中國科技新聞網3月7日訊(王思言)宇宙中所有粒子和輻射的出現可能與另一場大爆炸結合,使宇宙充滿了暗物質粒子。
在標準的宇宙學圖景中,早期宇宙是一個非常奇異的地方。也許在我們的宇宙中發生的最重要的事情是暴脹事件,在大爆炸之后的早期,暴脹使我們的宇宙進入了一個極其迅速的膨脹時期。當暴脹結束時,驅動暴脹的奇異量子場就會衰變,轉化為今天仍然存在的大量粒子和輻射。
當我們的宇宙誕生不到20分鐘時,這些粒子開始組裝成第一批質子和中子,這就是我們所說的大爆炸核合成。大爆炸核合成是現代宇宙學的支柱,因為它背后的計算準確地預測了宇宙中氫和氦的數量。
然而,盡管我們對早期宇宙有所描繪,但我們仍然不了解暗物質。暗物質是一種神秘的、看不見的物質形式,它占據了宇宙的絕大多數質量。大爆炸產生粒子和輻射的同時,也產生了暗物質。在那之后,暗物質就一直存在。
但是研究人員提出了一個新想法。他們認為,暗物質可能沿著一條完全不同的軌跡進化。在這種情況下,當暴脹結束時,宇宙中仍然充斥著粒子和輻射,但不是暗物質。相反,還有一些量子場沒有衰變。隨著宇宙的膨脹和冷卻,額外的量子場最終改變了自己,引發了暗物質的形成。
這種方法的優勢在于,它將暗物質的演化與正常物質分離開來,因此大爆炸核合成可以按照我們目前所理解的那樣進行,而暗物質則沿著單獨的軌道演化。
這種方法也為探索豐富多彩的暗物質理論模型開辟了道路,因為現在它有了一個單獨的進化軌道,在計算中更容易跟蹤。例如,研究團隊能夠確定,如果存在所謂的黑暗大爆炸,它必須發生在宇宙誕生不到一個月的時候。黑暗大爆炸釋放出一種非常獨特的強引力波特征,這種特征持續到今天。
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