本文最初發表於 對話。 該出版物為 Space.com 上的文章做出了貢獻 專家之聲：專欄與見解。
形式為 宇宙 這不是我們經常思考的事情。但我和我的同事發表的新研究表明，它可能是不對稱的或有偏見的，這意味著在每個方向上都不相同。
我們應該關心這個嗎？好吧，今天的“標準宇宙模型”——它描述了一切事物的動力學和結構 宇宙 – 完全依賴於假設它是各向同性的（在所有方向上看起來都相同）並且在大尺度上平均時是均勻的。
但一些所謂的“緊張局勢”——或者數據中的分歧——對統一宇宙的想法提出了挑戰。
我們只有 發表論文 看看這些緊張局勢中最重要的一種，稱為宇宙偶極子異常。我們的結論是，宇宙偶極子異常對最被接受的宇宙描述，即宇宙學標準模型（也稱為 Lambda-CDM模型）。
那麼什麼是宇宙偶極子異常，為什麼它對於提供宇宙詳細描述的嘗試來說是一個如此大的問題？
讓我們從 宇宙微波背景輻射 (CMB)這是遺留下來的輻射 大霹靂。宇宙微波背景在天空中的均勻度在十萬分之一以內。
因此，宇宙學家對使用愛因斯坦理論中時空的“最大對稱”描述來建模宇宙充滿信心。 廣義相對論。 這種對稱的宇宙觀，在任何地方、各個方向看起來都是一樣的，被稱為“FLRW描述”。
這極大地簡化了愛因斯坦方程的求解，並且是 Lambda-CDM 模型的基礎。
但也有一些重要的異常現象，其中包括一個引起廣泛爭議的異常現象，稱為 哈勃張力。 它的名字來源於 埃德溫·哈勃， 他於 1929 年發現宇宙正在膨脹。
2000 年代的各種數據集開始出現緊張局勢，主要來自 哈勃太空望遠鏡， 還有來自蓋亞衛星的最新數據。這種張力是宇宙學上的分歧，即宇宙最早的膨脹率測量值與附近（較近的）宇宙的測量值不匹配。
宇宙偶極子異常受到的關注遠不如哈勃電壓，但它對於我們理解宇宙更為重要。那麼它是什麼？
在證明宇宙微波背景在大尺度上是對稱的之後，人們發現了大爆炸遺跡輻射的變化。其中最重要的一個稱為 CMB 偶極子各向異性。這是宇宙微波背景中最大的溫差，天空的一側較熱，另一側較冷 – 大約是千分之一。
CMB 的這種變化不會挑戰宇宙的 Lambda-CDM 模型。但我們必須在其他天文數據中找到相應的變化。
1984 年，喬治·埃利斯和約翰·鮑德溫詢問遙遠天文源的天空分佈中是否存在類似的變化或“偶極子各向異性”，例如 射電星系 和 類星體。源必須非常遙遠，因為附近的源可能會產生錯誤的“聚束偶極子”。
如果FLRW“對稱宇宙”假設是正確的，那麼遙遠天文源的這種變化應該直接由觀測到的宇宙微波背景的變化決定。這被稱為 埃利斯-鮑德溫檢驗在天文學家之後。
CMB 和物質變化之間的一致性將支持標準 Lambda-CDM 模型。 Discord 將直接挑戰這一點，甚至 FLRW 的描述。由於這是一項非常精確的測試，因此執行該測試所需的數據目錄最近才可用。
結果是宇宙未能通過埃利斯-鮑德溫測試。物質的變化與CMB 中的變化不相符。由於望遠鏡和衛星以及光譜中不同波長的潛在誤差源有很大不同，因此令人放心的是，通過在中紅外波長進行觀測的地面射電望遠鏡和衛星獲得了相同的結果。
因此，宇宙偶極子異常已被確定為對標準宇宙學模型的重大挑戰，即使天文學界選擇在很大程度上忽略它。
這可能是因為沒有簡單的方法來解決這個問題。它不僅需要放棄Lambda-CDM模型，還需要放棄FLRW描述本身，回到最初。
然而，預計新衛星將提供大量數據，例如 歐幾里得 和 SPHEREx，以及望遠鏡，例如 維拉魯賓天文台 和平方公里陣列。我們可能很快就會對如何利用稱為機器學習的人工智能 (AI) 子集的最新進展來構建新的宇宙學模型獲得大膽的新見解。
這將對基礎物理學以及我們對宇宙的理解產生真正深遠的影響。
