說起宇宙大爆炸，這是一個可以讓科學界為之瘋狂的話題，無數科學家想要一探究竟，但是卻徒勞無功！然而一項新的研究讓科學家徹底沸騰了！這項研究很可能將提供宇宙大爆炸前的謎團線索，科學家將有希望理解大爆炸之前的時刻發生的事件！
宇宙大爆炸
在我們的宇宙形成的過程中有一個問題。首先，宇宙像氣球一樣迅速膨脹。然後，一切都轟隆一聲才爆炸開來。但這兩個過程到底是如何聯繫在一起的，物理學家們一直困惑不解。現在，一項新的研究提出了一種將宇宙膨脹和宇宙爆炸這兩個過程聯繫起來的方法。
在第一個周時期中，宇宙從一個幾乎無限小的點，在不到一萬億分之一秒的時間內，增長了10的27次方倍(即1後面有27個0)。在這個膨脹時期之後，是一個更為平緩、但更為劇烈的膨脹時期，我們稱之為“大爆炸”。在大爆炸期間，一個由質子、中子和電子等基本粒子組成的難以置信的高溫火球膨脹並冷卻，形成了我們今天看到的原子、恆星和星系。
再熱
因此，描述宇宙膨脹的大爆炸理論目前是對宇宙起源的最受贊同的解釋，但科學家們仍然對這些完全不同的膨脹時期之間的聯繫感到困惑。為了解決這個宇宙難題，凱尼恩學院、麻省理工學院(MIT)和荷蘭萊頓大學的一組研究人員模擬了宇宙膨脹和大爆炸之間的關鍵過渡，他們稱之為“再熱”的時期。
科學家表示，當宇宙在一瞬間膨脹時，所有存在的物質都散開了，留下一片寒冷和空曠的宇宙，沒有點燃大爆炸所需的熱粒子環境。伊利諾伊大學物理學博士生阮瑞切爾(Rachel Nguyen)說，在“再熱”期間，推動膨脹的能量會衰變為粒子。一旦這些粒子產生，它們就會四處彈跳，相互碰撞，傳遞動量和能量。這就是使宇宙變熱和再熱的東西，為大爆炸設定了初始條件。”
在他們的模型中，Nguyen和她的同事模擬了被稱為奇異物質膨脹的行為。科學家們認為這些假設的粒子，本質上類似於希格斯玻色子，是它們創造了推動宇宙膨脹的能量場。他們的模型顯示，在適當的條件下，膨脹子的能量可以有效地重新分配，從而產生重新加熱宇宙所需的粒子多樣性。
“我們研究早期宇宙時，實際上是在非常非常高的溫度下進行粒子實驗，”俄亥俄州凱尼恩學院的物理學副教授湯姆·吉卜林說，“從寒冷的膨脹時期向炎熱的時期的轉變，應該能夠提供一些關鍵的證據，證明在這些極高的能量下到底存在什麼粒子。”
然而讓物理學家們苦惱的一個基本問題是，在膨脹過程中，引力在極端能量下是如何表現的呢？在阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論中，所有的物質都被認為是以同樣的方式受到引力的影響，無論粒子的能量如何，引力的強度都是恆定的。然而，量子力學比較特殊，科學家們認為，在極高的能量下，物質對引力的反應是不同的。
該團隊通過調整粒子與引力的相互作用強度，將這一假設納入了他們的模型。他們發現，引力越強，膨脹子傳遞能量的效率就越高，從而產生了大爆炸期間發現的大量熱物質粒子。現在，他們需要找到證據來支持他們在宇宙某處的模型。
吉卜林興奮地表示， “宇宙擁有如此多以非常複雜的方式編碼的秘密，而我們的工作就是通過發明一種解碼設備，即一種從宇宙中提取信息的方法來了解現實的本質。我們使用模擬來預測宇宙應該是什麼樣子的，這樣我們才能真正開始解碼它。這個重新加熱的時期應該會在宇宙的某個地方留下印記。我們只需要找到它。”
但要找到那個印記很困難。我們最早看到的宇宙是大爆炸後幾十萬年遺留下來的一個輻射泡，稱為宇宙微波背景(CMB)。然而，宇宙微波背景輻射僅僅暗示了宇宙誕生的最初關鍵時刻的狀態。因此物理學家希望未來對引力波的觀測能提供最終的線索。
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