《天文学与天体物理学》杂志：新观测结果表明宇宙某些区域可能比其他区域膨胀得更快

据cnBeta：外媒New Atlas报道，宇宙学的核心内容之一是理解宇宙是向各个方向均匀膨胀的。这是几十年前的理论预测，也得到了宇宙微波背景测量的支持。但现在新的X射线观测结果表明，情况可能并非如此--某些区域的膨胀速度可能比其他区域快。

各向同性假说认为，宇宙在任何方向上都有或多或少的共同特性。在绝对巨大的宇宙尺度上是这样的--在局部尺度上显然是有差异的。这个想法几十年来一直是宇宙学的一个重要观点，而最近的观测结果也认同了这一观点。2013年，欧空局公布了普朗克太空望远镜绘制的宇宙微波背景（CMB）地图，即大爆炸遗留下来的辐射。而正如预测的那样，它“几乎是完美的，”只有不同方向的微小温度变化。

但看CMB就像看宇宙的“婴儿照”，其只有38万年的历史。135亿年后，不能保证今天的宇宙仍然是如此均匀。这正是这项新研究所要研究的内容--而结果让研究者们大吃一惊。“我们与来自波恩大学和哈佛大学的同事一起，研究了目前宇宙中800多个星系团的行为，”该研究的共同领导作者Konstantinos Migkas说。“如果各向同性假说是正确的，那么星团的属性在整个天空中是一致的。但我们实际上看到了显著的差异。”

该小组利用一系列X射线观测台进行了这些观测，包括欧空局的XMM-牛顿卫星、美国宇航局的钱德拉望远镜和德国的ROSAT。这让他们能够测出这些星系团中的热气体的温度，并将结果与这些天体在天空中的亮度进行比较。

如果宇宙在所有方向上都是一样的--而且在所有地方都以同样的速度膨胀--那么温度和距离相同的星系团应该有相似的亮度。但研究人员注意到，事实并非如此。“我们看到，具有相同属性、温度相似的星团，在天空的一个方向上似乎比我们预期的要暗，而在另一个方向上则比我们预期的要亮，”该研究的共同作者Thomas Reiprich说。“这种差异相当显著，约为30%。这些差异不是随机的，而是根据我们在天空中观察到的方向有明显的规律。”

该团队排除了可能影响结果的其他因素。这些数据并不支持尘埃和气体云使某些区域变暗的想法，也不支持星团的巨大引力效应影响测量结果的想法。这让研究小组得到的答案是，宇宙中不同区域的膨胀速度不同。这其中的影响是巨大的。许多天文测量都是基于这样一个基本假设，即在整个宇宙中，某些宇宙学参数是恒定的。

“如果宇宙真的是各向异性的，哪怕只是在过去的几十亿年里，这将意味着一个巨大的范式转变，因为当我们分析每一个天体的属性时，都必须考虑到每一个天体的方向，”Migkas说。“例如，今天，我们通过应用一套宇宙学参数和方程来估计宇宙中非常遥远的天体的距离。我们认为，这些参数在任何地方都是一样的。但如果我们的结论是正确的，那么情况就不是这样了，我们必须重新审视我们以前的所有结论。”

值得庆幸的是，研究人员并不建议草率地重回原点。他们承认样本相对较少，在接受如此深刻的结论之前，还需要更多的数据。欧空局的“欧几里得(Euclid)”太空望远镜等未来的X射线任务将提供这些额外的数据。

这项研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上。该团队在下面的视频中介绍了这项工作。

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