宇宙早期或有短暂的“二次膨胀”
- 发布时间：2016-01-19 01:29:44 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报北京1月18日电 （记者常丽君）目前流行的大爆炸理论认为，宇宙早期扩张呈指数形式，称为“膨胀”，整个时空从一个极热而致密的点向外膨胀，成为一个均匀的、仍在不停扩张的大宇宙。但美国能源部布鲁克海文国家实验室等机构一些科学家认为，宇宙早期可能还有一个较为短暂的二次膨胀时期，这种假设或许能解释宇宙中现有暗物质数量过多的问题。
暗物质不以任何明显方式与普通物质相互作用，科学家通过万有引力效应估计，暗物质占宇宙全部质量的1/4，而普通物质只占5%。暗物质才是宇宙的主要内容。一些理论能简洁地解释暗物质，但却不被广泛接受，因为它们预测的暗物质数量比有实验支持的更多。为了让理论符合实验，研究人员给广泛接受的时空起源事件增加了“二次膨胀”这一步。
按标准宇宙学说，宇宙膨胀始于时间开始后的10-35秒，这种空间的整体暴涨只持续不到1秒，随后是一个持续至今的冷却期。在几秒到几分钟大致冷却得差不多时，较轻元素开始形成。论文作者之一、布鲁克海文实验室高能理论小组负责人霍曼·戴伍迪亚索说，在这些重要事件之间，可能还有一次膨胀，它不像第一次爆炸那么剧烈，却可以“稀释”暗物质，使宇宙中的暗物质密度最终成为今天这样。
研究人员在线发表在《物理评论快报》上的论文称，开始时，在一个较小空间里温度飙升超过10亿摄氏度，暗物质粒子彼此接触而湮灭，把能量传给标准物质粒子（如电子、夸克）。随着宇宙继续膨胀变冷，暗物质粒子碰撞大大减少，湮灭速度跟不上膨胀速度。在这个点上，大量暗物质开始出炉。暗物质间的相互作用很弱，自我湮灭在早期温度下降后就变得效率低下，使其数量固定下来。暗物质间相互作用越弱，最后留下的暗物质数量就越多。
戴伍迪亚索说，这种理论提出了一种简单模型，能平衡早期宇宙膨胀的短缺，解释宇宙中现有暗物质的数量过多问题。当然这不同于标准宇宙学，但宇宙可能不受我们认为的标准控制。
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