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黑暗宇宙。第2部分

再次，美好的一天！本文是以前发表的延续，文章对我们的“黑暗”的宇宙。在这一部分中，我们将继续考虑宇宙学中的各种有趣特征，许多科学家正在努力解释这些特征。

通常，我试图使各个部分彼此独立，因此，如果您没有阅读第一部分，那么就不会出现一些理解上的问题。

负质量


在第一部分出版之后，关于“深色液体”这种负质量的特征引起了许多疑问。因此，我决定更详细地讨论这个主题。

爱因斯坦第一次谈到负质量。他在1918年评论GR中引入宇宙常数时说：
需要对理论进行修改，以便“空空间”承担分布在整个星际空间中的负质量的作用

目前，科学还不知道质量为负数的粒子。但是从科学家进行的理论研究来看，很有可能了解这种颗粒的某些预期特性。例如，负质量的物体将具有负惯性。即，身体在外力作用下将与该力作用相反地加速。整体上具有相反质量的粒子的引力相互作用如下：

  • 正质量吸引其他正质量和负质量。
  • 负质量会排斥其他负质量和正质量。

原则上，有了积极的群众，一切都是清楚的-他们将被吸引。两个负数会排斥。但是对于具有不同符号的质量，存在一个有趣的悖论：一方面，正质量被负质量排斥，另一方面，负质量被正质量吸引。因此，质量相等且相对的两个对象将使系统向质量为正的对象恒定加速-所谓的“失控运动”。

尽管系统的总质量，动量和能量将保持为零，但这样的一对对象将不受限制地加速（相对论除外）。这种行为与我们对``普通宇宙''的想法以及正质量的已知相互作用是完全不相容的，但是科学家们已经表明，它本身在数学上是完全一致的和一致的。

除了由于效果的极端不正常性而引起的怀疑之外，更重要的事实是，如果我们将宇宙视为具有单个度量的黎曼流形，那么这种效果就不可能实现。但是，数学家完全承认，可能存在多个度量，并且目前已经提出了宇宙的双度量理论，其中引入了另一度量，并且具有不同符号质量的粒子彼此排斥。这解决了失控的悖论，并使负质量的存在完全合法。

总结起来，从现代科学的角度来看，负质量的存在在理论上似乎是可能的，但是目前尚无实验证据表明其存在。正在朝这个方向进行研究-2017年一个帖子上哈布雷与科学家涉嫌创建了一个带有负质量的特性的物质，但后来这一消息的新闻被推翻。

偶极排斥


但是回到一般的叙事载体，在本文的最后部分，我们讨论了偶极排斥器这一概念。

在1970年代，当研究遗迹辐射时，获得的数据表明组成我们所谓的“星系的局部超级团”（也称为处女座超级团）的星系及其邻居以大约600 km / s的速度运动九头蛇星座的方向。科学家假设，物质的大量堆积位于大约60 Mpc的距离处，并且是这种引力效应的原因。这种物质的假设积累被称为大吸引者。

同时，由于它位于所谓的“避让区”，即对银河系飞机的观察被封闭，周围有大量的恒星和星际尘埃，因此无法直接研究应该找到“大吸引者”的区域，这一事实使情况变得复杂。直接观察。但是，在对X射线源进行无线电观察时，物质的积累清晰可见。

仅在1990年代末，科学家就可以在这个方向上探测到约600个星系。根据这项研究，伟大吸引者的中心在贡的星座中。它拥有10级的质量15 Mʘ，或约10,000群众银河系的。

在吸引子附近的区域中，检测到星系沿其方向的大规模大规模运动。尽管与宇宙的大规模结构相比，它们都是局部的局部现象，并且它们的存在与大规模宇宙学原理的有效性并不矛盾。

当时，科学家认为问题已经解决，但是在2005年计算质量时，发现大吸引子只有最初假定质量的1/10，这不足以解释作用在我们超团簇上的强大引力。

后来，科学家发现我们的超级集群也被Perseus-Pisces超级集群所吸引，并且与已经发出声音的Shapley超级集群相比，它的质量要大得多。。但是它们的总引力影响不足以完全解释银河系的运动。

