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宇宙或存在"大爆炸"前的秘密生命 新研究提供線索
宇宙或存在"大爆炸"前的秘密生命 新研究提供線索宇宙或存在"大爆炸"前的秘密生命 新研究提供線索
暗物質來自何方？最新研究指向宇宙早期黑洞；示意圖。（取自歐洲太空總署官網）
根據最新研究，宇宙的誕生可能並非始於“大爆炸”（Big Bang）。壹項新的宇宙學理論提出，宇宙可能在收縮和膨脹階段之間“反彈”。這項理論若成立，將對宇宙本質的認知產生深遠影響，特別是對黑洞（black holes）和暗物質（dark matter）這兩個最神秘的宇宙組成部分。
據澳洲科學新聞網站《Science Alert》報導，美國約翰·霍普金斯大學物理學家伊普（Andrew Ip）領導的研究團隊，近期在《宇宙學與天體粒子物理學期刊》（Journal of Cosmology and Astroparticle Physics）發表的研究中探討了壹種假說。該假說認為，暗物質可能由原始黑洞（primordial black holes）組成，這些黑洞形成於宇宙最後壹次收縮階段向當前膨脹階段過渡時期，即發生在“大爆炸”之前。若此假說成立，未來的重力波（gravitational waves）觀測站可能偵測到黑洞形成過程中產生的重力波，從而驗證這個暗物質生成情境。
科學家透過觀察恒星在星系中的運動，以及分析宇宙微波背景輻射（cosmic microwave background）—這種被視為“大爆炸”遺留的輻射—得出結論：宇宙中約有 80% 的物質是由暗物質構成。這種神秘的物質既不反射、不吸收，也不發射光線，因此無法直接觀測。盡管暗物質在宇宙中如此普遍，但其本質至今仍是科學界未能破解的謎題。
長久以來，科學家們認為宇宙是從壹個極小的點（稱為奇點，singularity）開始的，然後迅速膨脹，就像氣球突然被吹大壹樣。這個快速膨脹的過程被稱為“暴脹”（inflation）。但是，這項新研究提出了壹個不同的想法，叫做“非奇異物質反彈宇宙學”（non-singular matter bouncing cosmology）。這個理論說，宇宙可能先是縮小，然後像彈簧壹樣反彈變大。這次反彈引發了我們所知的“大爆炸”，並導致宇宙持續擴張。
根據這個新理論，宇宙在反彈前縮得非常小，大約只有現尺寸的 10-50 倍左右。當宇宙開始反彈時，光和其他粒子才開始出現，這就是“大爆炸”的開始。在反彈的過程中，物質變得非常密集。這種高密度可能導致了許多微小黑洞的形成。研究人員認為，這些微小的黑洞可能就是構成暗物質的東西。這壹框架不同於傳統基於“暴脹”理論的解釋，為理解宇宙早期階段提供了新的視角。
研究團隊的計算結果與我們目前觀察到的宇宙特徵相符，這為他們的新理論提供了初步支持。但要確認這個理論是否正確，科學家們還需要更多證據。他們期待未來的重力波觀測設備能夠幫忙。
重力波就像是宇宙中的漣漪，科學家認為新型黑洞形成時會產生特殊的重力波。他們希望透過兩個即將建造的大型設備——雷射幹涉儀太空天線（Laser Interferometer Space Antenna，LISA）和愛因斯坦望遠鏡（Einstein Telescope）——來捕捉這些重力波。這些觀測可能需要10年或更長時間，但它們有望為這個大膽的理論提供實際證據。
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