新理论:引力波或为宇宙物质形成及星系诞生驱动力

编辑者: Uliana S.

一项突破性新理论提出,阿尔伯特·爱因斯坦百年前预言的引力波,可能才是宇宙物质形成以及星系、恒星、行星诞生的根本驱动力。这项发表在《物理评论研究》期刊上的研究,为理解宇宙起源提供了新视角,并对当前流行的宇宙暴胀模型提出挑战。

引力波,作为时空的涟漪,是爱因斯坦广义相对论的核心预言之一。它们于2015年被激光干涉引力波天文台(LIGO)首次直接探测到,标志着人类开启了“倾听”宇宙的新纪元。与电磁波不同,引力波能携带来自宇宙最极端和最早期时刻的信息,且与物质相互作用极弱,能够几乎不受干扰地穿越宇宙深处,揭示电磁波无法触及的奥秘,如宇宙的黑暗时期、暗物质和暗能量的本质。

此前,科学家普遍采用宇宙暴胀模型解释宇宙的均匀性和平坦性。然而,该模型依赖于尚未被直接观测到的假设性粒子(如暴胀子)和大量可调参数,验证过程复杂且充满不确定性。由劳尔·希门尼斯等科学家领导的新理论,提出了一种更为简洁且可验证的路径。他们认为,时空本身的自然量子涨落——即引力波——足以在早期宇宙中产生微小的物质密度差异,从而驱动宇宙的早期膨胀,并最终形成我们今天所见的宏伟结构,无需引入额外的推测性场。

该新理论的核心在于,引力波作为时空的固有波动,能够直接在原始宇宙的等离子体中引发密度变化。这些密度差异在引力作用下逐渐聚集,最终成为形成第一批恒星、星系乃至行星的种子。理论的可检验性体现在,通过观测宇宙的大尺度结构以及探测早期宇宙遗留的原始引力波,科学家有望验证或证伪此模型。这为审视宇宙演化蓝图提供了一种全新方式。

此外,爱因斯坦的广义相对论还预言了“引力记忆效应”,即引力波经过后,时空会留下永久性的变形印记。近期(2025年3月)的观测似乎为这一效应提供了潜在证据,进一步印证了广义相对论的精确性,并突显了引力波在揭示时空基本对称性方面的潜力。这些发现共同指向一个方向:引力波不仅是宇宙事件的信使,更是塑造宇宙形态的根本力量。

这项新理论的提出,为理解宇宙起源和演化提供了一个更为优雅且基于观测的框架。它鼓励我们以更广阔的视野探索宇宙的深层规律,认识到时空的涟漪如何可能在宇宙的宏大叙事中扮演着至关重要的角色。

来源

  • ФОКУС

  • BB.LV

  • Атомная энергия 2.0

  • iXBT.com

  • Атомная энергия 2.0

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