宇宙是如何開始的，哪些早期過程形成了隨後的一切？一項新研究發表於 物理回顧研究 它針對這個基本問題。來自西班牙和意大利的科學家提出了一個模型，重新想像了宇宙誕生後不久發生的事情。他們的方法可能會推翻長期以來關於支配宇宙早期演化的力量和事件的觀念。
為了研究這些起源，研究人員進行了先進的計算機模擬，挑戰了傳統的“通貨膨脹”理論。根據這一理論，宇宙自誕生以來，在不到一秒的時間內就以驚人的速度膨脹。通貨膨脹模型基於幾個相互關聯的變量，所有這些變量都必須保持一致才能使理論發揮作用。
新提出的模型提供了更簡單的解釋。它表明，正如廣義相對論所預測的那樣，引力波可能是宇宙創造背後的真正驅動力，產生了星系、恆星、行星，並最終產生了地球上的生命。研究人員將這一想法與稱為德西特空間的數學構造聯繫起來，該空間以荷蘭數學家威廉·德西特的名字命名，他在 20 年代與阿爾伯特·愛因斯坦合作理解了宇宙的結構。
“幾十年來，我們一直試圖使用基於我們從未見過的元素的模型來了解宇宙的早期時刻，”該研究的合著者、在西班牙 ICREA 研究實驗科學和數學的勞爾·希門尼斯 (Raúl Jiménez) 博士說。 “這個提議令人興奮的是它的簡單性和可驗證性。我們不是添加推測元素，而是證明重力和量子力學足以解釋宇宙結構是如何形成的。”
引力波的概念可以追溯到1893年和1905年，當時奧利弗·赫維賽德（Oliver Heaviside）和亨利·龐加萊（Henri Poincaré）首先提出了相關想法。 1916 年，阿爾伯特·愛因斯坦對此進行了擴展，他在廣義相對論中將引力波描述為時空中的量子波。這些波可能由強大的宇宙事件產生，例如超新星、黑洞合併和中子星碰撞。由於它們極其微弱，因此需要非常靈敏的儀器來檢測它們。直到 2015 年 9 月，位於華盛頓和路易斯安那州的激光干涉儀引力波天文台 (LIGO) 的科學家們才首次實現了經過驗證的探測。
宇宙的誕生仍然是科學上最大的謎團之一。大爆炸理論是占主導地位的解釋，但仍然存在許多問題，特別是關於爆炸開始之前可能發生的事情。
卡爾·薩根曾反思人類與宇宙的深厚聯繫，他說：“宇宙就在我們體內。我們是由恆星組成的。我們是宇宙認識自身的一種方式。”
我們可能永遠無法確切地知道宇宙是如何開始的，以及現在閱讀本文的過程。但就像這項研究所呈現的簡單性一樣，也許這項研究只是更好地了解宇宙本身的一種方式。
在未來幾年和幾十年裡，研究人員將會對宇宙起源有哪些新發現？只有時間才能證明一切，這就是我們擁有科學的原因！
一如既往，繼續做科學，繼續尋找！
改編自最初發表在《今日宇宙》上的一篇文章。
