巨型天体也许来自另一个宇宙

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1、巨型天体也许来自另一个宇宙　　在充满宇宙的星系网中有一个巨大的空洞;一根由类星体构成的巨弦可以跨越数百亿光年;一个由剧烈爆发构成的环形占据了可见宇宙的6%……随着观测宇宙的能力日益强大，天文学家开始识别出比此前已知的更为巨大的结构。可是，它们中任何一个都不应该存在于那里。　　自从哥白尼提出了他的革命思想，即地球在群星之间并没有什么特别的地方，天文学家就把它视为根本。宇宙学原理则更进了一步，认为宇宙中没有任何地方是特殊的。当然，在局部上可以存在不同等级的系统，例如太阳系、星系和星系团，但当你进入更大的尺度，宇宙就应该表现出均匀性，且各向同性，没有巨大的星系壁，没有巨大的空洞，也没有巨大的结

2、构。一个由美国和匈牙利科学家组成的小组发现了由9个伽马射线暴组成的环状结构，跨度达50亿光年。伽马射线暴的分布如上国蓝点所示。　　这就难怪这些接二连三的最新发现让宇宙学家火冒三丈了。然而，对这个问题的解答也同样充满了争议。有人提出，这些大质量的结构是另一个维度投影出的幻象，是存在我们自身之外的现实的第一个诱人证据。如果是这样，那么这些庞然大物就并非是存在于我们宇宙中的物理实体，宇宙学原理依然适用。　　在现代宇宙学中有一个魔咒，它就是宇宙中的“受青睐区域”。自文艺复兴以来，所有的科学想法都一直在反对这个概念。“受青睐区域”8会使得用爱因斯坦的广义相对论来研究引力在宇宙演化中的作用变得更加困

3、难。如果你假设宇宙几乎是均匀的，那么求解爱因斯坦方程就会容易得多。不过目前，宇宙学原理仅仅是一个假设。没有具体的证据能佐证它是正确的，反倒是有越来越多的证据来否定它。斯隆数字巡天绘制的宇宙三维图　　以之前提到的宇宙巨洞为例，它的直径达到了近20亿光年。相比于宇宙中星系的平均密度，这个巨洞中的星系数量少了约10000个。根据最新的观测数据，天文学家认为宇宙学原理只有在约10亿光年的尺度及以上才成立。此时，对于任意给定的体积，其中物质的平均总质量才基本相等。然而，存在一个比这一尺度还要大一倍的巨洞着实让整个画面显得突兀。10多年前，天文学家在宇宙微波背景中发现了一个巨大的低温斑块，这个超巨洞

4、兴许可以解释这个现象。　　然而，超巨洞其实还不算大。早在2012年，就有天文学家团队宣布发现了跨度超过40亿光年的巨大结构，其大小是超巨洞的2倍。那会是什么东西？显然，它肯定很不寻常。然而，这一次它并不是太空中一片空无一物的区域，反而特别拥挤，被称为巨类星体群。它包含有73个类星体――非常遥远的星系的明亮活跃中心区。20世纪80年代初，天文学家就已经知道，类星体有聚集在一起的趋势，但在此之前还从来没有发现它们会在这么大的尺度上成群。8　　2015年年初，另一个天文学家团队发现了一个巨大的伽马射线暴群。伽马射线暴是发生在遥远星系中的短暂高能爆发现象。发生这些伽马射线暴的星系看上去似乎形成了

5、一个直径达50亿光年的环形，占据了整个可观测宇宙的6%。天文学家并没有想到会发现这么大的结构。它的大小是宇宙学原理成立尺度的5倍。　　宇宙学原理是我们认识宇宙的根本基础，因此，这些有违宇宙学原理的现象深深地让天文学家和宇宙学家感到不安，即使这些现象的发现者也是如此。例如，由伽马射线暴组成的环形，有一种可能性是它们被其他星系包围着，由于这些星系过暗而没有被看到。这就像在一个黑暗的房间中均匀地放置着灯泡，当你走进房间时，仅有几只被点亮了，那么你很可能会就灯泡的分布得出错误的结论。这并不一定会破坏宇宙学原理。　　调和矛盾　　巨大的类星体群也引发了激烈的争论。有天文学家认为，它并非是一个真正的结

6、构。2013年发表的一篇论文对发现这一结构的算法和数据进行了分析，计算了随机分布的类星体呈现出结构的概率。结果显示，这个概率相当高。不过，现在就下结论还太早。该类星体群的发现者认为，这一反对意见“保守且不现实”。他们认为，与模拟随机分布不同，所有的反对者应注意到一个事实，即这些类星体都拥挤在约3亿光年的尺度之内。　　和类星体群一样，超巨洞也被认为可以与宇宙学原理相调和。宇宙学原理并没有说不允许任何地方出现涨落，而是说宇宙在大尺度上的平均意义下是均匀的。总之，发现类似超巨洞这样的结构的概率并非为零，但数量不会很多。宇宙微波背景辐射（CMB）　　然而，也有理论物理学家认为，无视这些宇宙巨型结

7、构的做法也许是错误的。事实上，在宇宙学原理依然成立的情况下，它们仍能存在。我们要做的就是认为它们实际上并不存在。相反，它们其实是其他维度侵入我们宇宙的首批证据，是在我们均匀光滑的宇宙背景上留下的痕迹。8　　这似乎是一个惊人的大胆建议，建立在坚实的理论基础上。一方面，超越四维时空的额外维度并非是什么新鲜事。几十年来，许多理论物理学家认为，额外维度的存在是我们调和爱因斯坦的广义相对论和20世纪物理学另一个成就――量子理论――的最大希望。