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宇宙经历两次"大爆炸"?新理论解释暗物质含量

2022年05月31日
       据英国《每日邮报》报道, 暗物质被认为是宇宙中最丰富的物质, 但奇怪的是, 科学家们从未目睹过这种神秘物质的真实内容。不过,

通过暗物质产生的引力效应, 科学家们仍然可以估算出它在整个宇宙组成中所占的比例。然而, 许多理论很难对暗物质的具体分布模式给出令人满意的解释。现在, 一种似乎可以完美解释宇宙中暗物质水平的新理论表明, 暗物质本身发生了第二次大爆炸, 尽管规模比第一次小得多。宇宙学最主流的理论是, 我们的宇宙是在一次大爆炸事件中形成的。这个大爆炸事件创造了一个最初的、炽热的宇宙。在这样的宇宙中, 物质和反物质相互作用并湮灭。而随着宇宙进一步膨胀, 它的温度逐渐降低, 物质-反物质湮灭的速度也随之降低, 因为这两种粒子相遇和相互作用的机会大大减少了。这使得一定数量的物质可以留在宇宙中, 如果宇宙开始时的湮灭反应继续下去, 那么所有的物质都会被消耗掉。 Hooman Davoudiasl 是纽约布鲁克海文国家实验室的理论物理学家。他提出, 在宇宙诞生的第一次大爆炸事件之后, 宇宙经历了第二次大爆炸, 但持续时间较短, 在此期间, 宇宙宇宙剧烈膨胀。目前尚不清楚第二次大爆炸是否曾导致进一步的物质-反物质湮灭反应, 但该理论确实表明, 随着空间的进一步扩大, 物质有更多的移动和扩散空间。 Davodice 博士推测, 这个过程还会稀释整个宇宙的暗物质。根据以前的理论, 宇宙中的暗物质被计算为比实际观察到的要丰富。而这个最新的理论也试图解释为什么暗物质存在于我们观察到的层次中, 并且在这方面取得了一定的成功。 “这当然不是宇宙的标准模型, 但你必须接受的一件事是, 宇宙实际上不必按照现有的宇宙标准模型运行, ”Davodice 博士说。不过, 他也表示:我们不需要建立一套过于复杂的理论。我们可以展示一个简单的模型如何实现早期宇宙的短暂膨胀, 并可以解释宇宙中暗物质的水平。目前认为暗物质约占宇宙中所有物质的 85%, 尽管我们甚至没有办法看到它。天文学家首先通过星系旋转的异常发现了暗物质。当时, 天文学家意识到星系的真实质量远大于我们所能观察到的, 所以他们猜测一定有很多我们看不到的物质, 并将这种物质称为暗物质。暗物质和电磁波几乎不相互作用, 因此无法通过常规观测意思是看到他们。但是,

由于它们与正常物质的质量相同, 会对周围的其他天体产生引力效应, 因此可以通过这种引力效应的强度来推断暗物质的数量。物理学家对暗物质的本质仍然知之甚少, 但他们确信宇宙中暗物质的数量至少是普通物质的五倍。然而, 许多宇宙学理论都难以解释这一级别的暗物质。按照传统的宇宙学模型, 宇宙中暗物质的含量应该要高得多。 Davodice 博士说:“一般来说, 关于自然的基本理论往往是这样的:它可以很好地解释几种现象, 但总是无法得到正确数量的暗物质。
       如果你的模型得到的暗物质太少, 那么也许你可以猜到还有其他暗物质来源。但如果你的模型得到了太多的暗物质, 那就会成为一个问题。达沃迪塞说他相信宇宙经历的第二次暴胀发生在宇宙膨胀之后的几秒到几分钟。
       诞生了, 在规模和强度上比不上第一次创世大爆炸事件, 但可以解释暗物质在宇宙中的稀释和扩散, 从这一刻起, 暗物质的含量基本确定了. 暗物质与其他物质的相互作用如此微弱, 以至于在较低的温度下无法发生明显的湮灭反应。
       此外, 在这个急剧膨胀的阶段, 这些原始粒子会进一步一步步展开, 形成了我们今天看到的宇宙中的密度分布。 Davodise 表示,

第二次暴胀阶段的推动力可能来自我们尚不了解的物理机制。
       他说:如果这第二个暴胀阶段确实存在, 那么驱动它的能量机制应该可以使用一些高能加速器来研究, 例如相对论重离子对撞机或大型强子对撞机。
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