新的普朗克数据挑战我们对宇宙的理解

斯普拉克观察到的宇宙微波背景（CMB）的各向异性。CMB是我们宇宙中最古老的光线的快照，当宇宙只有3万千万岁时，在天空中被印在天空中。它显示了与略微不同密度的区域相对应的微小温度波动，代表了所有未来结构的种子：今天的星星和星系。ESA，Planck协作

来自欧洲普朗克卫星的新数据挑战我们对宇宙的理解，这表明宇宙可能与大于那些我们可以直接观察的尺度不同。

欧洲的普朗克卫星 - 英国空间机构的旗舰使命 - 已编制了宇宙微波背景（来自大爆炸的遗物辐射）的最详细地图。新地图改善了我们对宇宙的构成和演变的理解，并推出了可能挑战我们目前对其进化的理解基础的新功能。

该图像基于普朗克的初始15.5个月的数据，是我们宇宙中最古老的光线的特派团的第一个全天图片，当它只有380,000岁时，在天空中被印在天空中。该宇宙微波背景（CMB）显示了微小的温度波动，该温度波动对应于早期略微不同密度的区域，代表所有未来结构的种子：今天的星星和星系。

总的来说，从普朗克的新地图中提取的信息以前所未有的准确性为宇宙学标准模型提供了极好的确认，为我们对宇宙内容的了解设置了新的基准。

该图显示了在天空上不同角度鳞片检测到的宇宙微波背景中的温度波动。该曲线称为功率谱。从九十度以九十度开始的最大角度尺度显示在图形的左侧，而朝向右侧示出了更小和更小的尺度。相比之下，天空中满月的直径约为一半的程度。对应于各种角度刻度的多极矩在图的顶部表示。红
色点对应于用普通制造的测量;这些以误差栏显示，该误差条考虑测量误差以及由于可以执行测量的天空中有限的点数，所以不确定性的估计。这种所谓的宇宙方差是一种不可避免的效果，在较大的角度尺度
上变得最显着。图表中所示的绿色曲线代表了“宇宙标准模型”的最佳拟合 - 目前最广泛接受的原产地和演化的场景宇宙 - 到普朗克数据。曲线周围的淡绿色区域显示了最能达成数据的标准模型的所有变化的预测。
当小和中间角度尺度的观察与模型预测相加，在大角度尺度上检测到的波动天空 - 在90到六度之间 - 比标准模型到普拉克数据的最佳拟合较弱，约为10％。在大于六度的角度尺度上，有一个数据点在允许的型号范围之外差不多。宇宙微波背景模式中的这些异常可能会挑战宇宙学的基础，这表明宇宙学的标准模型的一些方面可能需要重新思考。ESA与普朗克合作

科学，技术和勘探议事克里斯卡斯特利博士表示，“我们非常自豪地在这个惊人的发现中发挥关键作用。据普朗克凭借其进行如此详细和准确的观察，帮助我们放置一个拼图的重要曲线，这可能会让我们全面了解我们宇宙的演变，沿途重写教科书。“

“普朗克检测到的CMB温度波动再次确认，标准模型提供的相对简单的画面是宇宙的一个非常好的描述，”剑桥大学乔治·埃菲斯塔斯解释说。

地图的热和寒冷地区的性质提供了有关宇宙的组成和演化的信息。构成明星和星系的正常物质占宇宙质量/能量密度的4.9％。暗物质仅通过其引力影响间接检测到的暗物质，占上额为26.8％，比以前的估计更高。相反，黑能量，一个神秘的力量被认为负责加速宇宙的扩张，略低于以前认为略低于69％。

普朗克数据还为宇宙今天正在扩展的速率设置一个新值，称为霍布尔常数。在67.3 km / s / mpc，这与来自相对附近的星系的价值显着不同。这种膨胀速度较慢意味着宇宙也比以前思想一点点，在138亿年。

分析还为“通货膨胀”理论提供了强烈的支持，这是一个非常简短但关键的早期阶段，在宇宙的第一次小部分中的存在。除了解释整个宇宙的许多特性，这个初始扩展导致我们今天看到的CMB中的涟漪。

虽然不能直接观察到这种原始的epoch，但该理论预测了在CMB地图上的一组非常微妙的印记。以前的实验并未能够自信地检测这些微妙的印记，但是Planck的地图的高分辨率证实，早期宇宙密度的微小变化与通货膨胀预测的那些。

与对宇宙的标准模型的最佳观察相比，Planck的高精度能力揭示了大尺度宇宙微波背景的波动并不像预期的那样强大。图形显示了源自两者之间的差异的地图，它代表异常可能看起来像什么。版权：ESA与普朗克合作

“这些微小涟漪的尺寸将关键保持在第一个万亿秒的第一个万亿秒中发生的事情。普朗克给了我们引人注目的新证据，这表明他们在这个令人难以置信的快速扩张过程中创造了，就在大爆炸之后“，解释了牛津大学的Joanna Dunkley。

但由于普朗克地图的精度如此之高，它还揭示了一些特殊的不明原因，可能需要了解新物理学。在最令人惊讶的发现中，CMB在大规模上的波动不匹配标准模型预测的那些。这种异常增加了先前实验观察的那些，并由普朗克确认，包括平均温度的不对称，在天空的相反的半球上，以及延伸超过一系列远远大于预期的天空。

解释异常的一种方法是建议宇宙在所有方向上的较大规模的所有方向都不相同，而不是我们可以观察到。在这种情况下，来自CMB的光线可能已经穿过宇宙的途径比先前理解，导致今天观察到的一些不寻常的模式。

“我们的最终目标是建立一种预测异常的新模型，并将它们联系在一起。但这些是早期;到目前为止，我们不知道这是否有可能，可能需要什么类型的新物理学。而这是令人兴奋的，“Efstathiou教授说。

科技设施理事会首席执行官John Womersley教授说：“普朗克给了我们一个最早的宇宙时刻的惊人照片。这些结果是英国科学家和STFC支持的工程师的多年工作的高潮。这种项目有时似乎很昂贵，但科学和技术的回报不仅仅是我们所做的投资。“

更多信息：

有关科学结果的进一步信息可在此处提供。

一系列描述新结果的科学论文已提交给天文学和天文学。这里可以访问预印刷品。

本释放中讨论的主题的背景信息 - 宇宙微波背景和宇宙中结构形成的历史 - 可在此处提供。

普拉克和宇宙学结果的新数据已经在2013年3月21日，巴黎欧洲航天局组织的媒体简报，10：00-12：00 CET。这里可以提供对简报的答复。进一步的结果是在2013年3月21日，14：00-15：45 CET的科学浅谈中讨论了进一步的研究。

图片：ESA，Planck协作