2017年，科学家提出了关于所谓“偶极排斥器”的假设。假定其位置位于相邻的空隙（恒星和银河密度相对较小的区域）中，这实际上将我们的超集群推向了Shapley超集群。

仅由于最近的发现，没有关于偶极子排斥器性质的可靠信息，也没有关于它存在的实验证据，例如，通过对附近单个星系的影响。尽管，正如我在文章的最后部分已经指出的那样，深色能量和深色液体都具有排斥作用，但也许是这种现象的关键所在。

黑暗流


除了我们的超集群移动到大吸引人区域之外，还记录了本地宇宙更大全球潮流的证据。在分析1400个簇的位移性质时发现了它。但是，这只是流的一部分，超过30亿光年。该电流已被称为“ 暗流 ”。

这种全球性运动的存在与宇宙学原理不一致，根据宇宙学原理，大范围星系的运动应是随机且混乱的。

目前，在宇宙大爆炸之后的38万年后，科学家们的眼光再也无法超越。这相当于大约460亿光年的距离。但是，研究表明，导致沿该方向运动的力超出了此范围，并且可能超出了我们的宇宙范围。

根据科学家的说法，暗流的可能原因是质量的影响，该质量目前在宇宙的可见部分之外。但是，这种解释是基于已经提到的宇宙学原理而得出的，根据宇宙学原理，宇宙还必须是大范围的均质和各向同性的。而且，大爆炸理论不允许在如此短的时间内形成如此庞大的质量。

此外，还有更多奇特的解释，例如，流动是由平行宇宙的存在引发的，在宇宙大爆炸时我们与之在量子水平上联系在一起。但是到目前为止，这些解释，甚至“暗流”的存在还没有得到一致认可，目前，它们更是科学讨论的主题。

长城


如前所述，根据宇宙学原理，在非常大的观测范围内，宇宙应该是均质且各向同性的，也就是说，宇宙不同区域之间的物质质量和结构差异应该很小。对此的主要证据是对遗迹辐射的观察，该辐射通常是均匀的，并且其统计波动很小。

根据现代概念，均匀性应表现出的规模为250-3亿光年。并且不应该存在更大尺寸的异构结构。这个假设被称为“ 伟大的终结”。

在20世纪初，已知恒星被分组为恒星团，进而形成星系。后来发现了星系团和星系的超级团。但是，超级集群的大小非常不同。

2003年，科学家发现了斯隆长城，长城的规模为13.7亿光年，是宇宙均匀性预测规模的4.5倍。接下来，发现了一大类类星体，其大小为40亿光年，是大类的13.5倍。并且在2013年，发现了大力神北冠墙  -一种异质结构，其尺寸是预计尺度的30倍以上。这种大规模结构的存在使人们对宇宙学原理本身产生怀疑。

大力神北冠墙位于距我们约100亿光年的距离。这意味着我们正在观察它，就像它在100亿年前一样，或者在大爆炸之后仅37.9亿年。如已经提到的，目前尚无关于在如此短的时间内如何形成如此大的结构的普遍接受的假设。

科学家试图通过吸引重子物质的暗物质的作用来解释相对较小的超级团，我们稍后将以超级团或银河丝的形式观察到。但是，关于庞大的类星体或大力神北冠的墙，科学家们只是耸了耸肩，并暗示由于使用的技术有限，这些不是真正的结构，而只是“表观”结构。

尽管一些学者正在认真考虑这样一个假设，即我们公认的宇宙年龄可能远远超过137.9亿年。在这种情况下，不仅有可能解释这种大墙的形成，而且使有关暗物质性质的假设变得更加牢固，这表明这是由于大量白矮星在冷却时由黑矮星形成，持续了数百亿年。

