探测在大爆炸前的新提案

宇宙时间表的代表。

大多数人都熟悉大爆炸 - 这是一个不可思议的热，密集的宇宙爆炸到我们今天所知的概念。但是我们如何了解以前是什么？

在寻求在大爆炸的初始条件下发现了几个谜题，科学家们已经开发了一些理论来描述原始宇宙，其中最成功的是宇宙通货膨胀 - 描述了宇宙的大小急剧扩张的尺寸大爆炸前的第二次右侧的一小部分。

但随着通货膨胀理论的成功，争议导致多年来的积极辩论。

一些研究人员制定了非常不同的理论，以解释到目前为止支持通胀理论的相同实验结果。在这些理论中的一些原理中，原始宇宙正在收缩而不是扩大，而大爆炸是一个大反弹的一部分。

一些研究人员 - 包括AVI Loeb，The Frank B. Baird，JR.天文部门的科学和椅子教授 - 已经提出了对该理论的担忧，这表明它看似无穷无尽的适应性使得这一切都是不可能的。

“当前通货膨胀的情况是，这是一个灵活的想法…，它不能在实验上伪造，”Loeb说。“无论被可观察人员举措的可观察者的结果都会出现，总有一些通货膨胀型号可以解释。”因此，实验只能有助于在通胀理论的框架内钉在一些模型细节中，但无法测试框架本身的有效性。但是，伪造性应该是任何科学理论的标志。

这就是兴致陈进来的地方。

天文学，陈和他的合作者的高级讲师多年来一直在发展使用他称之为“原始标准时钟”作为原始宇宙的探针的想法。与Loeb和Zhong-Zhon-Zhong-Zhong-Zhong-Zhong-Zhong-Zhong-Zhong-Zianyu一起在物理部门，陈将这个想法应用于非暴力的理论后，他在2017年学到了一个激烈的辩论后，质疑通胀理论是否有任何预测。在作为编辑在物理审查信中的建议中发布的文件中，该团队奠定了一种方法，可用于实验伪造通货膨胀理论。

为了找到可以将通货膨胀与其他理论分开的一些特征，团队通过识别各种理论的定义性 - 原始宇宙大小的进化历史来开始。“例如，在通货膨胀期间，根据定义，宇宙的规模呈指数增长，”咸宇说。“在一些替代理论中，宇宙的规模合同 - 在一些非常缓慢而且在一些非常快。

“迄今为止，传统的可观察品人已经提出了不同的理论，因为这些可观察结果与这种财产直接相关，”他继续。“所以我们想找到可观察到的内容，可以与该定义属性相关联。”

由原始标准时钟产生的信号可以用于此目的。

那个时钟陈说，是能量原始宇宙中的任何类型的大型厚重粒子。这种颗粒应该存在于任何理论中，并且它们以某种常规频率振荡，更像是钟摆的摇摆。

原始宇宙并不完全均匀。量子波动成为当今宇宙的大规模结构的种子，以及一个关键的信息物理学家依赖于了解大爆炸前发生的事情。Chen概述的理论表明，标准时钟产生的信号被印在这些波动的结构中。由于不同原始宇宙中的标准时钟将留下不同的信号模式，因此陈表示，他们可能能够确定原始宇宙的哪个理论最准确。

“如果我们想象我们到目前为止学到的所有信息，就大爆炸前发生了什么，那么标准时钟会告诉我们这些帧如何播放，”陈解释说。“没有任何时钟信息，我们不知道电影是否应该向前或向后播放，快速或慢 - 就像我们不确定原始宇宙是充气或收缩的，以及它的速度有多快。这是问题所在的地方。当电影在大爆炸之前拍摄电影时，标准时钟为每个框架上的时间戳放在这些框架上，并告诉我们这部电影是什么。“

该团队计算了这些标准时钟信号应该如何看出非inlinalary理论，并建议如何在天体物理观察中搜索它们。“如果发现代表股权的信号模式，”仙宇表示，“它将伪造整个通胀理论，无论一个结构的详细模型如何。”

这个想法的成功在于实验。“这些信号将非常微妙地检测，”陈说。“我们的提议是应该有一些产生这些印记的大型领域，我们计算了他们的模式，但我们不知道这些信号的总幅度是多大的。可能是它们非常微弱，非常难以检测，因此我们必须在许多不同的地方搜索。

“宇宙微波背景辐射是一个地方，”他继续。“星系的分布是另一个。我们已经开始搜索这些信号，并且已经有一些有趣的候选人，但我们仍然需要更多的数据。“

该研究得到了哈佛大学黑洞倡议的资金，以及哈佛大学的数学科学和应用中心。

纸：原始功率谱中通货膨胀替代品的独特指纹