南極實驗支援宇宙暴脹理論

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根據昨天在華盛頓特區舉行的美國物理學會會議上宣佈的發現,關於早期宇宙的新資料提供了迄今為止最強有力的證據,表明我們的宇宙在大爆炸後不久經歷了一次巨大的增長爆發。這種對宇宙暴脹理論的最新支援來自於兩個科學團隊使用在南極運作的儀器進行的觀測。

暴脹理論最早在20世紀80年代初提出,預測宇宙微波背景(CMB,大爆炸的餘輝)中應該存在微小的溫度差異模式。它還預測這種模式應該呈現一系列逐漸變弱的峰值。1992年使用NASA的宇宙背景探測器進行的實驗提供了溫度變化的第一個影像,而來自其他儀器的後續觀測暗示了一個峰值的存在。但是,來自角度尺度干涉儀(DASI)和毫米波段星系外輻射和地球物理氣球觀測(BOOMERANG)專案的新結果揭示了兩個峰值,並強烈暗示了第三個峰值的存在。“有了這些新資料,暴脹理論看起來非常有力,”芝加哥大學天體物理學家、DASI團隊負責人約翰·卡爾斯特倫指出。“它在理論上一直很有說服力。現在它有了非常堅實的實驗基礎。”

特別值得關注的是第一和第二峰值之間的強度比,它表明宇宙中存在多少普通物質——人類、恆星和星系的構成。根據DASI的資料,它僅佔宇宙總質量和能量的4.5%——這個數字與1998年基於大爆炸期間產生的元素氘的含量所做的估計非常吻合。“普通物質含量的測量結果之間的吻合簡直令人震驚,”芝加哥大學的邁克爾·特納說。“大爆炸框架和愛因斯坦的廣義相對論,”他補充說,“已經通過了一項重大的新測試。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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