困扰牛顿的第一推动力终于找到?138亿年前还发

宇宙最初的“再加热”阶段,大爆炸前期的过渡阶段,再加热的早期阶段以物质的共振运动作为标记。高能物质的形式占据主导地位,该物质在广阔的太空中有节奏地来回移动,接着爆炸并产生新粒子。在不到万亿分之一秒短的时间内,将宇宙膨胀到最初尺寸的八亿倍大小。


宇宙印象 深度科普栏目第1046期 世间万物是普遍联系的,这个辩证法竟然用到了宇宙学上,而且还言中了。根据宇宙大爆炸理论,大约在138亿年前,宇宙爆炸成为一个致密炽热的极小火球,这个火球开始膨胀并冷却,引发了第一批恒星和星系的运动,还造就了我们现在看到的所有物质形态。在宇宙大爆炸之前,早期的宇宙还有另一个阶段:暴涨阶段,仅持续了不到万亿分之一秒那么短的时间,膨胀了数十亿光年,在此期间,在宇宙大爆炸发生之前物质以成指数倍增的速度膨胀,使年幼的宇宙膨胀和多样化的速度减缓。


万亿分之一秒内膨胀数亿光年

最新的监测结果也验证了宇宙大爆炸和暴涨阶段的理论。虽然这两个事件天差地别,科学家一直以来都很难把它们的发生联系到一起。头条独家的宇宙印象认为,连接宇宙膨胀和宇宙大爆炸还有一个关键点,这个阶段称为“再加热”阶段,该阶段处于暴涨阶段的末期,宇宙中开始冷却均匀的物质再次转化为大爆炸开始时的极热且复杂的粒子汤。


而暴涨理论是指宇宙一开始是一个密度极高的奇点,大小可能只有质子的1000亿分之一。奇点内布满了超高能的物质,能量大到内部的压力产生了一种排斥的引力,这种引力导致了宇宙发生膨胀。和导火线上的火花一样,这个引力以空前的快速度引起宇宙向外爆炸,在不到万亿分之一秒短的时间内,将宇宙膨胀到最初尺寸的八亿倍大小。暴涨理论的提出者麻省理工学院宇宙学家Alan Guth构思了这种宇宙诞生方式,奠定了我们今天看到的宇宙。


宇宙级的“初级核爆”

再加热过程为大爆炸创造了必要的条件,在一定程度上促成了那次大爆炸。这是一个过渡的时期,好像天都塌下来了,所有物质的行为变得非常复杂。麻省理工的科学家通过多种模拟结果显示,宇宙膨胀的极端能量来源在不到一秒内、甚至更短的时间内重新分布,为宇宙大爆炸提供必要条件。头条独家的宇宙印象认为,该过程中量子效应起到了关键作用,改变了物质在高能量下对引力的反应,与爱因斯坦理论的广义相对论有所区别,这种极端的转变过程会更快且更有效。再加热过程引发的宇宙大爆炸与氢弹机制有些相似,氢弹引爆过程有两个,第一个是初级核爆,然后才是威力更大的次级核爆。再加热过程相当于初级核爆,然后引发了更大规模的大爆炸,形成我们今天看到的宇宙。


这个推论使宇宙诞生过程理论变成更加完整,从暴涨阶段到后膨胀时期,再到宇宙大爆炸。我们能够还原一个连续的演变过程,所有过程涉及到的物理过程都是成熟、我们所认知的,我们可以认为,这是一种可信的合理推断,正因此,宇宙才最终呈现成我们眼前看到的这个样子。


宇宙最初的“再加热”阶段,大爆炸前期的过渡阶段,再加热的早期阶段以物质的共振运动作为标记。高能物质的形式占据主导地位,该物质在广阔的太空中有节奏地来回移动,接着爆炸并产生新粒子。


科学家想要测量的是这种共振效应需要多长的时间才能被打破,其产生的粒子各自分散开来,达到某种热平衡,重现宇宙大爆炸时的情景。计算机模拟也表明,能量分布如何在时间和空间上随着不同特定条件下发生变化,换句话说,我们在知道宇宙级的“初级核爆”机制之后,完全可以模拟一次宇宙大爆炸,这或许是牛顿所谓的第一推动力吧。宇宙印象为今日头条独家,其他均为假冒,转载均为非法。