在「微波背景輻射」之中,存在著一個被稱為「宇宙冷斑」的區域,有科學家認為,這片區域的形成原因,可能是來自其他宇宙的碰撞,下面我們來看看這具體是怎麼回事。
關於宇宙的起源,人們曾經提出多種假說,其中認同度最高的被稱為「大爆炸宇宙論」,簡單來講,該理論認為,宇宙由一個溫度極高、密度極大的「奇點」於大約138億年前的一次「大爆炸」後膨脹形成的。
根據「大爆炸宇宙論」可以推測出,宇宙在形成之初有很長一段時間都是處於一種物質密度極高的狀態,甚至連光子都無法在其中自由傳播,隨著時間的推移,宇宙不斷地膨脹和冷卻,物質密度也在持續下降,在大約38萬年之後,光子才得以在宇宙空間中自由傳播。
這些光子被稱為「宇宙中最古老的光」,由於光速的限制,它們現在仍然在宇宙空間中傳播,而在宇宙膨脹的影響下,現在的它們早已變成了微波,這也被稱為「微波背景輻射」,在1964年的時候,人們首次探測到了「微波背景輻射」,進而證實了這種推測。
觀測數據顯示,雖然「微波背景輻射」在整體上是均勻的,但是在μK的尺度上,我們還是可以看到溫度的細微的波動,通常來講,這種溫度的波動範圍只有18μK,但有一個區域卻是例外,因為該區域的平均溫度比周圍低了70μK之多,最高甚至可達140μK(註:μK即微開爾文,1μK=0.000001K)。
這片區域隨後被稱為「宇宙冷斑」,它在天空中位於波江座方向,其跨度範圍達到了18億光年,最初於2004年被「威爾金森微波各向異性探測器」(WMAP)發現,後來被普朗克衛星證實。
無論從溫度範圍還是規模來看,「宇宙冷斑」都遠遠地超出了標準宇宙模型的理論值,這應該怎麼解釋呢?
對此,科學家也沒有確定的答案,只能提出一些猜測,比如說有觀點認為,「宇宙冷斑」的形成可能是受到了「超級空洞」的影響(註:「超極空洞」可以簡單地理解為宇宙中物質極為稀少的、規模超級大的區域),也有觀點認為,這可能是宇宙誕生之初,物質密度的微小波動隨著宇宙膨脹不斷放大後造成的。
還有一種很有意思的觀點認為,這個神秘的「宇宙冷斑」,有可能是來自其他宇宙的碰撞。何出此言呢?這就要說到「弦理論」了,該理論認為,宇宙萬物都是由非常小的「弦」構成,通過不同的振動以及運動,「弦」就可以產生各種基本粒子。
「弦理論」的提出,是希望能夠通過一種理論來解釋所有物質與能量的本質與交互關係,為了使理論自洽,科學家最初使用了26個維度,在接下來的日子裡,科學家又引入了超對稱性,將26個維度降成了10個維度,「弦理論」也演化成了「超弦理論」。
然而在10個維度的前提下,可以推導出5個版本的「超弦理論」,為了解決這個問題,科學家又增加了一個維度將這5個版本統一起來,於是「超弦理論」又演化成了「M理論」。
那「M理論」中的11個維度具體是什麼情況呢?簡單來講就是,時間是一個單獨的維度,我們可以感知的三維空間擁有3個維度,另外有6個維度是蜷曲在我們無法感知微觀尺度上的,而第11個維度則是宏觀的,它將除了時間之外的所有維度都包含在內。
所以就有研究者認為,如果「M理論」中的第11個維度真的存在,那就意味著在這個維度上,有可能存在著很多與我們的宇宙互相平行的宇宙,而假如真是這樣的話,那我們的宇宙就有與其他的宇宙發生碰撞的可能。
這樣的碰撞一旦發生,就會在碰撞區域形成一種被稱為「域牆」(Domain wall)的能量層,這種能量層分隔了兩個宇宙,並且會對兩個宇宙的「微波背景輻射」產生影響,進而導致其光子的溫度和密度發生變化,這是因為「域牆」會反射或吸收光子。
具體來講就是,「域牆」的一側會反射光子,另一側則會吸收光子,假設我們的宇宙與其他的宇宙發生了碰撞,並且「域牆」吸收光子的一側朝向我們的宇宙,那麼在我們宇宙的「微波背景輻射」之中,就會出現規模巨大的「宇宙冷斑」。
當然了,這只是基於理論上的一種推測,並不是確定的結論,總而言之,宇宙中還有太多的神秘,等待著我們去探索。