視界問題

視界問題來源於任何信息的傳遞速度不可能超過光速的前提。對於一個存在有限時間的宇宙而言，這個前提決定了兩個具有因果聯繫的時空區域之間的間隔

具有一個上界，這個上界被稱作粒子視界。

基本介紹

• 中文名：視界問題
• 外文名：Horizon Problem
• 信息的傳遞：速度不可能超過光速的前提
• 這個上界：被稱作粒子視界
• 暴脹理論：給出了解決方案

視界來源

粒子視界

視界問題來源於任何信息的傳遞速度不可能超過光速的前提。對於一個存在有限時間的宇宙而言，這個前提決定了兩個具有因果聯繫的時空區域之間的間隔具有一個上界，這個上界被稱作粒子視界。

暴脹理論

從這個意義上看，所觀測到的微波背景輻射的各向同性與這個推論存在矛盾：如果早期宇宙直到“最終的散射”時期之前一直都被物質或輻射主導，那時的粒子視界將只對應著天空中大約2度的範圍，從而無法解釋為何在一個如此廣的範圍內都具有相同的輻射溫度以及如此相似的物理性質。對於這一看似矛盾之處，暴脹理論給出了解決方案，它指出在宇宙誕生極早期（早於重子數產生）的一段時間內，宇宙被均勻且各向同性的能量標量場主導著。在暴脹過程中，宇宙空間發生了指數膨脹，而粒子視界的膨脹速度要遠比原先預想的要快，從而導致處於可觀測宇宙兩端的區域完全處於彼此的粒子視界中。從而，現今觀測到的微波背景輻射在大尺度上的各向同性是由於在暴脹發生之前，這些區域彼此是相互接觸而具有因果聯繫的。

原理

根據海森堡的不確定性原理，在暴脹時期宇宙中存著微小的量子熱漲落，隨著暴脹這些漲落被放大到宇觀尺度，這就成為了當今宇宙中所有結構的種子。暴脹理論預言這些原初漲落基本上具有尺度不變性並滿足高斯分布，這已經通過測量微波背景輻射得到了精確的證實。如果暴脹的確發生過，宇宙空間中的大片區域將因指數膨脹而完全處於我們可觀測的視界範圍以外。