新的研究表明：大爆炸后的瞬间，巨大的“泡状粒子”塑造了宇宙的力量

降法讲顾

哈勃在太空中发现了一个巨大的气泡。(图片鸣谢:NASA戈达德)

据美国太空网（保罗·萨特）：极早期的宇宙展现了有史以来最大的灾难、变革和能量事件。驱动这些能量的是宇宙的膨胀和自然基本力量的分裂。

6月27日发表在预印本数据库arXiv上的新研究表明，在分裂过程中，巨大的气泡可能已经出现并相互碰撞，产生的能量甚至会让我们最先进的人造粒子加速器相形见绌。

研究人员写道，这些可怕的能量可能会让宇宙充满暗物质粒子、微观黑洞等更多东西。那些超能量的早期宇宙结构叫什么？见见“泡泡龙”

混乱的泡沫

自然界的四种基本力——电磁力、强核力、弱核力和引力——并不总是如此不同。在高能量下，这些力开始融合。我们已经可以在我们最强大的粒子对撞机中探测到这一点，在那里电磁力和弱核力合并成一个统一的“电弱”力。虽然没有被证实，物理学家强烈怀疑在更高的能量下，其他的力也会合并成一个单一的、统一的力。

但是唯一一次宇宙有能量做到这一点是在大爆炸后不到一秒钟。随着宇宙从早期状态开始冷却和膨胀，这些力在巨大的相变时刻相互分离。这种分裂可能是平稳而平静的，就像冰融化成水的转变，也可能是极其剧烈的，就像水沸腾成蒸汽的转变。

新的研究表明，如果转变是剧烈的，那么宇宙可能短暂地充满了巨大的气泡。在这些泡沫之外，统一的力量依然存在。但是在气泡内部，宇宙将会完全不同，力量彼此分离。最终这些气泡会膨胀和碰撞，将宇宙完全转化为新的现实。

但是这些气泡不会来去无踪，就像打开的汽水罐一样嘶嘶作响。这些气泡会携带非常巨大的能量——比当今宇宙中任何人造或自然过程的能量都要多几个数量级。

气泡膨胀的边缘可以将附近的任何粒子加速到难以置信的高速。这些粒子然后会撞击其他粒子，就像它们在实验室粒子加速器实验中所做的那样，产生大量释放的能量和新粒子。此外，气泡最终会合并，成为粒子产生的另一个来源。

研究人员发现，这些泡子可能已经达到了触发假想暗物质粒子形成所必需的能量。根据该团队的计算，这些粒子将有足够的质量和数量来解释宇宙中观察到的暗物质的数量。它们也可能是更奇特的物体的工厂，比如立即蒸发的微观黑洞，将它们的能量添加到混合物中。

最重要的是，研究人员发现泡子的膨胀和碰撞会产生不和谐的引力波。这些引力波会像一个巨大的铃铛一样环绕整个宇宙，并在几十亿年后的今天仍然存在于宇宙中。

最近的研究指出，宇宙充斥着引力波的背景噪音。虽然大多数波可能是由超大质量黑洞碰撞引起的，但其中一些可能是极早期宇宙过程的遗迹，如泡状电子的兴衰。研究人员指出，未来对脉冲星计时阵列的分析，以及即将到来的引力波探测器，如LISA和爱因斯坦望远镜，可能会找到泡状子存在的直接证据，这种存在虽然短暂，但意义重大。