原以为宇宙处处皆同，实则远比想象更奇妙
我们曾认为宇宙处处相同。但事实证明，它可能比我们想象的要奇特得多。
我们假设无论你身处何处，朝哪个方向看，宇宙大体上看起来都是一样的。一项研究正让这一假设受到质疑。
由暗能量光谱仪绘制的一幅宇宙三维地图的局部。图片来源：M。扎马尼（美国国家科学基金会国家光学红外天文研究实验室）
我们假定，无论你身处宇宙何处，也无论你朝哪个方向看，宇宙大体上看起来都是一样的。
当科学家说宇宙是各向同性的时候，这意味着在最大的尺度上，宇宙在各个方向上看起来大致是相同的。
换句话说，如果你拍了一张宇宙的照片，将它充分模糊，然后把它放得足够远，再眯起眼睛看，你将分辨不出任何特殊的结构或单一特殊的方向。
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sectionofadarkmattermapcreatedbytheJamesWebbSpaceTelescope。CreditNASASTScIJ。DePasqualeA。Pagan translation这是JamesWebb空间天文学家使用NASASTScI中的JamesWebb空间天文学家J。DePasquale和A。Pagon创造的darkmatter意味图。
然而，有一项科学研究对此提出了质疑。
马尔科加洛波是新西兰坎特伯雷大学的博士研究生，研究方向为非均匀宇宙学。
我们和他谈了这项研究以及它对我们理解宇宙的意义。
马可加洛波是新西兰坎特伯雷大学的博士研究生，研究方向为非均匀宇宙学。
假设宇宙是各向同性的，其科学意义是什么？
如果你想为大尺度宇宙的行为写下方程式，这是一个非常重要的假设。
此外，还蕴含着哲学意义。自哥白尼以来，科学逐渐消解了地球在宇宙中曾被视为中心的特殊地位。
在一个各向同性且均匀的宇宙中，每一位可能存在的观察者大致都会看到相同的景象。
一幅展示暗能量光谱仪绘制宇宙三维地图的插图。图片来源：暗能量光谱仪合作组织基特峰国家天文台美国国家光学红外天文研究实验室美国国家科学基金会美国大学天文研究协会帕维尔霍拉莱克罗伯特普罗克特
你所发现的内容是否对这个假设构成挑战？
我们从暗能量光谱仪（DESI）获取了数据，这是一张令人惊叹的宇宙三维地图。
暗能量光谱仪（DESI）对天空进行勘测，能够追溯到很久以前的时间，并观测到非常微弱的天体。它还拥有非常宽广的视场角。
我们研究了圆片——从DESI样本中发现的信息锥的圆形横截面。
我们询问：如果你观察每一个星系，那么在这个圆盘内，在相对于这个星系的某个角度上，找到另一个星系在特定距离处的概率是多少？
我们对每个星系都进行了这样的操作，然后对结果取平均值。这些统计数据能让你了解你的系统的各向异性程度（在不同方向上的差异程度）。
我们发现宇宙中的各向异性程度似乎高于以往仅包含暗物质的模拟所推断的结果。
由暗能量光谱仪绘制的宇宙三维地图的一部分。图片来源：M。扎马尼（美国国家科学基金会国家光学红外天文研究实验室）
这是否意味着宇宙有一个中心？
这并非人们应当采纳的图景。
我们提出的是一种各向异性的统计测量方法，但这并不意味着宇宙中存在单一的优先轴。
人们可以设想一个各向异性但没有基本中心的宇宙。一个各向异性程度更高的宇宙也不违背哥白尼原理。
会有许多观察者看到不同的现象，但其中没有任何一位是特殊的。我认为我们中没有任何人是宇宙的中心。
你期望你的研究引发什么样的对话？
自我们的研究开展以来，已有其他论文发表，指出了一些可能存在的矛盾之处，我们目前正在处理这些问题。
例如，我们的研究仅关注暗物质。其理念是星系应与暗物质分布相吻合，因此一项研究若以星系为对象，预期结果会略有不同，但不会出现剧烈差异。
新的研究考虑了星系的因素，并且也采用了不同的估算方法。
自这些回应以来，我们一直在重新运行所有测试，目前结果令人鼓舞。
我希望我们的预测能够通过这些压力测试。我也希望这场讨论能够持续下去。这是科学进步的唯一途径。
暗能量光谱仪（DESI）绘制的宇宙三维地图中，银河系盘面上方和下方分布着星系与类星体。地球位于各扇形区域的中心，黑色空白区域代表银河系自身遮挡了遥远天体的视线。图片来源：克莱尔拉曼／DESI合作项目
宇宙各向异性有哪些影响？
这仍然是一个大大的如果。但是，如果得到证实，并针对新的数据目录和一致性检查进行压力测试，那么这将意味着我们需要某种机制来解释这些结构是如何如此快速地形成的。
如果我们在宇宙中观测到更多的各向异性，这意味着这种结构的形成时间要早于宇宙学标准模型所预测的时间。
去年，暗能量光谱仪（DESI）提出，暗能量可能并非恒定不变，而是随时间变化。
人们还可以修改我们对暗物质的认知。也有可能对广义相对论的图景进行修正。
有很多问题；任何得到证实的事情都将相当重要。
你需要做什么来证明这种各向异性是真实存在的？
如果这种各向异性在从仅考虑暗物质的模拟过渡到星系模拟的过程中依然存在，并且还能得到第二次暗能量光谱仪（DESI）数据发布（DR2）以及欧几里得探测器首次数据发布的证实，那么我认为这将具有说服力。
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宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。它包含了星系、恒星、行星、星云、黑洞等无数奇妙的事物。从大爆炸的起点开始，宇宙不断地膨胀和演化。它浩瀚无垠，人类对其的探索永无止境，还有诸多奥秘等待我们去揭开。
BY: Anita Chandran
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://www.skyatnightmagazine.com/space-science/news/universe-might-not-be-the-same-everywhere
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