| 宇宙之初 THE BEGINNING OF THE UNIVERSE 宇宙是一个迷人的地方，相撞的星系、即将爆炸的恒星、火山喷发的星球……那宇宙一开始是什么样的呢？现在我们一起来探秘吧！  银河 回到138亿年前，放眼望去全都是热等离子体，高能粒子充满了这锅原始的汤，它们相互作用的环境条件是如此极端，以至于我们现在才刚刚开始在地球上的大型粒子对撞机中接近这种环境状态。  大型强子对撞机 这很自然地引出一个问题：“我们怎么知道 138亿年前的宇宙是什么样子的？”对人类来说，任何超过几千年的东西都是史前的。我们需要参考历史文献研究历史，需要分析化石研究史前生命。 而我们所能发现宇宙最古老的化石是宇宙微波背景辐射，这是早期宇宙冷却到足以让光子自由穿行时释放的辐射。人们经常把宇宙微波背景称为宇宙的婴儿照片，但宇宙微波背景来自于大约38万岁的宇宙：它是宇宙诞生后很久的一个瞬间的快照。为了真正了解早期的宇宙是什么样的，我们需要使用一个更强大的工具，也许是人类创造的最强大的工具——物理。 要想知道宇宙早期的历史，我们必须沿着时间往回外推。为了实现这一点，我们必须做某些假设，并且需要完全清楚我们所做的假设。首先，假设自然界的法则在本质上和宇宙形成之初是一样的；其次，假设宇宙中没有任何特定部分是特殊的——也就是说，物理条件基本上在任何地方都是相同的。  宇宙微波背景辐射 除了这两个相当标准的假设，我们还倾向于做一些经常被忽视的假设。例如，我们已经能够较好地理解流体和实验室等离子体的动力学性质，所以倾向于假设早期宇宙中的高能等离子体的行为是相似的。我们还假设，在大型强子对撞机的低重力真空条件下研究的基础物理，在宇宙更热、密度更大、引力更强的时候也会以同样的方式运行。此外，我们假设时空的涟漪（即引力波）在宇宙的演化中并没有扮演重要角色。 这些假设可能都不对。即便如此，我们仍然可以很好地了解早期宇宙是什么样子的。利用对于自然法则最基本的理解，通过多年的理论和实验，我们可以让时光倒流，并压缩宇宙。 通过对宇宙压缩的研究方式，人类最终可以拼接出一幅宇宙历史的图景！   宇宙历史 . . . 诚然，这样的方式也存在一定的问题，例如，我们是通过孤立地观察其组成部分来构建它的整体。这也是现在宇宙学家正在努力解决的问题。没有实验的理论仅仅是哲学，当代宇宙学的观测也借助着更多的媒介，引力波、宇宙微波背景辐射、宇宙磁场观测……期待未来可以更加完善现在的宇宙学模型，推进宇宙学的进一步发展！ - . . . 参考资料： 《中国国家天文》2022年第1期《最初十秒钟》 文/大卫·加里森 译/李海宁 文案：李金霖 排版：张丹 |
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