科学家|宇宙形成时可能存在时空裂缝,我们有希望观测到它的存在


科学家|宇宙形成时可能存在时空裂缝,我们有希望观测到它的存在
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科学家|宇宙形成时可能存在时空裂缝,我们有希望观测到它的存在
我们都听说过宇宙大爆炸:宇宙中所有的事物都是从一个无限小的热点爆炸出现 , 而后它迅速膨胀并冷却成星系、恒星、行星 。 一些物理学家认为 , 由于宇宙的膨胀和冷却 , 在时空结构中存在裂缝 , 比如超薄的弦 。
这些宇宙弦(不要与弦理论中的弦混淆)比质子还细 , 但拥有巨大的质量和密度 , 足以通过它们的引力影响早期宇宙的发展方式 。 尽管这些弦可能会随着时间的推移而消失 , 但科学家希望通过它们对早期宇宙的影响来揭示它们的存在 , 并阐明大爆炸后宇宙的状况及其演化 。
什么是宇宙弦【科学家|宇宙形成时可能存在时空裂缝,我们有希望观测到它的存在】过热的物体 , 甚至是宇宙 , 都不会均匀冷却 。 举个例子 , 当一个陶瓷盘子一端接触到150摄氏度的物体 , 另一端处于室温状态时 , 它就有可能因为温差而炸裂 。 同样的动力对早期宇宙产生了有趣的影响 , 至少在理论上是这样的 。
随着较冷的宇宙气泡开始形成 , 它们的边界与其他不同温度的气泡接触 , 在它们之间形成了不均匀的断层线 , 类似于冻结的湖泊表面的裂缝 。 这些裂缝非常薄 , 长度也各不相同 , 但它们的质量都是巨大的 。 这样一段一公里长的裂缝的质量甚至比地球还要大 。
这些弦会在宇宙存在的最初几纳秒内像蜘蛛网一样穿过早期的宇宙 , 并且随着宇宙的膨胀而被拉伸 , 而拉伸的张力会通过引力振动使弦衰变而消失 。 一些科学家想知道 , 这些弦的磁场是否停留了足够长的时间 , 在宇宙中留下了今天仍然可以观测到的现象 。
科学家能够观察到它们吗科学家无法直接观察这些宇宙弦 , 但他们认为 , 大多数星系中心的超大质量黑洞轴以这样的方式定向 , 以至于它们形成了一个弧形 。 这个弧形太完美了 , 不可能仅仅是偶然的结果 。 他们认为这可能是受两个原始宇宙弦的磁场的影响 , 这可能提供了它们存在的一些最早的真实证据 。
另一个很有希望的特征是 , 由于这些弦是在宇宙被紧密地压缩到比现在小很多数量级的体积时形成的 , 弦在一开始也会被紧密地压缩在一起 。 但是 , 随着宇宙的膨胀 , 这些弦会拉长 , 最终交叉在一起 。 这种交叉会将这些宇宙弦的一部分折断成振动的橡皮筋状环 , 其引力涟漪在宇宙中仍然可以测量 。
然而 , 这些引力波的信号一直难以捉摸 , 一项大型研究对LIGO和室女座引力波观测站600多天的观测进行了检验 , 未能记录到任何可归因于宇宙弦环的引力波 。
从本质上讲 , 即使宇宙弦确实存在 , 它们的引力影响可能在大范围内也算不上什么 。 然而 , 如果它们确实存在 , 或者至少它们曾经存在过 , 并且我们能够识别出它们存在的一些遗迹 , 那将是宇宙路线图上的一个重要路标 。 这是在我们的宇宙诞生后 , 电磁力、强力和弱力在最短暂的瞬间结合成一个超力时遗留下来的一个天文遗迹 。