德国比勒费尔德大学有个叫LukasBöhme的天文学家,最近领着一群国际同行搞出了个大动静。
他们盯着宇宙的射电信号看了半天,居然揪出了一个“不听话”的偶极模式,简单说就是天空一边的射电源比另一边多得多、亮得多,这强度比咱们现在公认的宇宙模型算出来的,足足高了快4倍。
这个发现还发表在了《物理评论快报》上,统计显著性达到了5.4西格玛,这在宇宙学里可是“板上钉钉”级别的发现,直接跟“宇宙各个方向都差不多”的基本假设叫板了。
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咱平时看星空觉得哪儿都一样,但天文学家们一直认定“宇宙各向同性”是铁律,这也是现在解释宇宙的ΛCDM标准模型的底子。
这次这个偶极信号一出来,等于在这个底子上敲了一下,到底是模型错了,还是咱们漏看了什么?接下来咱就一点点扒拉这个事儿。
射电数据里的“小脾气”:为啥老方法不管用?
Böhme团队不是瞎猜,他们是拿了三波实打实的射电巡天数据做分析的。
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第一波是美国的NVSS全天巡天,1998年就发布了,几乎把整个天空都扫了一遍,1.4GHz频段的信号都给记下来了,算是最基础的“宇宙射电地图”。
第二波是澳大利亚的RACS巡天,专门补了南半球的盲区,分辨率比NVSS还高,细节看得更清。
第三波是欧洲的LoTSS-DR2巡天,专攻低频信号,能看到更远、更暗的射电源,等于给前两波数据加了个“放大镜”。
把这三波数据放一块儿扒拉,问题就出来了。
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本来天文学家们分析射电源,常用泊松分布来算,就是假设这些信号是随机均匀分布的。
可实际情况哪有这么简单?很多射电星系会拆成核心、射电瓣好几个部分,信号分散得厉害,泊松分布根本兜不住。
本来想按老办法硬算,后来发现根本不行,无奈之下团队才搞了个新的贝叶斯估计法。
这方法妙在哪儿呢?它不是死盯着一个模型不变,而是来了新数据就跟着调整预测,还用了负二项式分布,这东西专门对付“信号不扎堆也不零散”的情况,正好贴合射电星系的真实状态。
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更严谨的是,他们还做了数据质控,比如不同望远镜的信号得校准一致,银河系里的恒星、气体这些“干扰项”也得排除掉,只盯着河外的射电源看。
这个偶极信号能被揪出来,还真不是运气好,是方法用对了。
望远镜们的“意见分歧”:有的说有,有的说没有?
本来找到偶极信号已经够让人意外了,可接下来不同望远镜的观测结果,又把事儿搞复杂了。
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美国宇航局有个WISE望远镜,专门看红外信号,它观测到的类星体分布,类星体是宇宙里超亮的天体,跟超大质量黑洞有关,居然跟射电偶极的方向能对上,而且强度也超了模型预测。
这一下就有意思了,难不成这个偶极不是射电波段独有的,是宇宙里普遍存在的?
可转头看奎亚星表,情况又变了。
奎亚星表是专门用来画宇宙结构图的,里面存了上百万个类星体的数据,按说应该更权威。
但它观测到的结果,居然更贴合标准模型,没显出明显的偶极。
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这就奇了怪了,都是看类星体,为啥结果差这么多?
我觉得问题可能出在“选样本”上,WISE望远镜没挑挑拣拣,啥亮度的类星体都看,奎亚星表可能更倾向于亮的类星体,毕竟亮的好观测。
可暗弱的类星体说不定才藏着方向偏差的信号,把它们漏掉了,结果自然就不一样。
之前普朗克卫星观测宇宙微波背景辐射的时候,也发现过异常,天空两边温度不一样,还有个超大的“冷斑”,这些都跟标准模型对不上。
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现在又加上射电偶极,难不成宇宙真的藏着咱们没摸清的“小秘密”?
除了观测上的矛盾,科学家们对这个偶极的解释也没达成一致。
有的比较保守,说可能是仪器有误差,比如望远镜指向偏了一点,或者数据校准没做到位,毕竟观测宇宙这么远的东西,一点小偏差都可能放大。
有的觉得是咱们周围的宇宙结构不一样,比如某个方向星系特别多,引力把射电源“拉”偏了。
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还有更激进的,说这个偶极是宇宙本身就有的,咱们之前认定的“各向同性”根本不对。
甚至有人说,可能暗物质、暗能量的性质跟咱们想的不一样,得改改标准模型才行。
搞不清哪种说法对,但有一点是肯定的,接下来得靠更厉害的望远镜。
正在建的平方公里阵列射电望远镜(SKA),灵敏度是现在望远镜的10倍,等它用上了,说不定能把偶极看得更清楚。
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还有LOFAR、ASKAP这些新望远镜,也在不断出更细的数据。
现在还流行用AI分析数据,深度学习能找出人眼看不到的模式,效率也高得多。
Böhme团队这事儿不管最后是啥结果,都挺有意义。
要是误差,那以后观测方法能更严谨,要是真的是宇宙的特性,那咱们对宇宙的认识就得翻个篇儿。
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毕竟探索宇宙这事儿,不就是不断发现问题、解决问题嘛,说不定再过几年,这个偶极谜团就能解开了。
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