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宇宙微波冷點

Wikipedia · 2026-07-12 维基百科 👁 1 阅读

的宇宙氣象背景圖顯示每個星座，冷點位於波江座。藍色圓圈是天球中的赤道線。圖片由Celestia生成。]]

宇宙微波冷點（）或稱WMAP冷點是指在微波中觀察到的天空區域，該區域相較於宇宙微波背景輻射（CMBR）預期的特性，異常大且寒冷。「冷點」大約比CMB的溫度（約2.7 K）低70μK（0.00007K），而典型溫度變化的均方根僅為18μK。在某些點，「冷點」比平均CMB溫度還要冷140μK。

「冷點」的半徑約為5°；其中心位於銀道座標 ，（赤道座標：α = ，δ = )。因此，它位於南天半球，朝向於波江座。

原始CMB溫度最大波動通常發生在約1°的角尺度上。因此，根據普遍接受的理論模型，像「冷點」這麼大的冷區似乎非常不可能。有各種替代解釋：包括所謂的「波江超空洞」或「大空洞」，可能存在於我們與原始宇宙微波背景背景輻射之間（前景空洞會對宇宙背景輻射造成冷點）。這樣的空洞會透過整合的薩克斯-沃爾夫效應影響觀測到的CMB，並且在可觀測宇宙中會成為最大結構列表。這將是宇宙中極為巨大的區域，大約在150到300 Mpc，或是5億到1億光年，距離60億到100億光年。在紅移z\simeq 1，含有遠小於該紅移平均密度的物質。

發現與意義
以類似顯著性觀測到。圖片由 Celestia 程式生成。]]
在威爾金森微波各向異性探測器（，縮寫為WMAP）第一年記錄的數據中，該衛星發現波江座有一些區域比周圍地區更冷。隨後，利用WMAP三年來收集的數據，估算出如此大且寒冷區域的統計顯著性。在模擬結果顯示為1.85%。因此，冷點是由標準機制在宇宙暴脹期間產生的，並非不可能，但這在大多數暴脹模型中產生了高斯統計。如上述參考文獻所示，冷點也可能是非高斯量子漲落的信號。

部分作者質疑這個冷點的統計顯著性。

在2013年，CMB冷點也被普朗克衛星 以類似顯著性呈現，排除了由WMAP衛星系統性誤差造成的可能性。

除原始溫度波動外，其它可能的原因
這個大型的「冷點」構成了所謂的「邪惡軸」）的一部分（之所以這麼稱呼，是因為當時看到這樣的結構是出乎意料的。）。

可能的天體
超級空洞
一個居於主導地位的解釋是：冷斑點是在原始的CMB和我們之間的巨大空洞。空洞可以經由完全薩克斯-瓦福效應（Integrated Sachs-Wolfe effect，ISW效應）或"利斯-夏瑪效應（）"造成一個比較低溫的區域。如果暗能量沒有像光子穿過一樣的舒展空洞，這種效應將會非常小 。

在2007年8月，有兩篇論文在同一天內先後出現在astro-ph，兩者都引用外星系巡天（NVSS）的資料，證明來自靠近冷斑點方向的電波源密度一如預測的是異常的低。首先，使用對整個涵蓋的天空區域進行子波測量的分析，之後再檢查來源的數量和對冷斑點的亮度分布單獨進行平滑處理。。

雖然大的空洞在宇宙中早就被發現，但要解釋冷斑點的空洞必須是特別的大，或許千倍於典型空洞的大小。他可能相距60至100億光年的距離，並有10億光年的直徑，並且在宇宙中可能比在原始的CMB中的WMAP冷斑點更為罕見 。

宇宙結構
在2007年後期，克魯斯等人提出冷斑點可能是早期宇宙發展所殘留下來的結構。這雖然是一個外來的解釋，但是值得考慮，因為超級空洞可能就是如此大的冷斑點造成的。

平行宇宙
另一種有爭議的論點，由Laura Mersini-Houghton提出，可能是在宇宙暴脹之前，宇宙之間的量子纏結，造成在我們之外的另一個宇宙 。Laura Mersini-Houghton認為："標準的宇宙論不能解釋如此巨大的空洞"，而對WMAP冷斑點可能的假設是"…其他宇宙在我們宇宙的邊緣標示的不可能造成誤解的標記"。果真如此，這將是平行宇宙的第一個經驗證據（在理論的模型之前先證明平行宇宙）。這也支持聲稱這個項目在理論上是可以測試的 弦論如果平行宇宙的理論是真實的，在天球的南半球應該也有相似的空洞。[https://web.archive.org/web/20080126153010/http://www.paternitytestinglabs.com/evidence-for-a-parallel-universe/]

搜尋方法的靈敏度
密西根大學的研究人員指出，冷斑點的異常是因為有一圈相對較熱的氣體環繞著的緣故，如果只是考慮它的大小和低溫的呈度並不罕見。就技術而言，它的檢測和發現取決於篩選用的過濾器，就好像是找到墨西哥帽小波 ()一樣。

相關條目

  • 史隆長城
  • CfA2長城
  • 宇宙暗流
  • 巨引源
  • 空洞 (天文學)
  • 宇宙微波背景輻射
  • 威爾金森微波各向異性探測器

註解
參考文獻
外部連結

#宇宙背景輻射 #空洞 #波江座 #2001年發現的天體

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