(图片来源: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images)
宇宙大爆炸仍然是许多科学家的首选理论,它得到了两个关键观测数据的支持-宇宙的膨胀和宇宙微波背景(CMB)。大爆炸之后,宇宙急剧缩小变热,充满了像太阳一样发光的等离子体。我们仍然可以看到这个超热阶段的结束,其形式是充满整个空间的辐射海。在这几十亿年的时间里,宇宙的膨胀使辐射冷却到了华氏零下454度(摄氏零下270度),但它仍然可以被射电望远镜探测到。
CMB在每个方向看起来几乎都一样,如果宇宙一直以目前的速度膨胀,这就无法解释说明了。许多科学家认为,在宇宙大爆炸后的几分之一秒内,它经历了一段短暂的极速 "暴胀",体积突然从亚原子尺度膨胀到几光年。
4.全息的宇宙
一个星球上空的全息图的抽象图像。
(图片来源: Shutte)
安全全息图基本上是一个二维物体编码成一个完整的三维图像。根据这一理论,整个三维宇宙可能被“编码”在其二维边界上。这听起来可能不像生活中模拟器里面那样令人兴奋,但这个理论的优点是它在科学上可被检验。2017年英国南安普敦大学的研究表明,它与观察到的CMB波动模式一致。
5. 稳态的宇宙
宇宙在一个气泡内膨胀的艺术形象。
(图片来源:Shutter)
美国宇航局表示,大爆炸是我们对宇宙如何开始的最佳猜测。过去它的密度较大,而未来它的密度会变小。并非所有的科学家都对此感到满意,所以他们想出了一个方法让密度保持恒定,甚至在一个不断膨胀的宇宙中。这个办法涉及到以每百万年每立方米约三个氢原子的速度不断创造物质。这个模型随着CMB的发现而失宠,这是缘于这个模型不容易解释。
6. 多重宇宙
多重宇宙
我们的宇宙只是庞大的多元宇宙中的一个气泡吗?
(图片来源:VICTOR DE SCHWANBERG/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images)
在关于大爆炸的传统观点中,为了解释CMB的均匀性,有必要假设早期的超速膨胀,即暴胀。一些科学家认为,当我们的宇宙从这一膨胀阶段中掉出来时,它只是膨胀的空间中海洋里的一个小气泡。在这个由Paul Steinhardt提出的被称为 "永恒暴胀 "的理论中,另外的气泡宇宙在暴胀海洋的其他地方不断涌现,整个组合构成了一个 "多重宇宙"。
这个理论变得更加奇怪,因为其他宇宙没有理由拥有与我们相同的物理定律。有些宇宙可能有更强的引力,或者不同的光速。虽然我们不能直接观察其他宇宙,但可以想象其中一个宇宙可能会与我们的宇宙发生碰撞。科学家们甚至认为CMB中的 "冷斑 "是碰撞产生的印记。
7. 我们理解错了引力
银河
我们的银河系是被暗物质所包围,还是引力理论有误?