嬰兒宇宙或是平行宇宙最初形態 誕生黑洞類星體
嬰兒宇宙或是平行宇宙最初形態，誕生黑洞類星體。科學家表示，宇宙的最初形態為一個奇點，但這只是針對我們所處的宇宙而言，而對於平行宇宙來說，其形成之初到底是什麼樣子，目前還無法確定，其中一個大膽的猜測認為，平行宇宙在嬰兒宇宙時期，便會大量誕生黑洞和類星體。
日前，最新一項研究顯示，宇宙大爆炸之後的15億年，年輕的宇宙處於「發燒」狀態。這是由於類星體巨大黑洞噴射大量能量加熱宇宙區域造成的。
這項發現讓人感到驚奇，通常認為宇宙是逐漸降溫。但研究人員指出，在120億-100億年前，位於星系中心的黑洞噴射紫外線加熱散布整個宇宙的氣體。該項研究負責人、劍橋大學的喬治-貝克(George Becker)說：「在宇宙大爆炸之後的10億年，宇宙『寒冷氣體』溫度為8000攝氏度，但到宇宙大爆炸之後的35億年，宇宙氣體濁國慶節已升至12000攝氏度。」
貝克和同事測量瀰漫宇宙的遠古氣體雲溫度，在宇宙年輕階段，氣體雲可能分布更為廣泛，這是由於它們尚未合并形成恆星和星系。
科學家通過夏威夷凱克望遠鏡研究分析類星體釋放光線，測量到宇宙氣體的溫度。類星體被認為是黑洞吞併星系中心區域的物質，噴射大量紫外線和其它放射性。
由於類星體非常遙遠，其釋放的光線將需要很長時間才能抵達地球，天文學家測量類星體抵達地球的時間，即可評估追溯這些類星體光線的歷史。貝克說：「這些宇宙氣體位於我們與類星體之間，它們帶有遙遠明亮天體釋放光線的印記。通過分析這些宇宙氣體如何阻擋類星體的背景光線，我們可以推斷許多吸收氣體的特性。比如：它們來自何處，它們的成份以及溫度。」
類星體光線可能傳播100億年才抵達地球，並穿過遠古宇宙廣闊氣體。研究人員發現在宇宙15億至35億年期間，宇宙氣體溫度持續升高。
研究人員稱，這有些令人感到驚奇，因為之前科學家認為這一時期伴隨著宇宙膨脹，宇宙氣體應當逐漸冷卻下來。應當是有些重要物質加熱宇宙氣體。該項研究合著作者之一的劍橋大學研究人員馬汀-黑赫內爾特(Martin Haehnelt)說：「很可能星系升溫的原因可歸咎於類星體。」在這一時期，類星體非常廣泛地存在宇宙中，它們噴射了大量被氣體加熱的紫外線。
研究人員稱，在星系氣體雲中最輕、數量最多的元素就是氦，它對氣體加熱過程具有至關重要的作用。
紫外線與氦原子發生碰撞將釋放電子，這些電子與其它原子碰撞並加熱宇宙氣體。一旦新鮮的氦耗盡，宇宙將再次開始降溫。天文學家認為這種現象大概發生於宇宙誕生35億年。
美國哈佛-史密森天體物理學中心的科學家17日宣布，他們發現了原初引力波穿越嬰兒宇宙留下的印記，這是宇宙剛剛誕生時急劇膨脹的首個直接證據。這一突破性的重大發現有望幫助弄清宇宙誕生之謎。一些物理學家認為，這是一項諾貝爾獎級別的發現。
科學界目前普遍認為，宇宙誕生於距今約140億年前的一次「大爆炸」。在大爆炸後不到1秒鐘的原初時刻，宇宙曾在極短時間內經歷了速度快到無法想像的急劇膨脹，這一過程稱為「暴漲」。
為驗證暴漲理論，美國哈佛-史密森天體物理學中心等機構研究人員利用位於南極的BICEP2望遠鏡，對宇宙大爆炸的「餘燼」——微波背景輻射進行觀測。微波背景輻射是一種均勻散落在宇宙空間中的微弱電磁波，它如同埋藏在宇宙深處的「化石」，記錄著早期宇宙的許多信息。
微波背景輻射中的微波因為被原子和電子散射而具有偏振性，新研究尋找的是一種叫做B模式的特殊偏振模式，其特點是會形成旋渦，是宇宙極早期的一種時空波動——原初引力波留下的獨特印記。
研究人員說，他們意外發現了比「預想的強烈得多」的B模式偏振信號，隨後經過3年多分析，排除了其他可能的來源，確認它就是暴漲期間原初引力波穿越宇宙導致的。這意味著宇宙暴漲理論獲得迄今最有力的證據，並將幫助人們更詳細地了解暴漲的過程。
對這項發現的意義，哈佛-史密森天體物理學中心的理論物理學家洛布說：「這項工作為一些最基本的問題提供了新見解：我們為什麼會存在?宇宙是怎麼誕生的?這些結果不僅是宇宙暴漲的確鑿證據，它們也告訴我們暴漲是什麼時候發生的，暴漲的威力又有多大。」
一些天體物理學家認為這一發現如獲證實，將是物理學界里程碑式的重大成果。
