作者:晋楠 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/11/28 14:18:51
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引力在宇宙早期或追逐光

围绕一块大理石黑色背景边缘的光形成的彩色线条。图片来源:Manuela Schewe-Behnisch/EyeEm/Getty

光速被认为是物理学领域最基本的常数,但它可能并不总一成不变。这一具有争议性观点的变化可能会推翻宇宙知识的标准模型。

1998年,英国伦敦大学学院的Joao Magueijo提出,光速可能会变化,这样可以解决宇宙学家所谓的地平线问题。该观点认为,宇宙在出现载热光子(以光速传播的可抵达宇宙所有角落的光子)之前很久就达到了均匀温度。

解释这一谜题的标准方式是一种被称为暴胀的观点,该观点认为宇宙在早期经历了短时间的迅速膨胀,因此当宇宙缩小后温度逐渐降低,然而它随后突然增长。但人们并不知道暴胀为什么开始或结束。因此Magueijo一直在寻找选择方法。

现在,在11月28日发表于《物理学评论》一篇论文中,Magueijo和加拿大圆周理论物理研究所的Niayesh Afshordi提出了一个可以验证的新观点。他们认为,在宇宙早期,光和引力以不同速度传播。

该团队表示,如果光子在大爆炸后速度比引力快,这将会让它们到达足够远的距离,使宇宙更快地达到恒温状态。让Magueijo激动的是,这一观点对宇宙微波背景(CMB)做出了具体的预测。充斥整个宇宙的这种辐射在大爆炸之后形成,含有宇宙当时状态的“化石”印迹。

在Magueijo and Afshordi的模型中,CMB的一些特定细节反映了光速和引力速度随着宇宙温度的变化而变化。他们发现,在一个特定点上,当光速和引力速度的比例迅速达到无穷大时,有一个突然的变化。这修改了光谱指数的数值,该指数用于描述宇宙中初始涟漪的密度,约为0.96478,这一数值可以通过未来的检测验证。由绘制CMB的普朗克卫星在2015年报告的最新数据将光谱指数定位0.968左右,这非常接近上述数值。

如果有更多数据表明这一匹配是错误的,那么它将可以被摒弃。“那将会很好,我不会再思考这些理论了。”Magueijo说,“关于光速可能会与引力速度一起变化的整个理论将会被排除。”

然而没有哪种验证方法可以完全排除突然膨胀,因为它不会做出具体预测。“突然膨胀理论仍有巨大的可能性,这使得验证这一观点非常困难。”英国卡迪夫大学的Peter Coles说,“它就像是要把果冻钉入墙内那样难。”他补充说,这使得探索光速变化的各种选择方案更加重要。

澳大利亚悉尼新南威尔士大学的John Webb在这些可能会变化的常数方面研究了很多年,他表示Magueijo和 Afshordi的预测“令人印象深刻”。“能够验证的理论是个好理论。”他说。(晋楠)

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《新科学家》网站相关报道(英文)

 
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2016/11/29 5:38:05 lixuezhong
我原有一个博客,名称:hkcpvli.但现在被科学网的编辑们封了。我真城地希望:科学网应有一定的包容性,解禁我的博客。李学忠。
2016/11/29 5:33:40 lixuezhong
几千年来,我们一直坚守“矛盾律”,其实,我们也可以换一个角度来思考问题:如果“矛盾律”失效了,会发生什么事呢?也许,我们可以尝试来定义“宇宙集合”。
宇宙集合定义:所有“关于宇宙的定义”的整体。用符号A表示“宇宙集合”,用符号a表示“关于宇宙的定义”,用符号∽表示a和A的关系:a∽A,则宇宙集合可以表示为:A={ a∣ a∽A }。从上述“宇宙集合”定义中可知以下几点:
1、上述“宇宙集合”定义本身就是“关于宇宙的定义”,所以有:A={ A∣A∽A }。
2、从A={ A∣A∽A }可知:“宇宙集合”没有区分内外的定义。所以,如果将“宇宙时空整体”定义在上述“宇宙集合”上,则“宇宙时空整体” 没有区分内外的定义,也没有宇宙边界定义;由此“宇宙时空整体”也就没有中心和奇点定义。
3、从“宇宙集合”没有区分内外定义可知:a和A的关系a∽A不遵守排中律,不能用“属于∈或不属于”来表示。显然,宇宙集合A也不遵守矛盾律,矛盾律在此失效。
以上摘自我在数学群组的《我们也可以这样思考问题》。李学忠。
2016/11/29 5:07:14 lixuezhong
主要还是科学观念的问题。我也有一个模型:“宇宙集合定义:所有“关于宇宙的定义”的整体”。参见《我们也可以这样思考问题》http://bbs.sciencenet.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=3103823&fromuid=3256351
2016/11/28 18:40:17 cleverblue
确实,大爆炸在开始的时候膨胀的速度比光还快,肯定有比光还快的东西
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