改寫宇宙起源?「暗大霹靂」理論引發熱議
這張圖片展示了宇宙的結構:左側為可見宇宙的星系與物質分布,右側則模擬可能的暗物質網絡,突顯兩者間的對比。科學家推測暗物質可能源於獨立於大爆炸的「暗大霹靂」,未來或可透過重力波實驗揭示更多線索。(圖:NASA’s Goddard Space Flight Center)
〔編譯陳成良/綜合報導〕暗物質占宇宙約25%的能量,其起源與本質始終是宇宙學界的未解之謎。一項名為「暗大霹靂」(Dark Big Bang)的新理論提出,暗物質可能並非起源於傳統宇宙大爆炸,而是一場獨立的宇宙事件。未來,重力波偵測實驗有望為此提供重要佐證,或將徹底改變我們對宇宙起源的理解。
根據現有理論,宇宙中的所有物質,包括暗物質,均源於約138億年前的宇宙大爆炸。這場事件結束了快速膨脹階段,真空能量轉化為高溫輻射和粒子電漿,成為現今宇宙的基礎。然而,暗物質的真實性質至今未被直接觀測到,僅透過其引力效應及宇宙微波背景輻射的痕跡間接推測其存在。
據《每日科技網》(scitechdaily)報導,近期,美國柯蓋特大學(Colgate University)物理與天文助理教授伊利(Cosmin Ilie)及學生凱西(Richard Casey),基於德州大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)科學家弗里斯(Katherine Freese)和溫克勒(Martin Winkler)的研究,進一步完善「暗大霹靂」理論。該理論認為,暗物質可能來自宇宙形成後數月內的一場獨立事件,與量子場衰變及假介穩態釋放相關,生成了一種屬於「暗區」(Dark Sector)的暗物質粒子。
伊利團隊的研究揭示了符合現有實驗數據的參數範圍,進一步預測了可能被未來實驗觀測到的重力波訊號。他指出,若能偵測到這些重力波,將為「暗大霹靂」理論提供關鍵支持。隨著國際脈衝星計時陣列(IPTA)與平方公里陣列(SKA)等大型觀測計畫的推進,科學家正逐步驗證這一模型的可能性。
2023年,北美奈米赫茲重力波天文台(NANOGrav)合作團隊首次偵測到背景重力波,或與「暗大霹靂」的某些實現方式相關。未來,隨著更多精準數據的出現,研究團隊有望細化模型參數,甚至證實這一事件為暗物質的真正起源。
若「暗大霹靂」理論獲得驗證,不僅將揭示暗物質的來源,還可能改寫我們對早期宇宙歷史的認識,深刻影響宇宙學的發展。暗物質起源的探索,作為當代宇宙學的核心課題之一,將持續推動人類理解宇宙的更多奧秘。