你见过暴胀宇宙吗?宇宙暴胀的时候是什么样子?( 三 )


你见过暴胀宇宙吗?宇宙暴胀的时候是什么样子?

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无任何物质、能量或任何类型曲率平直的空间暗示 。 除了小的量子涨落,膨胀的宇宙中空间变得像如许变得很是平展,除了在三维网格中,而不是在二维平面上 。 空间被拉平,粒子被敏捷地驱走,一个在三万分之一的细小波动(在这里看不见)仍然是独一偏离平均性的工具 。 图片:Amber Stuver / Living Ligo
然而在宇宙中,暴胀并不克不及永远持续下去 。 每当新的空间被缔造出来,暴胀就有一种很小但有限的可能性,它将更接近其不成避免的终局 。 想象暴胀是否竣事的一种方式是想象一个球在高原上很是迟缓地滚动 。 高原下面是一个山谷鄙人面;若是球滚进山谷,暴胀胀就竣事了 。 当缔造新的空间时,再一次呈现概率的随机分布:球是标的目的高原中间滚动,仍是接近边缘 。 在球达到边缘并滚进山谷的处所暴胀竣事,能量转化为热年夜爆炸的能量 。
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当这个球滚进山谷时,暴胀就竣事了 。 可是暴胀场是量子场(中心场),随时候扩展,在暴胀空间的分歧区域呈现分歧数值 。 固然很多地域(紫色,红色和青色)将看到暴胀竣事,更多的(绿色,蓝色)将看到宇宙爆炸继续,有可能是永恒的(底部) 。 图片:E. Siegel / Beyond The Galaxy
很可能第一批履历这一改变的区域不是当作为我们可不雅测宇宙的区域,而是幸存下来的,而其他的年夜爆炸发生在暴胀宇宙的其他处所 。 年夜大都都很是遥远,但此中一些可能发生在离最终当作为我们宇宙区域很是近的处所 。 只要膨胀持续下去,空间就会继续布满所有标准上的这些能量波动,缔造出一个空间布局,看起来就像一个持续振动的网格 。 不只是在一个标准上,就像我们想象的那样:一个颠末的引力波会诱发,并且在所有的标准上 。
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当从遥远引力波发生的空间涟漪穿过太阳系包罗地球时,它们会轻细地压缩和扩展它们四周的空间 。 在暴胀时代,空间波动和量子涨落也存在,在所有标准上都存在 。 图片:European Gravitational Observatory, Lionel BRET/EUROLIOS
最后宇宙暴胀将在此刻的状况下竣事 。 就仿佛所有这些能量都来自于太空,分歧位置有着细微的分歧,所有这些能量都鄙人降 。 转化为物质,反物质和辐射,并缔造了一个宇宙,它此刻是热的,致密的,温度同一的,而不是冷和空的 。 这种改变被称为宇宙再热,它标记着从暴胀的时空过渡到热年夜爆炸的起头 。 能量波动酿成了密度波动,这就发生了我们今天宇宙中的年夜标准布局 。 当暴胀竣事时,我们所知的宇宙就起头了 。
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球在高概况上滑动的类比是当暴胀持续存在时,而布局解体和释放能量则代表着能量转化为粒子 。 图片:E. Siegel
理论上我们将永远无法不雅测到宇宙之外存在的工具,但即使在今天,仍有很年夜的空间区域仍在膨胀 。 一旦宇宙起头膨胀,就很难让它在任何处所遏制 。 对于每一个达到终点的处所,城市有一个新的、大小相等或更年夜的位置,跟着膨胀区域的不竭增加,这个位置就会被缔造出来 。 即使年夜大都区域在一秒钟后就会看到暴胀竣事,但仍有足够的新空间被缔造出来,膨胀对将来宇宙来说应该是永恒的 。
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