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宇宙早期或有短暂“二次膨胀”   

2016-01-19 21:26:42|  分类: 天文航天 |  标签: |举报 |字号 订阅

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新提法认为,宇宙早期可能还发生过一次较短的二次膨胀,这种假设能解释现在宇宙中存在的暗物质数量过多问题。当然这不同于标准宇宙,但宇宙可能不受我们认为的标准控制。

宇宙早期或有短暂“二次膨胀”
 

  科技日报北京1月18日电 目前流行的大爆炸理论认为,宇宙早期扩张呈指数形式,称为“膨胀”,整个时空从一个极热而致密的点向外膨胀,成为一个均匀的、仍在不停扩张的大宇宙。但美国能源部布鲁克海文国家实验室等机构一些科学家认为,宇宙早期可能还有一个较为短暂的二次膨胀时期,这种假设或许能解释宇宙中现有暗物质数量过多的问题。

  暗物质不以任何明显方式与普通物质相互作用,科学家通过万有引力效应估计,暗物质占宇宙全部质量的1/4,而普通物质只占5%。暗物质才是宇宙的主要内容。一些理论能简洁地解释暗物质,但却不被广泛接受,因为它们预测的暗物质数量比有实验支持的更多。为了让理论符合实验,研究人员给广泛接受的时空起源事件增加了“二次膨胀”这一步。

  按标准宇宙学说,宇宙膨胀始于时间开始后的10-35秒,这种空间的整体暴涨只持续不到1秒,随后是一个持续至今的冷却期。在几秒到几分钟大致冷却得差不多时,较轻元素开始形成。论文作者之一、布鲁克海文实验室高能理论小组负责人霍曼·戴伍迪亚索说,在这些重要事件之间,可能还有一次膨胀,它不像第一次爆炸那么剧烈,却可以“稀释”暗物质,使宇宙中的暗物质密度最终成为今天这样。

  研究人员在线发表在《物理评论快报》上的论文称,开始时,在一个较小空间里温度飙升超过10亿摄氏度,暗物质粒子彼此接触而湮灭,把能量传给标准物质粒子(如电子、夸克)。随着宇宙继续膨胀变冷,暗物质粒子碰撞大大减少,湮灭速度跟不上膨胀速度。在这个点上,大量暗物质开始出炉。暗物质间的相互作用很弱,自我湮灭在早期温度下降后就变得效率低下,使其数量固定下来。暗物质间相互作用越弱,最后留下的暗物质数量就越多。

  戴伍迪亚索说,这种理论提出了一种简单模型,能平衡早期宇宙膨胀的短缺,解释宇宙中现有暗物质的数量过多问题。当然这不同于标准宇宙学,但宇宙可能不受我们认为的标准控制。

来源:科技日报

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