宇宙膨胀学说的观点（现在有科学家认为宇宙膨胀是各向异性的真的如此吗）

想必现在有很多小伙伴对于现在有科学家认为宇宙膨胀是各向异性的，真的如此吗方面的知识都比较想要了解，那么今天小好小编就为大家收集了一些关于现在有科学家认为宇宙膨胀是各向异性的，真的如此吗方面的知识分享给大家，希望大家会喜欢哦。

在宇宙尺度上，关于我们在宇宙中的地位没有什么特别的。我们所看到的不仅是物理定律在任何地方都是一样的，而且宇宙本身在任何地方都具有相同的大规模性质。在所有方向和所有位置，星系的数量，聚类的数量，宇宙膨胀率以及其他所有可测量的属性实际上是相同的。在宇宙尺度上，宇宙的确在各个地方看起来都是一样的。

但是，有许多不同的独立方法可以检验宇宙在各个方向上都是相同的观点：天体物理学家称之为“各向同性”。 在2020年4月出版的《天文学与天体物理学》中的一项新研究中，新技术，分析和数据集都被应用到了这个难题中，并且作者声称，宇宙的膨胀率取决于我们寻找的方向。如果为真，这将是一个有趣的结果，但是有很多理由对此表示怀疑。

转载或者引用本文内容请事注明明来源于芝士回山花组答

有一个总体理论不仅控制着宇宙，而且提供了一个框架来理解应该在最大尺度上存在的事物：膨胀的大爆炸。简而言之，这一点表明：

家电小质最提求观，布复近省派调。

在大爆炸之前有一段宇宙膨胀期，

以法起天象组转名米断精。

提供我们所有宇宙结构生长的种子波动，

然后膨胀结束，导致了热大爆炸，宇宙充满物质和辐射，

到处都是均匀的，均匀度相差大约30,000分之一

然后膨胀、冷却并相互吸引，

导致我们今天所观察到的广袤的宇宙网络。

总的来说，这意味着在最大尺度上，宇宙应该是各向同性的（在所有方向上都是相同的），并且是同质的（在所有位置上都是相同的），但是在较小的尺度上，局部变化应该开始占主导地位。

这些局部变化绝对是真实的。当我们观察星系在整个宇宙中的移动方式时，我们发现它们确实服从了标准的哈勃膨胀，尤其在超远距离上：每个星系退却的速度与该星系的距离成正比。但是每个星系也有一个特殊的速度，它叠加在整个膨胀之上，可以引起每秒几千公里的附加运动：光速的1-2％。

我们在任何地方都能看到这一点，从单个星系的小尺度运动，到中间尺度的星系团的流动运动，到我们自己的本地群的运动。但是最重要的是（以超高的精度），我们看到了自己相对于宇宙微波背景的运动，而它本身应该是完全各向同性的，直到我们通过空间的运动的影响。

如果宇宙不是大范围各向同性的，那将是一个巨大的惊喜，特别是如果它的各向异性超过一定幅度时。 但是我们不能简单地采用一两个观测值（例如宇宙微波背景和宇宙网的大规模结构）并宣称宇宙是各向同性的。 我们应该以各种可能的方式来测量宇宙，以便确定在所有尺度上都存在什么各向异性水平。

但这需要我们准确、全面和毫不含糊地做到这一点。一个糟糕的校准，一个未经测试或未经验证的假设，或任何数量的系统误差都可能导致你得出结论，你发现了一个以前不存在的各向异性。这项由美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台（chandrax-ray Observatory）推动的新研究暗示了一种大规模的各向异性，但并没有完全达到令人信服的发现水平。

这项新研究的工作方式是，他们拍摄了大量的X射线星系团——发射大量X射线的星系团——并应用了所谓的经验关联。经验相关性是指当我们看到两个不同的东西，我们可以测量或计算一个事物似乎是相关的，但我们不知道它们为什么会相关。

在这种情况下，他们使用了X射线光的固有亮度（即发光度）与X射线观察温度之间的相关性。这是一个相对较新的关联，尽管分散性较大，但它在所有温度下似乎都比较好。然而，正如你从下面的图表中看到的（摘自论文），现在有一个令人不安的方面。根据实际测量X射线的天文台不同，这种相关性本身就不同。

每当您具有经验相关性时，确保它也对其他参数不敏感也很重要：可能导致此相关性发生变化的参数。当然，光度和温度之间存在关系，但是如果您查看具有不同质量，不同速度色散，不同重元素数量等的X射线簇，您是否会获得相同的相关性？

