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从大爆炸到现在：重力是为什么宇宙如此统一

时间：2022-05-08 12:25:05 来源：

来自大爆炸到现在的宇宙的时间演变是由爱因斯坦的通用相对性的现场方程描述的。然而，关于宇宙学动态仍有许多开放性问题，其起源在理论和观察之间存在差异。其中一个开放问题是：为什么宇宙在其目前的状态下如此同质的大尺度？

从大爆炸到现在

假设宇宙在大爆炸后不久处于极端状态，特别是通过时空曲率的强烈波动，特别是强烈的波动。在膨胀过程中，宇宙随后向目前的状态演变，在大规模上是均匀的和各向同性的 - 简单来说：宇宙到处都看起来也是如此。除其他内容中，这可以从测量所谓的背景辐射的测量推断，这在每个观察方向上看起来高度均匀。这种均匀性令人惊讶的是，即使是彼此因果关系的两个宇宙的两个区域） - 即，它们不能交换信息 - 仍然表现出相同的背景辐射值。

替代理论

为了解决这一假设的矛盾，开发了所谓的通货膨胀理论，它在大爆炸后立即假设一个极快的扩张阶段，这反过来可以解释背景辐射的同质性。

但是，在爱因斯坦理论的背景下，如何解释该阶段需要许多修改该理论，这似乎是人为的，不能直接验证。

新发现：引力均质化

到目前为止，目前尚不清楚宇宙的均质化是否可以通过爱因斯坦方程式解释。原因是方程式的复杂性和分析解决方案的相关难度 - 宇宙的模型 - 并预测其行为。

在具体问题中，必须在数学上分析原本强状态与均匀状态的偏离偏差的时间演变。必须表明，它们在膨胀过程中衰减，从而允许宇宙得到其均匀的结构。

这种分析基于几何分析领域的现代数学方法。到目前为止，这些方法只能达到与均匀时空几何形状的小偏差的结果。来自维也纳大学的大卫马杰曼现在第一次成功地将这些方法转移到任意大的偏差的情况。

参考：David Fajman，2020年9月16日，物理审查信件，“2 + 1维重力中的未来吸引力”.DOI：
10.1103 / physrevlett.125.121102

在着名的轴颈PRL中发表的结果表明，研究中的均质化模型中已经完全解释了爱因斯坦的理论，并且不需要任何额外的修改。如果这一发现可以转移到更一般的模型，这意味着它不一定需要一个像通货膨胀这样的机制来解释我们现在的宇宙的状态，但爱因斯坦的理论最终可能再次胜利。


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