宇宙的体式：对称也曾偏私？

咱们很少去想考宇宙的几何形状。牛津大学的Subir Sarkar最近发表了一项新参谋，示意宇宙可能口角对称或歪斜的——即在不同方朝上并不十足疏导。

这张来自韦伯天际千里镜的图像，重访了天际中最具记号性的区域之一——哈勃超深空场。图：NASA

咱们为什么要防备？

今天的“治安宇宙学模子”——边幅通盘这个词宇宙能源学与结构的表面——十足栽培在假定宇宙在大标准上是各向同性（通盘标的疏导）且均匀（平平鉴别均匀）的前提之上。

可是，些许所谓的“张力”（即数据中的不一致）对这一和洽宇宙的主义组成了挑战。

Sarkar刚在《当代物理褒贬》（Reviews of Modern Physics）上发表了一篇著作，参谋了这些张力中最迫切的一个，名为宇宙微波布景（CMB）双极极端。他们得出论断：该极端对现在最被秉承的宇宙边幅——治安宇宙学模子（又称 Lambda‑CDM 模子）——组成了严重挑战。

什么是宇宙双极极端？为什么它对宇宙边幅如斯迫切？

宇宙微波布景（CMB）

CMB 是大爆炸留住的余辉发射，真是在天际中均匀到 1/10⁵ 的进度。宇宙学家因此自信地取舍爱因斯坦广义相对论中“最大对称”空间‑时辰边幅——FLRW（弗里德曼‑莱姆－罗伯逊‑沃尔克）模子。

这一双称视角大大简化了爱因斯坦方程的求解，亦然 Lambda‑CDM 模子的基础。

宇宙微波布景发射是大爆炸的留传发射。图片着手：欧洲航天局

迫切的极端

哈勃张力

（Hubble tension）是最受存眷的极端之一，名字着手于 1929 年发现宇宙正在彭胀的埃德温·哈勃。哈勃张力最早在 2000 年代通过哈勃天际千里镜（HST）和最近的 Gaia 卫星数据披露。它发达为宇宙早期（CMB）与近距离（近乎近期）不雅测的彭胀速度（即 H₀）不一致。

宇宙双极极端

（cosmic dipole anomaly）受到存眷度不足哈勃张力，却更为根柢。

宇宙双极极端是什么？

在阐明 CMB 在大标准上是对称后，东说念主们发现 CMB 的余辉存在变异。最迫切的一种变异被称为 CMB 双极各向异性（CMB dipole anisotropy）。它是 CMB 中温度差最大的，天际一侧略热，另一侧略冷——约 1/10³。

这一 CMB 的双极各异自身并不挑战 Lambda‑CDM，但咱们应在其它天文数据中寻找对应的变异。

物资与CMB偶极子不匹配——标的一致（上头板），但振幅不一致（底下板）。图：当代物理褒贬

Ellis‑Baldwin 测试

1984 年，George Ellis 与 John Baldwin 发问：在远处天体（如射电星系、类星体）的天际鉴别中是否也存在同样的“双极各向异性”？这些源必须极端远处，才不会被近处的“鸠合双极”误导。

若 FLRW 假定栽培，远处天体的双极变异应由不雅测到的 CMB 双极变异平直决定——这等于其后的 Ellis‑Baldwin 测试。若 CMB 与物资（如射电源、类星体）的双极相符，则缓助治安 Lambda‑CDM；若不符，则平直挑战它，以致挑战 FLRW 体式。

由于测试极其精准，唯有最近可用的天文目次才足以完成此磨练。

成果：宇宙未通过 Ellis‑Baldwin 测试

最终成果自大，物资的双极变异与 CMB 的双极变异不一致。况兼这一各异在不同波段、不同探伤器（大地射电千里镜与卫星在中红外波段）均获取一致成果。

因此，宇宙莫得通过 Ellis‑Baldwin 测试——宇宙的双极极端成为治安宇宙学模子（包括 Lambda‑CDM）以及 FLRW 边幅的主要挑战。尽管天文体界对它视而不见，原因可能是缺少易于修补的治安——需要毁掉 Lambda‑CDM 与 FLRW 自身，再行从零启动。

过去瞻望

新的卫星（Euclid、SPHEREx）以及大型千里镜（Vera Rubin 天文台、Square Kilometer Array）将产生多数新数据。借助东说念主工智能的一个分支——机器学习，咱们有望获取斗胆的新办法，从而构建新的宇宙学模子。

这将对基础物理产生真切影响，透澈编削咱们对宇宙的相识。

勇编撰自论文"Colloquium: The cosmic dipole anomaly".Reviews of Modern Physics.2025联系信息，文中配图若未罕见标注出处，均着手于自绘或公开图库。