这正是原初标准钟工作的原理:通过某种相互作用,重粒子将它频率固定的振荡印刻在时空自身的扰动中。如今,大爆炸前的重粒子已经衰变殆尽,但它在大爆炸之前振动的遗迹留在了时空背景的扰动中。通过寻找和辨认这些遗迹的形状,就能够推知原初宇宙究竟在膨胀还是收缩。前面已经提到过,这些扰动成为了我们现今宇宙大尺度上不均匀与各向异性的种子,最终决定了现今宇宙的物质分布。下一代星系巡天观测,如美国的LSST和SPHEREx卫星、以及欧洲的Euclid,将有机会大幅改善对大尺度不均匀性的测量,从而有机会捕捉到原初标准时钟的脉动在如今宇宙的物质分布中留下的蛛丝马迹。
扩展阅读:
【1】 Xingang Chen, Mohammad Hossein Namjoo, Yi Wang, “Quantum Primordial Standard Clocks,” JCAP 1602 (2016) 013 [arXiv:1509.03930].
【2】 Xingang Chen, Abraham Loeb, Zhong-Zhi Xianyu, “Unique Fingerprints of Alternatives to Inflation in the Primordial Power Spectrum,” Phys. Rev. Lett. 122 (2019) 121301 [arXiv:1809.02603].