新研究窺視宇宙最初10萬年：或發現新粒子

新浪科技訊 北京時間8月10日消息，據物理學家組織網站報導，近近日，美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員對現有宇宙微波背景輻射(CMB)的數據進行重新分析，讓我們得以進一步在追溯到大爆炸之后的10萬~30萬年之間的時期，並且首次找到一些新的線索，可以幫助我們回答當時在宇宙中究竟發生了什麼。

埃裏克·林德(Eric Linder)是勞倫斯伯克利實驗室的一名理論物理學家，也是“超新星宇宙學”項目組的成員。他：“我們發現我們原先有關極早期宇宙的準圖景——即一個被輻射統治的宇宙，之后逐漸過渡為由物質統治——這樣的圖景是可以被我們最新獲得的數據進行驗證的，但是也有證據顯示輻射可能並未向原先預料的那樣將宇宙的統治權轉交給物質。”他：“似乎存在一些不屬於宇宙微波背景的額外輻射。”

我們目前有關大爆炸和早期宇宙形成的有關知識几乎完全是來自對宇宙微波背景輻射的分析和理解，這是極早期宇宙在其溫度降低到足以允許原子出現時生的第一縷曙光留下的痕跡。這些分析測量的結果揭示了宇宙微波背景輻射在塑造今天我們所見宇宙大尺度結構中所扮演的重要作用。

林德和阿里萊扎·霍佳提(Alireza Hojjati)以及喬漢·三辛(Johan Samsing)一同開展研究工作，當時后兩者正在伯克利實驗室做訪問學者。他們共同對歐洲空間局的普朗克衛星，以及美國宇航局威爾金森各向異性探測器(WMAP)獲得的數據進行了分析。這兩台空間設備獲取了迄今精度最高的宇宙微波背景輻射數據，數據的噪聲很低，覆蓋的天區範圍之廣也是前所未有的。

林德表示：“借助普朗克以及威爾金森探測器的數據，我們向前推進了時間的邊界，窺見更早期的宇宙圖景，那裏是我們原先無法涉足的高能物理統治的領域。”他：“盡管我們的分析顯示作為大爆炸余暉的宇宙微波背景輻射之外主要是暗物質，這符合預期，但是仍然存在輕微的偏差，顯示在CMB之外還存在某種相對論性粒子。”

林德表示，關於這種神秘的相對論性粒子的真實身份，最有可能的是中微子的一種“原始版本”。中微子是幽靈般的亞原子粒子，它是今天宇宙中數量僅次於光子而排名第二的粒子類型。這裏之所以將其稱為是“原始版本”，是為了將這些原始的中微子與今天廣泛存在於宇宙中的那些中微子區分開。另外一種觀點則認為這是暗能量，一種克服引力而導致我們整個宇宙不斷加速膨脹的神秘力量。

林德表示：“早期的暗能量在一些高能物理模型中被用於解釋極早期宇宙膨脹的開啟機制。”他：“盡管今天我們所觀察到的宇宙中的暗能量已經經過嚴重稀釋，其能量密度可能僅有10億分之一，但是在早期宇宙中，這一能量密度數據可能還要比這高出上千萬倍。”

林德表示可能正是這種早期高密度的暗能量分佈在大約70億年之后引發了宇宙中今日所見的膨脹效應。因此，對其確切本質的了解將讓我們得以重新審視宇宙膨脹加速機制的來源，並將有望為弦理論和其它高能物理理論提供新的證據。

林德：“一些最新的，用於測量宇宙微波背景輻射極化效應的設備已經准備就緒，如POLARBEAR，以及SPTpol望遠鏡等等。這些設別的投入使用將最終幫助我們在這些最本質的物理學領域中更進一步。”(晨風)