
关于我们的宇宙的发展,有一个洞。首先,宇宙像气球一样迅速膨胀。然后,一切都蓬勃发展。
但是,这两个时期如何连接到了物理学家。现在,一项新的研究提出了一种将两个时期联系起来的方法。
在第一个时期,宇宙从几乎无限的小点增长到近十亿个(即1个零的零点),其大小不到一秒钟的大小。通货膨胀时期之后是我们将其称为大爆炸的更逐步但暴力的扩张时期。在大爆炸期间,一个令人难以置信的热颗粒的火球(例如质子,中子和电子)扩展和冷却以形成原子,我们今天看到的星星和星系。
这大爆炸理论描述宇宙通货膨胀的,仍然是最广泛支持的解释我们的宇宙如何开始,然而,科学家仍然对这些完全不同的扩展时期的联系仍然感到困惑。为了解决这个宇宙难题,肯尼恩学院的一组研究人员,马萨诸塞州理工学院(MIT)和荷兰的莱顿大学模拟了宇宙通货膨胀与大爆炸之间的关键过渡 - 他们称之为“重新加热”。
“通货膨胀后的加热期为大爆炸的条件设定了条件,从某种意义上说,将“爆炸”放在大爆炸中,” MIT物理学教授David Kaiser,在一份声明中说。 “正是在这个桥时期,所有地狱都松散了,而且物质的行为以一种简单的方式行为。”
当宇宙在一秒钟内膨胀时宇宙通货膨胀,所有现有的物质都散开了,使宇宙一个冷热的地方,没有点燃大爆炸所需的颗粒汤。伊利诺伊大学物理学博士学位,该研究的主要作者雷切尔·恩吉恩(Rachel Nguyen)说,在再加热期间,能量推动通货膨胀被认为会腐烂成颗粒。
“一旦产生了这些颗粒,它们就会弹跳并互相敲打,转移势头和能量,“ Nguyen告诉Live Science”。“这就是使宇宙的热量和加热为大爆炸的初始条件。”
在他们的模型中,Nguyen和她的同事模拟了被称为充气物质的外来物质形式的行为。科学家认为这些假设的颗粒本质上类似于希格斯玻色子,创建了驱动宇宙通胀的能量场。他们的模型表明,在适当的条件下,可以有效地重新分布充气物的能量,以创建重新加热宇宙所需的颗粒多样性。他们于10月24日在期刊上发布了结果物理评论信。
高能物理的坩埚
俄亥俄州肯尼大学物理学副教授,研究的合着者汤姆·吉布林(Tom Giblin)说:“当我们研究早期宇宙时,我们真正在做的是一个非常高温的粒子实验。” “从冷通货膨胀时期到炎热时期的过渡应该对这些极高能量真正存在的颗粒真正存在。”
困扰物理学家的一个基本问题是重力在通货膨胀期间的极端能量处于表现。在爱因斯坦的阿尔伯特广义相对论,所有物质都以相同的方式受重力的影响,而重力强度是恒定的,而不论粒子的能量如何。但是,由于量子力学的奇怪世界,科学家认为,在非常高的能量下,物质对重力的反应不同。
该团队通过调整粒子与重力相互作用的强烈相互作用,将这一假设纳入了他们的模型中。他们发现,增加了重力强度的越多,流动剂越有效地传递了能量,从而产生了在大爆炸过程中发现的热物质颗粒的动物园。
现在,他们需要找到证据,以支撑自己的模型在宇宙中的某个地方。
吉布林告诉《 Live Science》:“宇宙拥有许多秘密,以非常复杂的方式编码。” “通过提出一种解码设备来了解现实的本质是我们的工作 - 从宇宙中提取信息的一种方式。我们使用仿真来预测宇宙应该看起来的样子,以便我们实际上可以开始解码它。这个重新热时期应该留下宇宙中的烙印。我们只需要找到它。”
但是发现印记可能很棘手。我们对宇宙的最早瞥见是大爆炸后数十万年前留下的辐射泡沫,称为宇宙微波背景(CMB)。然而,CMB仅暗示了在出生的第一个关键秒内的宇宙状态。像吉布林这样的物理学家希望未来的观察引力波将提供最终线索。
最初出版现场科学。