邪恶轴心


另一个颇具争议的现象是，当不同的科学家群体分析相同的数据时得出相反的结论。这种现象直接与文物辐射有关。

遗物辐射是热辐射，根据大爆炸理论，它起源于那个时代，那时我们的宇宙只是一堆等离子体。后者非常热，发出大量的能量光子，应该在各个方向上均匀地发出。

因此，充满宇宙的微波辐射具有高度的各向同性（均匀性），精度为0.01％。温度与平均值有偏差的区域称为波动区域。

在2000年代初期，通过研究遗迹辐射，科学家们提请注意宇宙中微波辐射分布的某些异常现象。事实证明，它的涨落不是像大爆炸理论所声称的那样随机地位于宇宙中，而是沿着一定的扩展区域，与宇宙相比，其扩展范围很大。这一假设的进一步发展使科学家们得出这样一个事实，即宇宙的整个结构很可能就是围绕这条线构建的，即“ 邪恶轴心”。

这个名字不是偶然给出的，事实是它的存在与大爆炸理论和哥白尼原理相矛盾，根据该原理，地球，太阳，任何其他物体都不在宇宙中占据任何特殊位置。

这种异常的一个例子是星座天rid座中的“遗留冷点”，该区域的微波辐射远低于科学家根据遗留辐射的性质所预测的空间。

如果确定了邪恶轴心的存在，这很可能需要对大多数已知理论进行修改，因为今天它们原则上不允许存在这样的轴心。

宇宙弦


如果在此之前，我们主要研究与现有理论不同意或不同意的情况，那么对于宇宙弦，一切都是相反的-量子场论和弦论都可以预测它们的存在。

宇宙弦是时空的一维折叠，是拓扑缺陷，当两个相邻的结构或空间以某种方式“彼此不重合”时，它们之间就不可能平滑过渡。换句话说，围绕琴弦外部的圆将构成一个小于360°的总角度。

宇宙弦的直径远小于原子核的大小（约10–29厘米），长度至少为数十秒差距，比重约为10 22克/厘米，即只有一千公里的弦具有地球的质量，这表明它们的密度极高。

根据宇宙弦理论，可以得出结论，它们是在大爆炸之后不久出现的，要么封闭要么无尽。它们会弯曲，重叠和撕裂。琴弦的悬挂端立即连接在一起，形成封闭的琴弦。弦本身和它们各自的片段都以接近光速的速度飞过宇宙。

GTR预测直接宇宙线没有引力作用。直接宇宙弦的唯一引力作用是穿过弦的物质（或光）从相对的两侧相对偏离。在这种情况下，闭合的宇宙弦具有通常的引力作用。

在宇宙膨胀期间，宇宙弦形成了一个环网，以前人们认为它们的引力可能是银河系超级团簇中物质初始积累的原因。但是目前，据估计它们对宇宙结构形成的贡献还不到10％，这排除了它们对宇宙大规模结构形成的显着影响。

不可能看到宇宙线，但是它像任何非常重的物体一样，会产生一个“引力透镜”：位于它后面的光源发出的光必须绕着它弯曲。尽管科学界的出版物定期出现，并间接证明存在它们的实验性证据，但目前还没有一个得到证实。

宇宙弦的实验发现将产生重要的后果，包括对弦理论的影响-目前，已经提出了在其基础上建立的各种宇宙弦模型，随着宇宙弦的开放，将有可能进入其首次实验确认的一边。

来自作者


最初，我想展示著名的物理学和宇宙学理论之间的联系，以及它们如何增加我们对宇宙的了解。但是，如您所见，目前，科学中的情况已经形成，议程上的问题比对它们的答案要多得多。许多联系更具推测性，并且常常不受观察的支持，并且观察常常与理论相矛盾。

新理论经常会提出比其涵盖的问题要多得多的问题-目前，已经提出了数十种引力理论，量子引力理论以及所有事物的理论-有人会说这是无能为力的解释，没有实际结果，有人会说这是无能为力。新理论的发展和创造证实了科学并没有停滞不前的事实。

我们可以肯定地说，随着时间的流逝，我们的许多想法可能会改变-一些问题将得到解决，而新的问题将取代它们，但是对我们宇宙的知识和理解将逐渐增加。谢谢大家，我希望这篇文章对您很有趣。

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