宇宙「嬰兒圖譜」提示了現代宇宙的信息

在英國曼徹斯特大學班克天文台的科學家幫助下，歐洲航天局製造了精密的普朗克太空望遠鏡，科學團隊繪製了一幅詳實、細緻的宇宙早期的圖譜，它是描繪在宇宙大爆炸後遺存的背景輻射圖譜中迄今最詳細的一幅，目前的物理學不能解釋從圖譜中反映出的異常現象。歐洲宇航局近日發布了以觀測數據為基礎繪製的早期「宇宙地圖」，它提供了能夠支持宇宙學標準模型的最好數據，新的數據分析將宇宙年齡定為138、2億年，該圖譜能夠幫助科學家去改進和完善有關宇宙構成和演化的知識。

（圖片為目前最好的宇宙地圖，它顯示了宇宙最古老的光線，這種光線來自於宇宙開始誕生的時期，它被稱之為宇宙微波背景輻射，圖片中的顏色顯示了微小的溫度變化。）

普朗克衛星望遠鏡承載了英國航天局的「旗艦使命」，沒有辜負科學家的殷切期待，他們通過觀測獲得了迄今最為精確的宇宙物質成分的數據。我們在周圍的世界能夠看到和感覺到普通物質的存在，它們僅佔到宇宙總體物質和能量密度的4、9%，暗物質佔到宇宙總體物質和能量密度的26、8%，暗物質的含量比過去的估計高出了大約五分之一。

曼徹斯特大學普朗克項目的科學家理查德·戴維斯擔任科學團隊的主管，他們負責背景觀測和數據分析工作，戴維斯對「普朗克地圖」讚美有加，從這份地圖提取的數據能夠證實宇宙標準模型的正確性，圖譜的精確性達到了前所未有的程度，從而樹立了人類對宇宙成分認知的新標杆。「普朗克地圖」達到如此高的精確性，以至於科學家從圖譜中發現了異常數據的現象，他們需要對未有解釋的現象進行研究，其中之一的異常現象表現為宇宙微波背景輻射的數據漲落，，輻射數據的漲落在宇宙大尺度背景上不符合標準模型理論的預測，圖譜中出現了一種非對稱現象：在地球南北半球方向相反的太空有一種非對稱性的平均溫度分布。

以普朗克望遠鏡的數據為基礎，科學家繪製了第一份全空域的宇宙圖譜，他們用了15個多月的時間，採集了全空域的觀測數據，圖譜記錄了宇宙在38萬年的年齡發出的古老光線，印刻在宇宙太空背景的古老光線轉變為宇宙微波背景（CMB）的存在方式。普朗克望遠鏡的觀測數據顯示了太空溫度的微小漲落，這說明了在宇宙誕生之後的早期，太空背景區域有微小的密度變化，這種密度微小漲落的現象象徵了宇宙成長的「種子」，它預示了我們今天看到的宇宙結構，恆星和星系就像從「種子」中生長出來的「參天大樹」。

有一種理論解釋了在我們的宇宙空間存在的異常現象，這種異常可以在普朗克圖譜找到線索，發源於CMB的光線選擇了穿越背景時空的複雜路徑，我們一直認為，在大的星系尺度上，宇宙空間在所有方向上是一致、對稱、均勻的，這種理解沒有絕對的正確性。普朗克衛星的觀測結果顯示出了不同尋常的現象，位於英國焦德雷爾班克的曼徹斯特大學天體物理學中心的教授理查德·巴蒂認為，普朗克衛星提供了大量信息，科學團隊以此了解早期宇宙的性質和未來的演化過程，寬泛而精確的數據符合標準宇宙學標準模型的描述，標準模型在過去的20多年一直是科學家理解宇宙演變進程的基礎，現在有了令人遐想和興奮的大資料庫，這些數據顯示了人們對宇宙的理解存在漏洞，過去在宇宙學研究中迷失了一些關鍵線索

英國航天局的科技和探索部主任克里斯·卡斯特認為科學家需要共同努力，尋求一種對這種有趣的異常現象的解決方案。普朗克太空望遠鏡的強大功能讓科學家「如虎添翼」，他們有能力來繪製一幅精美而完整的早期宇宙圖譜，從小的拼圖到大的版圖，從局部的畫面到整體的圖譜，一部「宇宙進化論」的教科書完整地展現在人們的眼前。劍橋大學的科學家喬治·埃弗斯塔修高度評價了普朗克宇宙圖譜的成果，「由普朗克衛星測定的CMB溫度漲落再次證實了標準模型對宇宙令人震撼的正確描述，我們不能不承認，一幅相對簡單的圖譜對應了相對簡單的宇宙模型。」

（編譯：2013-3-25）

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