【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】科学家们长期以来观察到宇宙微波背景的一个明显的梯度，但一直无法确定到底有多少是真实的，多少是被感知的。USC Dornsife的研究人员似乎找到了解决问题的方法。从地球上观察，宇宙的一端比另一端的温度要高一些，至少在宇宙微波背景(CMB)方面是如此。但困扰宇宙学家的问题是，CMB的不平衡是真实的还是多普勒效应的结果。USC Dornsife的科学家Siavash Yasini和Elena Pierpaoli可能找到了一种方法来确定答案。最著名的可能是埃德温·哈勃，他用来证明宇宙在膨胀，多普勒效应是由于物体在太空中快速移动而引起的电磁波频率的明显变化。
宇宙大爆炸的余波，宇宙微波背景似乎在宇宙中有一个梯度，这一特征让宇宙学家困惑了几十年。图片信息及版权：Matthew Savino
电磁波，如电磁波，光波，x射线，微波等等——似乎在能量上发生了变化，那些向观察者移动的物体看起来比它们实际的能量要高，或者更热。相反的情况是，波远离观测者，看起来更冷。观察天空的科学家们看到，在地球后面的空间看起来比前面的空间更冷，但不清楚这仅仅是多普勒效应还是CMB温度的真实差异的观测。这是一个持续了几十年的谜题。因为CMB是来自大爆炸的剩余能量——当整个宇宙从一个单点宇宙学家向外爆炸时，假设它是均匀分布的。宇宙中两极的出现，比另一个更温暖，因此必须是多普勒效应的结果，这是太阳系通过空间倾斜的结果。
物理学和天文学的博士生Yasini说：我们认为CMB的一边看起来更热，因为我们正朝它移动，而另一边看起来更冷，因为我们正在远离它。天体物理学家测量太阳系的速度相对于CMB，根据这个假设调整他们的计算，宇宙学家研究大爆炸和不久之后的条件。如果CMB中有一个固有的偶极子，如果某一侧的天空实际上比另一侧要热一些，那么我们为CMB分配的太阳系的速度是不正确的。这将影响科学家如何测量遥远物体如星系的速度，以及在大爆炸发生后所发生的事情的理论。平均的频谱在天空会不同偶极子是真实的，而不仅仅是多普勒效应的结果。
换句话说如果CMB在宇宙的一端比另一端更热，那么在整个天空中测量的平均温度将会与CMB实际上是一致的情况略有不同。Yasini和Pierpaoli的发现将允许宇宙学家进行下一代CMB的调查，以确定CMB偶极子的性质，这是第一次解开这个谜题。既然我们有了找到答案的数学基础，那么我们就只能继续观察了。如果它的一部分是真实的，而不仅仅是多普勒效应的结果，天体物理学家和天文学家将不得不重新校准他们的所有测量，以得到更准确的观测宇宙的观点。同样重要的是，研究宇宙大爆炸和早期宇宙条件的宇宙学家将会有新的方向去探索宇宙微波背景如何以及为什么会不均匀地分散，以及宇宙是如何形成的。
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作者：Darrin S. Joy
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：南加州大学
编译：中子星
审校：博科园
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