滑鐵盧大學的科學家提出了一種新方法來解釋宇宙是如何開始的。它為大爆炸及其最早時刻提供了新的視角。他們的發現表明，宇宙早期的快速膨脹可能是由一種更深入、更完整的量子重力理論自然產生的。
該研究由滑鐵盧大學和外圍研究所 (PI) 物理和天文學教授 Niayesh Afshordi 博士領導。他的團隊一直在探索將重力與量子物理學結合的新方法。它描述了最小粒子的行為。儘管愛因斯坦的廣義相對論在一個多世紀以來一直非常有效，但在宇宙誕生時的極端條件下卻失敗了。為了克服這個問題，研究人員使用了二次量子引力，這是一種即使在非常高的能量（類似於大爆炸期間）下也能保持數學穩定的框架。
一個更簡單、更統一的宇宙模型。
目前對大爆炸的大多數解釋都依賴廣義相對論，以及使模型發揮作用的其他元素。相反，這種新方法提供了更統一的畫面。它將宇宙的最早時刻與科學家今天用來研究宇宙的經過充分測試的模型直接聯繫起來。
研究團隊發現，早期宇宙的快速膨脹可能是由這種一致的量子重力理論自然產生的。沒有必要做額外的假設。這種擴張稱為通貨膨脹。它是宇宙學中的一個關鍵概念，因為它有助於解釋宇宙的大尺度結構。
可測試的預測和重力波
該模型還預測了原始重力波的最低水準。這是大爆炸後不久發生的時空小漣漪，未來的實驗可能會偵測到這些訊號。這為科學家提供了一個難得的機會來測試他們對宇宙量子起源的想法。
「這項工作表明，宇宙早期的快速增長可以直接歸因於更深層的引力理論，」阿夫喬迪說。 “我們沒有在愛因斯坦的理論中添加新的部分，而是發現，當引力在非常高的能量下以一致的方式保持時，快速膨脹就會自然發生。”
從理論到可觀察的證據
研究人員對他們的想法得到如此良好的證明感到驚訝。
「雖然這個模型涉及令人難以置信的高能量，但它確實帶來了當前實驗實際上可以尋找的明確預測，」阿夫肖迪說。 “量子引力和真實數據之間的直接聯繫是罕見且令人興奮的。”
精確宇宙論的新時代
這項工作是在宇宙學變得更加精確的時候進行的。新儀器現在可以以前所未有的精度測量宇宙。星系探索 研究宇宙微波背景和即將推出的重力波探測器。它具有檢查曾經只是理論上的概念所需的敏感性。同時，科學家也意識到早期宇宙膨脹的簡單模型的限制。它強調需要一種基於基礎物理學的方法。
期待
這項研究還涉及滑鐵盧和 PI 的博士生 Ruolin Liu 以及滑鐵盧和 PI 的前博士後研究員、巴黎高等理工學院教授 Jerome Quintin 博士。該團隊計劃改進對未來試驗的預測。並確保框架與粒子物理學和其他問題相關。關於早期宇宙還有什麼未解之謎？他們的長期目標是在量子重力和可觀測宇宙學之間建立更牢固的聯繫。
這篇文章中出現了「二次引力中大爆炸的紫外線完成」一文。 實體審查信。
