狂野的新理论表明引力波塑造了宇宙

就像海浪塑造我们的海岸一样，时空的涟漪可能曾经让宇宙走上了一条进化之路，导致了我们今天看到的宇宙。

一种新理论表明引力波——而不是称为膨胀器的假设粒子——推动了宇宙的早期膨胀以及其中物质的重新分布。

“几十年来，我们一直试图使用基于我们从未观察到的元素的模型来了解宇宙的早期时刻，”该论文的第一作者、理论天体物理学家劳尔·希门尼斯 （Raúl Jiménez） 解释道巴塞罗那大学。

“这个提案令人兴奋的是它的简单性和可验证性。我们不是在添加推测元素，而是在证明引力和量子力学可能足以解释宇宙结构是如何形成的。

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我们不确定宇宙的最早阶段是如何展开的大爆炸大约 138 亿年前。在这一点上，科学家们所能做的就是提出适合我们观察到的宇宙物理学的理论。

这些理论都很好，但也有明显的缺点。以 JWST 的发现为例大量大质量星系例如，在宇宙中比宇宙学家预期的要早。

目前公认的宇宙演化时间表涉及大爆炸之后的一段快速膨胀或膨胀时期。从一个无限密度的单一一维点——一个奇点，大爆炸前宇宙的数学描述——宇宙迅速膨胀，用热等离子汤膨胀，冷却形成物质。

膨胀子是一种推测粒子或量子场，科学家用它来解释宇宙膨胀和宇宙令人惊讶的平滑度。从理论上讲，粒子驱动宇宙的快速膨胀，同时仍然允许等离子体汤的密度发生变化，最终凝结成黑洞、星系、恒星和散布在宇宙中的所有其他物质。

然而，尽管我们尽了最大努力，物理学家还是没有发现其他证据这支持充气的存在。希门尼斯和他的同事想知道是否有另一种方法——我们是否可以使用不太依赖推测元素的不同参数来解释宇宙的早期演化。

他们从一个非常简化的真实宇宙模型开始，与广义相对论以及当前对宇宙膨胀的观测，称为de Sitter 空间.在这个领域中，时空的量子涨落——即引力波——可以是由一种称为张量扰动的湍流生成.

引力波被认为充满了今天的宇宙。它们是大规模破坏在时空中产生的涟漪。我们目前可以检测到的是由碰撞生成在中子星和黑洞等巨大、致密的物体之间，但物理学家认为整个宇宙都在响引力波的持续背景嗡嗡声太大，我们（还）无法检测到。

研究人员发现，时空模型中张量扰动产生的引力波可以自行在原始等离子体中产生密度变化，并推动宇宙的早期膨胀。

最终，这些变化将产生足够密集的团块，在重力作用下坍塌，并形成早期宇宙的种子——最早的恒星、星系和黑洞。

这是一个非常优雅的解决方案，并且消除了对假设的依赖，因为假设是整个宇宙早期演化背后的驱动力，当然，尽管还需要进一步的工作来验证它。

尽管如此，“我们提出的机制可以消除对依赖于模型的情景的需求：选择标量场作为膨胀子来推动通货膨胀，”研究人员写道.

他们的作品已发表在物理审查研究.

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