宇宙年夜爆炸以前发作了甚么?

今朝迷信家普遍承认的故事始于约138亿年前。当时,一个密度极年夜的点发作暴胀,而后宇宙年夜爆炸开端,宇宙不时收缩并冷却,原子核、原子,直至咱们明天看到的漫天繁星等开端构成。

虽然这个故事充溢了各类戏剧性的偶合、剧烈的抵触,但仍存正在一个破绽:这两个爱憎分明的期间是若何联络正在一同的?多少十年来,这不断是环绕正在迷信家心头的一团迷雾。比来,一个国内研讨团队对于宇宙演变的这一关头过渡期停止了模仿,患上出论断称,所谓的“再加热”进程能够是宇宙早期这两个阶段的“桥梁”,但这一进程确实凿证据仍有待进一步寻找。

宇宙的“两副面目面貌”:暴胀以及年夜爆炸

提起宇宙的来源,最出名的该当是宇宙年夜爆炸实际了,这一模子实际上基于爱因斯坦的狭义绝对论,并失掉现今迷信尝试观察最普遍最准确的撑持。

该实际以为,咱们的宇宙降生于约138亿年前。从一个极小的致密“火球”,不时收缩并渐渐冷却,垂垂地,咱们明天看到的原子、身旁的柳绿桃红和漫天闪耀的恒星以及星系患上以构成。

不外,如今物理学界遍及以为,正在年夜爆炸发作以前,还发作过宇宙暴胀。宇宙暴胀实际由日本的佐藤胜彦博士以及美国的阿兰·哈维·古斯博士提出。该实际以为,宇宙降生之初,正在没有到万亿分之一秒内,宇宙从简直有限小的点暴增了1027倍。随后,宇宙发作了年夜爆炸,并逐步演化成为了明天的“容貌”。

到处乱闯的粒子将宇宙“再加热”

那末,宇宙若何能正在如斯长久的工夫内疾速“变脸”——从暴胀期间过渡到年夜爆炸期间?这两个期间之间有何干联呢?

据美国兴趣迷信网站报导,为处理这一宇宙的演变困难,来自美国凯尼恩学院、麻省理工学院(MIT)以及荷兰莱顿年夜学的研讨职员模仿了宇宙暴胀与宇宙年夜爆炸之间的关头过渡期间——“再加热”期间。

正在他们的模子中,研讨次要作者雷切尔·阮及共事模仿了被称为“暴胀子”(inflatons)的物资方式的行动。他们以为,设想的“暴胀子”实质上相似于希格斯玻色子,发明了推进宇宙暴胀的能量场。正在得当的前提下,“暴胀子”的能量能够被无效地从头分派,从而发生使宇宙从头加热所需的各类粒子。

研讨职员之1、麻省理工学院物理学传授戴维·凯泽透露表现:“宇宙暴胀后的再加热期间为年夜爆炸发明了前提,从某种意思上说,将‘年夜爆炸’置于宇宙年夜爆炸当中。正在这个过渡期间,宇宙排山倒海,统统都乱作一团,物资的施展阐发方式十分庞大。”

雷切尔则表明说,正在宇宙暴胀期间,一切物资到处散落,使宇宙成为一个冰冷而空阔之处,缺少扑灭宇宙年夜爆炸所需的“粒子热汤”。而正在“再加热”期间,推进宇宙暴胀的能量发作衰变,“摇身一变”成为粒子。

雷切尔说:“这些粒子一旦降生,就会到处乱闯且互相撞击,传送动量以及能量,恰是这类能量将冰凉的宇宙再次加热,为宇宙年夜爆炸奠基了根底。”

引力波中或者埋伏关头证据

那末,最新模仿除指出“再加热”进程是宇宙暴胀以及年夜爆炸之间的桥梁外,还能给咱们供给哪些启迪呢?

研讨的协作者、凯尼恩学院物理学副传授汤姆·吉布林说:“从冰冷的暴胀期间到火热的年夜爆炸期间,该当储藏着哪些粒子能够正在如斯高的能量形态下存正在的关头证据。”

别的,正在宇宙暴胀期间的极度能量形态下,引力的“行动活动”是怎么样的?这一根本成绩也不断让物理学家们“展转反侧”。

爱因斯坦的狭义绝对论以为,引力对于一切物资“厚此薄彼”,与粒子能量有关。但迷信家们以为,因为量子力学,正在极高能量形态下,物资对于引力的反响会有所差别。

哪一个观念是精确的?研讨团队调剂了粒子与引力的互相感化强度,将上述假定归入模子中。后果发明,引力添加越多,“暴胀子”传送能量天生年夜爆炸时期呈现的热物资粒子的服从就越高。

如今,研讨职员需求寻觅证据来撑持这一模子。

吉布林说:“咱们运用模仿来猜测宇宙的‘容貌’,这个再加热期间该当正在宇宙中某个中央留下了印记,咱们要做的便是找到它。”

但找到这个印记能够并不是易事。研讨职员称,对于宇宙最先的“惊鸿一瞥”源自宇宙微波布景辐射(CMB)——发生于宇宙约莫38万岁时的电磁波辐射不断正在宇宙中传达,它们的“朝霞”便是明天咱们看到的宇宙微波布景辐射。但吉布林透露表现,CMB只保存了宇宙降生早期的样貌,但愿将来的引力波观察能供给终极线索。


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