物理学家继续研究为什么宇宙没有崩溃

这是恒星形成区域的南支柱区域,称为船底座星云。就像开裂西瓜并找到它的种子一样,红外望远镜破坏了这片阴暗的云层,露出了藏在手指状厚厚的灰尘柱子里的星形胚胎。图片来源:NASA
    (Phys.org) – 根据当前最好的物理模型,宇宙应该在通货膨胀后不久就会崩溃 – 这个时期在大爆炸之后持续了不到一秒钟。
                                
                                       
         
        
        
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      问题在于希格斯玻色子,这是在充气过程中产生的,它解释了为什么其他粒子具有它们所具有的质量。先前的研究表明,在早期宇宙中,希格斯场可能已经获得足够大的波动来克服能量障碍,导致宇宙从其标准真空状态转变为负能量真空状态,这将导致宇宙发生很快崩溃了。
在“物理评论快报”上发表的一篇新论文中,哥本哈根大学的Matti Herranen和共同作者可能通过限制希格斯场与重力之间耦合的强度来更近地解决问题,这是最后一个未知参数。标准模型。
正如物理学家所解释的那样,希格斯场与重力耦合越强,波动越大,最终可能触发致命过渡到负能量真空状态。
在新论文中,科学家们计算出,只有当耦合强度高于1时才会发生膨胀后的崩溃。
将这一结果与0.1的下限相结合,这是同一物理学家去年通过分析膨胀期间(而不是之后)的稳定性要求得出的,并且0.1-1的范围将耦合约束到接近其历史估计值1 / 6。这个1/6的值传统上用作估计,因为它对应于零重力耦合,尽管它可能是不正确的。
缩小希格斯 – 重力耦合强度将指导物理学家在分析实验数据时帮助精确定位耦合值。例如,宇宙微波背景辐射和引力波的数据预计将有助于进一步限制价值。当与其他参数结合时,希格斯 – 重力耦合强度应该产生一个没有过渡到崩溃状态的宇宙图。
Herranen告诉Phys.org,它的参数组合实际上决定了这种转变的发生,包括Higgs与重力的耦合,以及通胀的能量范围,它们不受当前测量的严格限制。因此,目前不可能得出关于标准模型是否由于不稳定性相关问题而陷入困境的结论,但如果希格斯 – 重力耦合和通货膨胀的规模可能会受到更严格的限制,这将是非常有趣的。未来通过独立测量,例如通过观察由膨胀引起的原始重力波。
总之,结果应该有助于科学家修改通货膨胀模型,以便描述一个更像我们生活的宇宙。
                                                                
                                        
                                        进一步探索:
                                        研究人员称,重力可能在宇宙大爆炸后拯救了宇宙
                                                                                                        
                                        更多信息:
                                        M. Herranen,et al。通货膨胀后的时空曲率和希格斯稳定性。物理评论快报。 DOI:10.1103 / PhysRevLett.115.241301

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