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早期宇宙的暗能量相变可以解释哈勃常数计算结果的不同吗!

发布时间:2023-11-28 01:35:40 作者: 产品服务

  根据最广泛接受的宇宙学理论,宇宙大约始于138亿年前的一次大爆炸,称为大爆炸。从那时起,宇宙长期处在不断膨胀的状态,天体物理学家称之为哈勃常数。几十年来,天文学家一直试图测量膨胀率,传统上是通过两种方式来测量的,一个是使用变星和超新星测量局部膨胀,另一个是基于宇宙模型和宇宙微波背景CMB的红移测量。

  不幸的是,在过去十年中,这两种方法产生了不同的值,由此产生了“哈勃张力”数据。未解决这一差异,天文学家认为,在早期宇宙中存在一些我们尚未解释的额外力量(如暗能量)。根据粒子物理学家的说法,哈勃张力能够最终靠早期宇宙中的“新早期暗能量”NEDE来解决。他们都以为,当宇宙开始膨胀,然后消失时,这种能量会经历相变。

  这项研究已经发表。哈勃张力归结为两种方法,得出不同的结果,尽管两者都被认为是可靠的。这两个方法有一个共同点,都基于Lambda冷暗物质LCDM和宇宙大爆炸模型(也称为标准模型)。该模型表明,大约在大爆炸38万年后,辐射和正常物质被压缩成一种现代望远镜看不见的热致密等离子体(“宇宙黑暗时代”)。

  科学家们解释说,如果这两种方法都是可靠的,那么问题也许是在基础(而不是方法)上。在他们的论文中,科学家们提出,暗能量在早期宇宙中经历了一个相变,在它从热稠密状态转变到我们今天所看到的状态之前不久。随着宇宙的膨胀,NEDE开始在不同的地方形成泡沫,并一直增长,最终相互碰撞。

  “这意味着早期宇宙中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。在这样的一个过程中,能量气泡最终与其他气泡碰撞,并释放出能量。”他们补充道,这种相变持续很短的时间(约30万年),或者大约相当于两个粒子碰撞所需的时间。当应用NEDE时,无论使用何种方法,科学家们都得到了获得相同的哈勃常数值。虽然这一理论表明宇宙的行为方式与标准模型不一致,但它确实为哈勃张力提供了可能的解决方案。

  “如果我们始终相信观测和计算,我们一定要接受我们目前的宇宙模型无法解释数据,然后我们一定要改进模型。不是抛弃它及其迄今为止的成功,而是对它进行详细阐述并使其更详细,以便它能够解释新的更好的数据。暗能量的相变是当前标准模型中缺失的元素,它可以解释宇宙膨胀率的不同测量。”科学家们解释说。

  这项研究是试图通过理论化暗能量跟着时间的推移表现不同来解决哈勃张力的几项研究之一。这些研究与观测宇宙周期的努力并行,宇宙周期发生在大爆炸后不久(可见为CMB),第一批恒星和星系驱散了黑暗时代(约10亿年后)。然后是对暗物质和暗能量的持续搜索,它们占可观测宇宙质量的85%和总能量的68%。