就如同海浪塑造着我们的海岸,时空的涟漪或许曾为宇宙设定了一条演化路径,引领其成为如今我们所见的模样。
一种新理论表明,是引力波——而非被称为暴胀子的假设粒子——推动了宇宙早期的膨胀以及其中物质的重新分布。
“数十年来,我们一直尝试利用基于从未观测到的元素的模型,去理解宇宙的最初时刻,” 该论文的第一作者、巴塞罗那大学的理论天体物理学家劳尔·希门尼斯解释道。
“这个提议令人兴奋之处在于其简洁性与可验证性。我们并未添加推测性元素,而是在证明引力与量子力学或许足以解释宇宙结构的形成。”
我们并不确切知晓约138亿年前大爆炸之后,宇宙最早期的阶段是如何展开的。目前科学家们所能做的,就是提出符合我们所观测到的宇宙物理学的理论。
这些理论相当不错,但也存在明显的不足。例如,詹姆斯·韦伯太空望远镜发现宇宙早期存在大量质量巨大的星系,数量超出了宇宙学家的预期。
目前被接受的宇宙演化时间线包含大爆炸之后的一段快速膨胀期,即暴胀期。从一个密度无穷大的单一、一维点——奇点,也就是大爆炸之前宇宙的数学描述——宇宙迅速膨胀,充满了热等离子体汤,冷却后形成物质。
暴胀子是一种推测性的粒子或量子场,科学家用其来解释宇宙暴胀以及宇宙令人惊讶的平滑性。理论上,该粒子推动宇宙快速膨胀,同时仍允许等离子体汤密度存在变化,最终这些变化凝聚成黑洞、星系、恒星以及宇宙中散布的所有其他物质。
然而,尽管我们付出了最大努力,物理学家仍未找到支持暴胀子存在的其他证据。希门尼斯及其同事想知道是否存在另一种方式——能否利用较少依赖推测性元素的不同参数来解释宇宙的早期演化。
他们从一个与广义相对论以及当前对宇宙膨胀的观测相一致的、非常简化的真实宇宙模型——德西特空间开始。在这个领域中,时空的量子涨落——即引力波——可以由一种被称为张量扰动的湍流产生。
引力波被认为如今充斥着宇宙。它们是由大规模扰动Ŝ..
研究人员发现,他们时空模型中张量扰动产生的引力波,能够自行在原始等离子体中产生密度变化,并推动宇宙早期的膨胀。
最终,这些变化会产生足够致密的团块,在引力作用下坍缩,形成早期宇宙的种子——最初的恒星、星系和黑洞。
这是一个如此优雅的解决方案,它消除了对假设作为整个宇宙早期演化驱动力的依赖,当然,还需要进一步的工作来验证它。
尽管如此,“我们提出的机制可能无需依赖模型的场景:选择像暴胀子这样的标量场来驱动暴胀,” 研究人员写道。
他们的研究成果已发表在《物理评论研究》上。






这全新理论好赞,期待进一步验证!
全新理论!引力波塑造宇宙好赞👍