首先，這一發現填補了廣義相對論實驗驗證的最後一塊缺失的拼圖。
愛因斯坦1916年發表的廣義相對論預言了宇宙誕生之初產生的一種時空波動——原初引力波——的存在。過去近百年中，廣義相對論的其他預言如光線的彎曲、水星的近日點進動以及引力紅移效應都已獲證實，唯有原初引力波因信號極其微弱，技術上很難測量，而一直徘徊在天文學家「視線」之外。劍橋大學博士、加拿大不列顛哥倫比亞大學的「CITA國家研究員」馬寅哲認為，原初引力波的發現是支持廣義相對論的又一有力證據，相對論所預言的所有實驗現象全部被驗證，實驗與理論符合得都很好。
其次，這一發現打開了觀測宇宙的一扇新窗戶。
在天文學幾百年來的發展過程中，人們觀測宇宙的主要手段是觀測光，也就是說幾乎所有天文實驗都是在收集光子。而根據標準宇宙大爆炸理論，大爆炸之後約40萬年，光子、電子及其他粒子混在一起，宇宙處於晦暗的迷霧狀態，光無法穿透。而引力波則不同，它誕生在宇宙大爆炸之初並以光速傳播。從事引力波研究多年的美國亞利桑那州立大學理論物理學家克勞斯認為，引力波被測量到，意味著人們可以通過引力波而一直追溯到大爆炸之後僅僅10的負35方秒的極早時期，同時引力波也可以作為另一種觀測宇宙的手段。引力波天文學這門新學科的大門也由此打開。
第三，這一發現有助於真正理解宇宙大爆炸原初時刻的物理過程。
根據上世紀80年代逐漸發展起來的暴漲理論，140億年前，在大爆炸之後不到10的負35方秒的時間裡，宇宙以指數速度急劇膨脹，即所謂「暴漲過程」。原初引力波忠實記錄了暴漲時期的物理過程。馬寅哲說，現在關於大爆炸原初時刻的理論模型有數百個，但「到底哪個對，還是都不對，在今天之前是不清楚的。但如果(美國科學家的)結果是真的，那麼很多理論模型會被排除」。
第四，這一發現意味著對宇宙微波背景輻射的測量將會進入下一個重要里程碑。
宇宙微波背景輻射是宇宙大爆炸的「餘燼」，是一種瀰漫在整個宇宙空間中的微弱電磁波信號。過去幾十年中，人們測量微波背景輻射，其實主要測量的是溫度場的信息，卻一直沒有測量到引力波的獨特印記——B模式偏振。目前，全球多個小組在探測引力波，新發現無疑將極大鼓舞他們的士氣，並促進有關國家進一步加大科研經費和人力資源投入。
馬寅哲表示：「此項工作若獲證實，當之無愧是諾貝爾獎級的工作。而且在此之後，關於引力波的諾貝爾獎可能還會再出現。宇宙『暴漲』理論的提出者也可能獲獎。」克勞斯說，新研究還需要進一步驗證，但如果獲得證實，它「可以躋身過去25年最重要的宇宙學發現之列」並可能獲得諾貝爾獎。
最近，一個由天文學家組成的國際研究小組通過對遠古宇宙射線的研究證實：有關嬰兒期宇宙充滿暗物質和暗能量的理論可能是正確的。這項研究使得人類也許能夠在不遠的將來對宇宙誕生時的情景有更多的了解。
目前天文學家們可以得到的最古老宇宙射線是宇宙大爆炸留下的微弱餘暉，它被稱之為宇宙微波背景輻射。
在宇宙誕生之初，宇宙之中充滿了電子和質子熱霧，大多數光量子是由熱霧直接發出的。它們並沒有一路散開，它們中的四分之一與熱霧中的電子相撞形成極化。天文學家們利用設在南極的DASI天文望遠鏡於2002年首先發現了光量子的極性。現在，一個位於智利安第斯山脈的更大的CBI望遠鏡對宇宙極性進行了300多個夜晚的觀察，獲得了更多的發現。「CBI望遠鏡是迄今為止最可信賴的天文儀器」，美國航空航天局的天文學家加里·欣肖這樣說道。「如果能直接觀察到宇宙膨脹將是一件幸事，」 欣肖說，「但是，來自引力波的極化是我們測量早期宇宙波動的唯一工具。」
物理學認為宇宙是由為數不多的普通原子製造的，它們只佔所有物質和能量的4%，宇宙的周圍是暗物質和暗能量之海。「這是一個古怪的模式，我們要儘力驗證它。」參與研究小組的蒂姆·派爾森這樣解釋說。「這項新研究並沒有幫助我們理解暗物質和暗能量是什麼，但它告訴我們必須用不同的方法研究它們。」 的確如此，這項研究使得科學家們知道如何下手才能解釋大爆炸發生幾分之一秒之後的事情。
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