利用量子宇宙循环的理论一项新的研究之间的非常小,非常大

宇宙探戈约占宇宙的大尺度结构两大谜团。

虽然宇宙外观的缩小的画面相当一致的,它有一个大型的结构,例如,因为星系和暗物质不是均匀地分布在宇宙中分布。这种结构的起源一直追溯到宇宙微波背景(CMB)中观察到的微小的不均匀性,辐射在宇宙38万年年轻,我们仍然可以看到今天这是发出。但CMB本身被认为是异常的,因为它们很难用已知的物理学说明下面这三个令人费解的特点。

“虽然看到这些异常现象的一个可能不是那么显着的统计学,看到两个或两个以上的综合分析表明,我们生活在一个特殊的宇宙,”东辉郑某,在宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学副教授,论文的作者说。 “在自然杂志天文提出了一种解释这些异常是引发如此多的其他问题的一个最近的一项研究中,他们被标记了‘宇宙中可能出现的危机。’利用量子宇宙论循环,但是,我们已经解决了两个这样的异常自然,避免了潜在的危机“。

研究在过去的三个十年里极大地提高了我们对早期宇宙的理解,包括在CMB的不均匀性如何在第一时间制作。这些不均匀性是在早期宇宙中不可避免的量子波动的结果。在膨胀期间的非常早期的时间,被称为充气一个高度加速的阶段,这些原始,微小的波动被重力的影响下被拉伸,并接种在CMB观察到不均匀性。

“要了解原始的种子是如何产生的,我们需要在早期宇宙中,在爱因斯坦的广义相对论断裂的理论了,仔细一看”阿卜哈·阿什特卡尔,物理学埃文皮尤教授埃伯利家庭主席物理学的持有人,和导演说宾夕法尼亚州立大学的研究所引力和宇宙。 “标准的通货膨胀范例基于广义相对论对待空间时间为平滑的连续统一体。考虑一个衬衫像的二维表面出现,但仔细观察可以看到,它是由紧密堆积的一维线编织而成。在这种这样,空间时间的织物真的量子线编织而成。在占这些线程,圈量子宇宙论使我们能够超越广义相对论所描述的连续那里爱因斯坦的物理学发生故障,例如超越大爆炸“。

研究人员的前面调查的早期宇宙更换一个大爆炸奇点,那里的宇宙从一无所有出现的想法,与大反弹,在当前不断膨胀的宇宙从当时的宇宙收缩在创建一个超级压缩质量出现其前面的阶段。他们发现,所有的宇宙大尺度结构的比重由广义相对论被通货膨胀利用圈量子宇宙学方程这个大反弹之后也同样解释。

在这项新研究中,研究人员确定下圈量子宇宙论,通货膨胀也解决了两个,根据广义相对论出现重大异常的。

“我们正在谈论的原始波动发生在令人难以置信的小普朗克尺度,” Brajesh Gupt,在宾夕法尼亚州立大学的博士后研究员在研究的时间,目前在德州大学奥斯汀分校的德克萨斯高级计算中心说。 “A普朗克长度大约比质子的半径小的20项目,但修正通货膨胀在此难以想象小规模在宇宙中的最大尺度同时解释两个异常,在非常小的宇宙探戈和非常大“。

研究人员还生产了约一个基本的宇宙参数和原始引力波可能在未来的卫星任务,包括LiteBird和宇宙起源浏览器进行测试,这将继续提高我们对早期宇宙的理解,新的预测。

除了郑某,Ashtekar和Gupt,研究团队包括五斯里纳在技术卡纳塔克邦的Surathkal的,印度研究所。这项工作是由美国国家科学基金会,美国航空航天局,科学宾夕法尼亚州立大学Eberly先生,和大学间中心天文学和天体物理学在印度Pune的支持。

资源 Penn State. "Cosmic tango between the very small and the very large: Theory of loop quantum cosmology describes how tiny primordial features account for anomalies at the largest scales of the universe." ScienceDaily. ScienceDaily, 29 July 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200729205012.htm>.