这些是要问的重要问题，因为对每个答案都应该是“否”。 但是，正如作者清楚地表明的那样，如果您查看具有不同数量重元素的X射线星系团，则在支持这种相关性的参数上会出现巨大差异：天文学家称之为金属性。在理想世界中，无论这些参数如何变化，经验相关性都是相同的。但是显然，事实并非如此。

这些不一定是通融的条件，但它们是非常有效的且令人信服的理由，请务必谨慎。如果我们要假设这种关系是普遍有效的，并且可以将其用作基础宇宙学的探究，那么我们必须认识到，我们将在寻找非常微妙的效果。毕竟，我们不仅要对整个天空和所有发现的X射线群集进行平均，而且还要寻找一个方向与另一个方向之间的微小差异。

我们在天空的一个区域和天空的另一个区域中发现的这些种群之间存在的任何差异，都会使我们的结果产生偏差，特别是如果我们假设两个量（光度和温度）之间存在单一的普遍关系，则尤其如此。本文的作者指出，需要研究偏差（并表明至少存在一些偏差），但在进行分析时使用单一的普遍关系。如果这些X射线团簇不都遵循作者提出的推断关系，那么这种思路是无效的。

使用星系团的另一个问题是，它们是非常大的物体，在宇宙的任何给定体积中，它们并不多。虽然这项研究确实进行了数十亿光年，比大多数探索宇宙各向异性的类似研究都要大，但它只包括几百个星系团。这不是任何人的错；这是我们目前的仪器和技术所能测量的极限。

他们发现，在天空的一个特定位置[以浅色显示（如下）]，总的膨胀率似乎比在天空的相对区域中以深色显示的总膨胀率更高。作者还注意到，这是一个相对微妙的影响，未能达到发现所必需的5sigma“黄金标准”，并且，如果由于担心可靠性而尝试排除任何数据，结果变得越来越不重要。

最后，它们呈现的最后结果是使用所有数据集上的所有X射线簇，甚至包括那些未使用钱德拉（Chandra）或XMM-牛顿成像的X射线簇，其中必然包含不太可靠的数据。它们表明，这种效果会持续，甚至加剧，如果这是真正的效果，你可能会期望如此。但是，如果出现错误、偏差或应用错误或校准的样本，您也会期望这样做。

这应该是一个大问题。近来，有各种各样的宏伟的论点声称宇宙学正处于危机之中，但正是由于这个原因，它们中的大多数甚至都经过了粗略的审查而崩溃了。声称不存在暗能量的原因是我们对宇宙运动的不正确校准。声称随着时间或空间的变化而变化的精细结构常数被改进的分析所驳斥；当斯隆数字天空调查的数据出现时，类星体红移是各向异性的的说法就分崩离析了。

最大的担忧应该是，在数据到达我们的望远镜的眼睛之前，某些东西会对数据产生偏差。特别是，沿着视线到任何星系团的重元素都会使我们观察到的X射线信号变暗。 作者通过测量沿视线的氢气密度，然后推断出应该在那里模拟效应的重元素的数量，从而考虑到这一点。这是一个合理的方法，尽管这个推论并不容易做出，但非常准确。

但它们似乎没有模拟出另一种影响我们所观察到的X射线数量的效应：前景尘埃。尘埃吸收X射线，在中性氢不存在的地方发现，而且它在天空中的分布极不均匀。如果对尘埃的建模不正确（或更糟糕的是根本没有），那么由于尘埃对入射光的影响，它们可能会得出关于宇宙膨胀的错误结论。

我们关于宇宙中各向异性规模和规模的假设有缺陷，这是非常可能的，而且非常有趣，甚至具有革命性。如果是这样，那么宇宙的大规模结构数据就证明了这一点。因为宇宙的大规模结构远远超出了我们当地的太空角落。如果是这样的话，X射线团簇（例如此处讨论和分析的X射线团簇）可能是发现它的第一个强大测试。但是这项新研究只是朝着这个方向发展的一条线索，有许多合理的反对意见。样本量很小；所使用的相关性是新的，其普遍性是可疑的；前景效果未进行足够的建模。

尽管作者希望将即将到来的eROSITA数据作为这条路的下一步，但他们应该向更远的地方看。像欧空局的雅典娜(Athena)或美国宇航局的Lynx这样的真正下一代X射线天文台是收集决定性数据的真正工具，以及我们期望从欧空局的Euclid，美国宇航局的WFIRST获得的补充性大视野深光学勘测，和维拉·鲁宾天文台的LSST。宇宙膨胀可能在各个方向上都不尽相同，但是要证明这一点，将需要花费更多的时间。

本文到此结束，希望对大家有所帮助。