以防万一似乎还不够神秘,新研究提出它可能已经出现前这。
传统观点认为大爆炸是一切事物的开始——物质、暗物质、空间、能量,所有这些。事件发生后,宇宙经历了一段宇宙膨胀时期,其尺寸在难以想象的一秒之内膨胀了十亿分之一。
但一些理论表明,这个暴胀期实际上发生在我们所说的大爆炸之前。现在,德克萨斯大学奥斯汀分校的物理学家提出,暗物质是在这个短暂的窗口期间形成的。
该团队将这种新模型称为“通过冻结或 WIFI 进行的热膨胀”。基本上,暗物质粒子是由暴胀期间温暖的“热浴”中辐射和粒子之间的微小相互作用产生的。
“我们模型的独特之处在于,暗物质是在膨胀过程中成功产生的,”说凯瑟琳·弗里斯 (Katherine Freese),德克萨斯大学奥斯汀分校的理论天体物理学家。
“在大多数模型中,膨胀期间产生的任何东西都会因宇宙的指数膨胀而‘膨胀消失’,直到基本上什么都没有剩下。”
人们认为,在大爆炸之前,整个宇宙存在于一个奇点中,一个密度无限大的点,时空无限弯曲。但已知的物理定律在那里完全失效,因此一些物理学家提出,大爆炸之前存在一个不同的时代,而不是一个奇点。
这可能是早期宇宙的崩溃,就像在——或者也可能是宇宙膨胀。这个阶段只持续了十亿分之一秒,能量转移到物质和光,成为我们所说的大爆炸。
从那里开始,宇宙的演化阶段就设定好了,如下所述:。
这项新研究的作者并不是第一个提出宇宙膨胀早于大爆炸的人。他们甚至不是第一个提出这一建议的人在这个时代。新鲜的是他们如何产生奇怪物质的机制,其数量与天文观测相符。
通胀升温(新WIFI模型中的“WI”)是一个现有的想法,表明辐射是在指数扩张发生时产生的。这创造了一种热浴,允许发生微小但重要的相互作用。
宇宙膨胀的驱动因素仍然未知,但替代者是一个名为“粒子”的假设粒子场类似于著名的。在温暖的暴胀情景中,暴胀场会因热浴中的辐射而损失一些能量。
从那里,辐射通过称为紫外线冻结(WIFI 中的“FI”)的过程产生暗物质粒子。本质上,暗物质永远不会与浴达到平衡,并且该浴的温度保持在某个阈值以下。
根据该团队的计算,这种机制产生的暗物质数量足以解释天文观测告诉我们的暗物质数量。
当然,这并不意味着谜团已经解开。这只是许多假设中的一个,包括暗物质是以其自身的形式产生的。’稍后。
目前,WIFI 模型还不能直接验证,但至少部分可能很快就能验证。即将进行的研究, 例如中巴-S4,可能会让暖通胀的想法受到考验。
“如果未来的观察证实暖膨胀是正确的范式,它将大大加强我们框架中描述的暗物质产生的情况,”说德克萨斯大学物理学家加布里埃尔·蒙特法科内 (Gabriele Montefalcone),该研究的合著者。
该研究发表在期刊上物理评论快报。