早期的宇宙“冒泡”——就像一壶水沸腾一样——因为暗能量经历了之前未被识别的相变。这是由南丹麦大学的粒子物理学家马丁·斯洛斯教授和斯德哥尔摩北欧理论物理研究所的弗洛里安·尼德曼博士提出的论点。如果他们的建议是正确的,就可以解决一个长期以来围绕宇宙膨胀的确切速度的谜团。
物理学家们知道宇宙正在膨胀,但这种增长的确切速度——通过一个被称为哈勃常数的值表示——呈现出某种神秘的东西。
计算哈勃常数有两种方法,一种是分析宇宙初期遗留下来的宇宙背景辐射,另一种是测量其他星系或超新星远离我们的速度。
这两种方法都得到科学界的认可,并被认为是可靠的。
然而,尽管如此,这两种方法始终产生不同的结果——物理学家将这个问题称为“哈勃张力”。
专家们认为,当暗能量经历相变时,早期宇宙“冒泡”
图为宇宙演化的插图
尼德曼博士说:“在科学领域,你必须能够用不同的方法得到相同的结果,所以这里我们有一个问题。
“为什么我们对两种方法都很有信心,却不能得到相同的结果?”
“如果我们假设这些方法是可靠的——我们认为它们是可靠的——那么这些方法可能不是问题所在。
“也许我们需要看看我们应用这些方法的出发点和基础。也许这个基础是错误的。”
哈勃公司Nstant可以通过测量其他星系或超新星远离的速度来找到
哈勃公司瞬间也可以通过分析宇宙微波背景来发现
根据两位研究人员的说法,考虑到气泡宇宙可能会解决哈勃张力——使两种方法计算出的哈勃常数达到相同的值。
在所谓的粒子物理学标准模型中,早期宇宙的能量主要由辐射和物质主导,包括正常的和黑暗的。
在大爆炸后的前38万年里,辐射和正常物质被压缩成黑暗、高温和致密的等离子体。
当一个人以标准模型为基础计算哈勃常数时,根据使用的方法不同,就会得到不同的宇宙膨胀速度的结果。
然而,研究人员说,如果考虑到一种新的暗能量形式在早期宇宙中发挥作用,就可以得出一致的结果——当宇宙从稠密而热的等离子体状态膨胀到我们今天所熟悉的那种宇宙时,这种暗能量产生了气泡并经历了相变。
研究人员称他们的概念为“新早期暗能量”,简称NEDE。
哈勃公司哈勃瞬间是以美国天文学家埃德温·哈勃的名字命名的
尼德曼博士解释说:“宇宙早期的暗能量经历了相变,就像水可以在冻结、液体和蒸汽之间相变一样。”
斯洛思教授说:“人们必须想象,在早期宇宙的各个地方都出现了气泡。它们变大了,开始互相碰撞
“最后,出现了一种复杂的气泡碰撞状态,释放出能量,最终蒸发。
“它可以持续非常短的时间——也许只是两个粒子碰撞所需的时间——到30万年。
“我们不知道,但我们正在努力寻找答案。”
当然,NEDE模型是建立在宇宙并不像标准模型预测的那样运行的前提上的——这个概念似乎有点牵强,无法解释哈勃张力的问题。
然而,斯洛思教授说,“如果我们相信观测和计算结果,我们就必须承认,我们目前的宇宙模型无法解释这些数据,然后我们必须改进这个模型。
“不是通过抛弃它和它迄今为止的成功,而是详细阐述它,使它更详细,以便它能解释新的和更好的数据。
“暗能量的相变似乎是当前标准模型中缺失的元素,以解释对宇宙膨胀速率的不同测量。”
这项研究的全部结果发表在《物理快报B》杂志上。