對(duì)宇宙一小片物質(zhì)（不足質(zhì)子的100萬(wàn)分之一）的超高分辨率模擬揭示了宇宙最初存在的結(jié)構(gòu)，證實(shí)宇宙誕生時(shí)最初結(jié)構(gòu)是密集的“膨脹團(tuán)”。
在大爆炸之后的最初幾萬(wàn)億分之一秒，宇宙是一個(gè)高溫、密集區(qū)域，溫度超過(guò)1萬(wàn)億攝氏度，雖然科學(xué)家們無(wú)法直接觀察到這一時(shí)刻，但他們可以利用高性能計(jì)算機(jī)模擬重現(xiàn)該情景。
該最新模擬實(shí)驗(yàn)比以往任何時(shí)候的實(shí)驗(yàn)更加詳細(xì)，呈現(xiàn)了宇宙誕生之初引力是如何導(dǎo)致被稱為“膨脹體”的量子粒子聚集在一起，結(jié)果首次顯示了膨脹團(tuán)是如何形成復(fù)雜而密集的結(jié)構(gòu)，它們的重量在幾克至20公斤之間，大約比一張郵票重，但比一頭牛犬的體重輕，聚集在一個(gè)比基本粒子還小的空間中。
奧克蘭大學(xué)物理學(xué)教授理查德·伊斯特說(shuō)：“該模擬實(shí)驗(yàn)首次足夠清晰地顯示宇宙的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，科學(xué)家能夠破譯宇宙初期結(jié)構(gòu)的大小和形狀范圍，此外，研究結(jié)果與一個(gè)已有近40年歷史的簡(jiǎn)單理論模擬完全匹配，我們正在揭曉宇宙早期這個(gè)難以置信的復(fù)雜階段，人們對(duì)它的理解才剛剛開始?！?/p>
該實(shí)驗(yàn)?zāi)M了宇宙誕生膨脹末期的狀況，在該時(shí)期宇宙體積急劇膨脹，當(dāng)時(shí)宇宙僅包含能量和膨脹體，膨脹體是一種由大爆炸后充滿宇宙空間的能量場(chǎng)形成的量子物質(zhì)。物理學(xué)家認(rèn)為，模擬實(shí)驗(yàn)中看到的膨脹結(jié)構(gòu)是大爆炸后能量場(chǎng)漲落造成的，同樣的磁場(chǎng)很可能創(chuàng)造了現(xiàn)今宇宙中數(shù)十億光年直徑的大規(guī)模星系結(jié)構(gòu)。
在模擬實(shí)驗(yàn)中看到的充滿膨脹體的宇宙致密結(jié)構(gòu)可能不會(huì)持續(xù)太長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)樗鼈兛赡茉诓蛔?秒的時(shí)間內(nèi)就變成了基本粒子，但由于它們的高密度性，其密度是周圍空間的10萬(wàn)倍，它們的運(yùn)動(dòng)和相互作用可能在時(shí)空結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生稱為引力波的漣漪。最新模擬實(shí)驗(yàn)將幫助科學(xué)家精確計(jì)算這些引力波可能有多強(qiáng)，這將有助于未來(lái)的實(shí)驗(yàn)在宇宙中尋找類似的漣漪。
同時(shí)，這些膨脹體也可能在自身重量作用下坍塌，形成宇宙中首個(gè)黑洞，即原始黑洞。一些科學(xué)家認(rèn)為，此類黑洞很可能是暗物質(zhì)的候選者，暗物質(zhì)是宇宙中一種神秘物質(zhì)，迄今科學(xué)家未直接觀測(cè)到，但它構(gòu)成了當(dāng)今宇宙85%的物質(zhì)。物理學(xué)家們?cè)谀M實(shí)驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)任何黑洞，但他們計(jì)劃下步展開時(shí)間更長(zhǎng)、更詳細(xì)的模擬實(shí)驗(yàn)，從而揭曉暗物質(zhì)和黑洞的神秘面紗。
伊斯特說(shuō)：“原始黑洞具有一定研究?jī)r(jià)值，它可能有助于發(fā)現(xiàn)黑洞的新特征，也為測(cè)試模型提供新的方法，由于一些原始黑洞會(huì)持續(xù)存在于現(xiàn)今的宇宙中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)原始黑洞將有助于驗(yàn)證科學(xué)家們關(guān)于宇宙初期的特征狀況?！?月22日，他和研究同事將該研究報(bào)告發(fā)表在《物理評(píng)論D》雜志上。（葉傾城）
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