宇宙大爆炸之前产生了什么？

　　宇宙大爆炸和演化的表示图，图中从左到右是时刻提高的偏向，与时刻轴垂直的维度代表宇宙一连膨胀的空间。图片来历：NASA官网

　　今天视点

　　宇宙从何而来？又怎样酿成现在这般“边幅”？

　　今朝科学家普及承认的故事始于约138亿年前。当时，一个密度极大的点产生暴胀，然后宇宙大爆炸开始，宇宙不绝膨胀并冷却，原子核、原子，直至我们本日看到的漫天繁星等开始形成。

　　尽量这个故事布满了各类戏剧性的偶合、剧烈的斗嘴，但仍存在一个裂痕：这两个泾渭理解的时期是怎样接洽在一路的？几十年来，这一向是萦绕在科学家心头的一团迷雾。最近，一个国际研究团队对宇宙演化的这一要害过渡期举办了模仿，得出结论称，所谓的“再加热”进程也许是宇宙初期这两个阶段的“桥梁”，但这一进程简直凿证据仍有待进一步寻觅。

　　宇宙的“两副面目”：暴胀和大爆炸

　　提起宇宙的发源，最闻名的应该是宇宙大爆炸理论了，这一模子理论上基于爱因斯坦的广义相对论，并获适当今科学尝试视察最普及最准确的支持。

　　该理论以为，我们的宇宙降生于约138亿年前。从一个极小的致密“火球”，不绝膨胀并逐步冷却，徐徐地，我们本日看到的原子、身边的莺啼燕语以及漫天闪烁的恒星和星系得以形成。

　　不外，此刻物理学界广泛以为，在大爆炸产生之前，还产生过宇宙暴胀。宇宙暴胀理论由日本的佐藤胜彦博士和美国的阿兰·哈维·古斯博士提出。该理论以为，宇宙降生之初，在不到万亿分之一秒内，宇宙从险些无穷小的点暴增了1027倍。随后，宇宙产生了大爆炸，并逐渐演酿成了本日的“边幅”。

　　到处乱闯的粒子将宇宙“再加热”

　　那么，宇宙怎样能在云云短暂的时刻内敏捷“变脸”——从暴胀时期过渡到大爆炸时期？这两个时期之间有何干联呢？

　　据美国意见意义科学网站报道，为办理这一宇宙的演化困难，来自美国凯尼恩学院、麻省理工学院（MIT）和荷兰莱顿大学的研究职员模仿了宇宙暴胀与宇宙大爆炸之间的要害过渡时期——“再加热”时期。

　　在他们的模子中，研究首要作者雷切尔·阮及同事模仿了被称为“暴胀子”（inflatons）的物质情势的举动。他们以为，设想的“暴胀子”本质上相同于希格斯玻色子，缔造了敦促宇宙暴胀的能量场。在恰当的前提下，“暴胀子”的能量可以被有用地从头分派，从而发生使宇宙从头加热所需的各类粒子。

　　研究职员之一、麻省理工学院物理学传授戴维·凯泽暗示：“宇宙暴胀后的再加热时期为大爆炸缔造了前提，从某种意义上说，将‘大爆炸’置于宇宙大爆炸之中。在这个过渡时期，宇宙翻天覆地，统统都乱作一团，物质的示意情势很是伟大。”

　　雷切尔则表明说，在宇宙暴胀时期，全部物质到处散落，使宇宙成为一个严寒而空旷的处所，缺乏点燃宇宙大爆炸所需的“粒子热汤”。而在“再加热”时期，敦促宇宙暴胀的能量产生衰变，“摇身一变”成为粒子。

　　雷切尔说：“这些粒子一旦降生，就会到处乱闯且彼此撞击，转达动量和能量，正是这种能量将酷寒的宇宙再次加热，为宇宙大爆炸奠基了基本。”

　　引力波中或暗藏要害证据

　　那么，最新模仿除了指出“再加热”进程是宇宙暴胀和大爆炸之间的桥梁外，还能给我们提供哪些启迪呢？

　　研究的相助者、凯尼恩学院物理学副传授汤姆·吉布林说：“从严寒的暴胀时期到炽热的大爆炸时期，应该储藏着哪些粒子可以在云云高的能量状态下存在的要害证据。”

　　另外，在宇宙暴胀时期的极度能量状态下，引力的“举动举止”是奈何的？这一根基题目也一向让物理学家们“辗转反侧”。

　　爱因斯坦的广义相对论以为，引力对全部物质“等量齐观”，与粒子能量无关。但科学家们以为，因为量子力学，在极高能量状态下，物质对引力的回响会有所差异。

　　哪个概念是正确的？研究团队调解了粒子与引力的彼此浸染强度，将上述假设纳入模子中。功效发明，引力增进越多，“暴胀子”转达能量天生大爆炸时代呈现的热物质粒子的服从就越高。

　　此刻，研究职员必要探求证据来支持这一模子。

　　吉布林说：“我们行使模仿来猜测宇宙的‘边幅’，这个再加热时期应该在宇宙中某个处所留下了印记，我们要做的就是找到它。”

　　但找到这个印记也许并非易事。研究职员称，对宇宙最早的“惊鸿一瞥”源自宇宙微波配景辐射（CMB）——发生于宇宙约莫38万岁时的电磁波辐射一向在宇宙中撒播，它们的“余晖”就是本日我们看到的宇宙微波配景辐射。但吉布林暗示，CMB只保存了宇宙降生初期的样貌，但愿将来的引力波视察能提供最终线索。（记者 刘 霞）

（编辑：河北网）

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