宇宙大爆炸(Bigbang)理論是目前科學界公認的最主流宇宙起源假說。但最近的一項研究對此產生了質疑,可能會動搖其理論在科學界的主流地位。
目前主流觀點認為,宇宙大爆炸始于宇宙初期的一個無限小的點——奇點,隨后在時間誕生那一刻發生了爆炸。當時時空呈指數膨脹,膨脹的速度甚至超過了光速。但最近的一項新發現很快地排除了這種可能性,這些發現將在未來幾十年成為可能,同時面臨嚴峻的技術和科學挑戰。
英國劍橋大學的天體物理學家 Sunny Vagnozzi 和她的美國哈佛大學的同事 Avi Loeb 在11月3日發表在《天體物理學雜志快報》上的一項新研究中表示,宇宙膨脹理論無法檢驗和解釋宇宙早期的超光速膨脹。
宇宙膨脹假說并不能解釋早期宇宙的超快速膨脹,這可能說明宇宙也許不是從最初的爆炸中誕生的。
初始暴脹理論最初由美國物理學家和宇宙學家艾倫古斯于 1981 年提出,宇宙暴脹理論是支持宇宙大爆炸理論的基礎之一。幾乎在初始爆炸后,宇宙立即以指數的速度快速「膨脹」。這種加速膨脹可以解釋為什麼當前宇宙與原始宇宙如此不同。
盡管這個想法起初看起來似乎很合理,并且解決了關于宇宙初始時刻的各種謎團,但一些科學家,包括 Avi Loeb 本人,在歐洲航天局的普朗克衛星發射之后便提出了他們對宇宙膨脹和驗證它的真正可能性的擔憂。
宇宙微波背景輻射圖
歐洲航天局(ESA) 將宇宙微波背景輻射圖(CMB) ——即宇宙中最古老的光作為普朗克衛星的首次測量結果。 在那一次,宇宙微波背景輻射圖也作為宇宙膨脹理論的證據被提出,但對于Loeb和其他科學家來說,情況恰恰相反:在他們看來,普朗克衛星所傳回的數據關于宇宙膨脹帶來的謎題比他們想象的更多。因此,他們有理由探索關于宇宙起源的新想法了。
他們認為,宇宙引力子背景 (CGB) 的檢測,即普朗克時間前后引力子解耦的遺跡輻射,將排除暴脹范式,因為現實的暴脹模型會將 CGB 稀釋到不可觀察的水平。CGB 對相對論物種有效數量的貢獻Δ N eff, g≈ 0.054,完全在下一代宇宙探測器的范圍內。所以,檢測與 CGB 相關的高頻隨機引力波背景將具有挑戰性,但可能是可行的。
這將表明,如果宇宙在其開始時沒有迅速膨脹,它可能不是起源于原始爆發,因此完全有理由排除大爆炸。那麼宇宙是怎麼產生的呢?Loeb則認為宇宙可能是從先前的宇宙經過收縮「反彈」而成的。