波背景辐射不能作为宇宙大爆炸理论的依据

从这里我们可以看出,用宇宙微波背景辐射来证明宇宙学原理假设是合理的这个做法很难令人信服。虽然在宇宙微波背景辐射发现之前有理论物理学家根据大爆炸宇宙学模型预言它的存在,但所根据的理论假设条件和实际情况并不符合。预言宇宙微波背景辐射存在的假设要求宇宙空间不应当存在有电离气体。但20095月欧洲空间局宣布XMM—牛顿X射线卫星发现,在宇宙星系际空间中充满高度电离的气体,其总质量和原来望远镜所发现的发光物质相当。因此预言存在宇宙微波背景辐射的理论假设‘宇宙空间不存在有电离气体’并不成立。用宇宙微波背景辐射来证明宇宙学原理假设是合理的这个做法表面上看似乎是为了证明爱因斯坦宇宙学原理假设的合理性,实际上是后人想利用爱因斯坦的科学威望来掩盖标准宇宙学模型中的缺陷而作的努力。

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