我們生活在一個不對稱的宇宙中：這是宇宙學家透過研究大爆炸遺留輻射的詳細結構所學到的教訓。現在，兩位宇宙學家表明，這些資料與一個略微彎曲、類似於馬鞍的宇宙是一致的。如果他們的模型是正確的，它將推翻長期以來認為宇宙是平坦的這一觀點。
在宏大的尺度上，美國宇航局的威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）對宇宙微波背景（CMB）進行的精確測量，在2004年首次暗示了不對稱性。一些專家想知道這一發現是否是一個系統誤差，當美國宇航局探測器的後繼者，歐洲航天局的普朗克探測器以更高的精度再次繪製CMB時，該誤差將被糾正。但是，今年早些時候公佈的普朗克的結果證實了這種異常現象。
為了解釋這些結果，英國愛丁堡大學的安德魯·利德爾和瑪麗娜·科爾特斯現在提出了一個宇宙暴脹模型——一個假設的大爆炸後快速膨脹時期，宇宙在很短的時間內增長了許多數量級。
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最簡單的暴脹理論認為，宇宙是平坦的，其膨脹是由一個被稱為暴脹子的單一量子場驅動的。在這個模型中，暴脹子有兩個作用：它觸發超膨脹，併產生微小的密度波動，這些波動擴大成為星系的種子。
但是，這個版本的暴脹無法解釋宇宙的不對稱性，除非將其視為統計上的偶然事件——類似於，例如，一個公平的硬幣在1000次拋擲中出現正面次數遠多於反面的情況。利德爾說，如果CMB異常不是偶然事件，它們可能會為早期宇宙的詳細結構提供一個前所未有的視窗。
在他們本週發表在《物理評論快報》上的論文中，利德爾和科爾特斯對暴脹進行了調整。像他們之前的許多理論家一樣，他們呼叫了第二個量子場——彎曲子——來設定早期宇宙的原始密度波動，從而將暴脹子限制為僅驅動超膨脹時期。
研究人員表明，如果空間在大尺度上具有輕微的負曲率，那麼彎曲子場將產生觀察到的不對稱密度波動。這意味著，如果在空間中“繪製”大的三角形，它們的內角之和將小於180度。（在平坦的宇宙中，角度之和將正好為180度，而在正彎曲的宇宙中，它們的角度之和將大於180度。）
北卡羅來納大學教堂山分校的理論家艾德麗安·埃裡克塞克說，作者的工作是第一個從第一原理解釋不對稱性的工作，她沒有參與這項研究。
在利德爾和科爾特斯提出的場景中，CMB的不對稱性將源於彎曲子場中編碼的宇宙非常大尺度上的不均勻性。2008年，埃裡克塞克和她的同事提出了類似的機制。然而，該模型並沒有呼叫負彎曲的宇宙。
雖然大量的觀測表明宇宙確實是平坦的，但最新模型預測的CMB資料中的偏差——作者承認這仍然是推測性的——可能足夠小，以適應普朗克衛星的測量所施加的限制，利德爾說。然而，未來進行的更高精度的測量實驗可能會確定誰是對的。