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四极矩、八极矩和邪恶轴心
2001年,WMAP上天,2003年,WMAP小组第一篇数据分析报告出炉了。2005年,2009年,随着WMAP数据的日积月累,WMAP小组又陆续发表了多篇分析报告。科学家们从WMAP小组发布的温度谱和功率谱中发现,CMB的各向异性大体上符合理论预期,但是四极矩和八极矩的数值偏低。而且,四极矩和八极矩的轴心几乎指向同一个方向:室女座(Virgo)。
和绝大多数信号一样,微波背景辐射的信号看起来也是杂乱无章,似乎毫无规律可言。为了分析它,物理学家将其中不同频率的部分“提取”出来,叫做球谐函数展开。球谐频率的高低用字母l表示,l=0时频率最低,叫做单极子(monopole),l=1时叫偶极矩(dipole),然后是四极矩(quadrupole),八极矩(octopole),十六极矩(hexpole)……再往后就只能用l的大小来表示了。
在WMAP小组的数据分析中,l的数值至少分析到了1000以上。因此,四极矩算是其中的低频信号。八极矩的频率略高于四极矩,也属于低频信号。不确切的说,四极矩的信号应该是这两大片区域热一些,那两大片区域冷一些;而八极矩的信号就是这四小片区域热一些,那四小片区域冷一些。
每一组频率的信号的冷热交替都有特定的“对称轴”。不同频率的信号的轴心方向之间应该没有关联,你走你的阳关道,我走我的独木桥。可是在WMAP的数据分析结果当中,四极矩和八极矩串通起来给物理学家出难题,它们的振幅不但远远低于理论预期,还同时指向室女座。这看起来有些不可思议,仿佛宇宙学的各项同性假设被破坏了,宇宙中凭空多出来一个特殊方向。
更加邪恶的是,这个特殊方向所指的室女座方向,位于黄道面上。我们都知道地球绕着太阳转,如果以地球为参照系,也可以认为太阳绕着地球转,而黄道就是太阳的“公转轨道”。也就是说,一百多亿年前宇宙发出的“第一缕光”,就已经“预知”一百多亿年后,它所包含的万亿颗恒星当中,有一颗叫做“太阳”的恒星与众不同。“第一缕光”决定降低四极矩和八极矩的振幅,并使它们的轴心同“太阳”的轨道平面方向保持一致……于是,一群充满正义感的物理学家把这个现象叫做宇宙的邪恶轴心。
从宇宙学标准模型的意义上讲,发生这样事件的概率是1/24000,几乎没有可能发生。
2001年,WMAP上天,2003年,WMAP小组第一篇数据分析报告出炉了。2005年,2009年,随着WMAP数据的日积月累,WMAP小组又陆续发表了多篇分析报告。科学家们从WMAP小组发布的温度谱和功率谱中发现,CMB的各向异性大体上符合理论预期,但是四极矩和八极矩的数值偏低。而且,四极矩和八极矩的轴心几乎指向同一个方向:室女座(Virgo)。
和绝大多数信号一样,微波背景辐射的信号看起来也是杂乱无章,似乎毫无规律可言。为了分析它,物理学家将其中不同频率的部分“提取”出来,叫做球谐函数展开。球谐频率的高低用字母l表示,l=0时频率最低,叫做单极子(monopole),l=1时叫偶极矩(dipole),然后是四极矩(quadrupole),八极矩(octopole),十六极矩(hexpole)……再往后就只能用l的大小来表示了。
在WMAP小组的数据分析中,l的数值至少分析到了1000以上。因此,四极矩算是其中的低频信号。八极矩的频率略高于四极矩,也属于低频信号。不确切的说,四极矩的信号应该是这两大片区域热一些,那两大片区域冷一些;而八极矩的信号就是这四小片区域热一些,那四小片区域冷一些。
每一组频率的信号的冷热交替都有特定的“对称轴”。不同频率的信号的轴心方向之间应该没有关联,你走你的阳关道,我走我的独木桥。可是在WMAP的数据分析结果当中,四极矩和八极矩串通起来给物理学家出难题,它们的振幅不但远远低于理论预期,还同时指向室女座。这看起来有些不可思议,仿佛宇宙学的各项同性假设被破坏了,宇宙中凭空多出来一个特殊方向。
更加邪恶的是,这个特殊方向所指的室女座方向,位于黄道面上。我们都知道地球绕着太阳转,如果以地球为参照系,也可以认为太阳绕着地球转,而黄道就是太阳的“公转轨道”。也就是说,一百多亿年前宇宙发出的“第一缕光”,就已经“预知”一百多亿年后,它所包含的万亿颗恒星当中,有一颗叫做“太阳”的恒星与众不同。“第一缕光”决定降低四极矩和八极矩的振幅,并使它们的轴心同“太阳”的轨道平面方向保持一致……于是,一群充满正义感的物理学家把这个现象叫做宇宙的邪恶轴心。
从宇宙学标准模型的意义上讲,发生这样事件的概率是1/24000,几乎没有可能发生。
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