研究发现，暗物质可能在宇宙大爆炸之前就存在了

研究发现，暗物质可能在宇宙大爆炸之前就存在了

研究发现，暗物质可能在宇宙大爆炸之前就存在了

若暗物质显得不够神秘莫测，近期的研究成果表明，它或许在大爆炸发生之前就已经存在。

传统观念认为，大爆炸标志着宇宙的起源——包括物质、暗物质、空间以及能量，涵盖了所有存在之物。该事件发生后，宇宙便开始了它的膨胀历程，这一过程在短短的一秒内宇宙大爆炸之前，宇宙的尺度就急剧扩张了十万亿倍。

一些理论观点指出，那个被称为暴胀的时期，实际上是在我们通常所说的大爆炸之前发生的。目前，来自德克萨斯大学奥斯汀分校的物理学家们提出，暗物质正是在这个极其短暂的时间窗口中诞生的。

该团队将此新型模型命名为“通过冻结的热膨胀”，简称WIFI。简言之，暗物质粒子是在宇宙暴胀阶段，由温暖的环境中的“热浴”里，辐射与粒子之间发生的细微相互作用所形成的。

德克萨斯大学奥斯汀分校的理论天体物理学家凯瑟琳·弗里斯指出，他们所构建的模型具有显著特点，那就是在宇宙膨胀阶段，暗物质得以有效形成。

在众多模型里，膨胀阶段所形成的任何物质，都会在宇宙的指数级膨胀作用下进一步被拉伸，直至几乎荡然无存。

人们普遍认为，在大爆炸发生之前，宇宙整体处于一个奇点状态，这个奇点具有无限大的密度，且时空结构呈现出极度弯曲。然而，在那一区域，现有的物理法则无法适用。因此，有物理学家提出，在大爆炸发生之前，宇宙可能经历了一个与奇点截然不同的时期。

这或许标志着宇宙的早期坍缩，正如大弹跳模型所描述的那样——亦或是宇宙的膨胀过程。这一过程仅仅持续了十亿分之一秒，能量便从宇宙中转移到了物质与光上，从而形成了我们所称的大爆炸。

从那里开始，宇宙按照广义相对论的描述进化的舞台就搭建好了。

这项新研究的作者并非首个提出宇宙膨胀在大爆炸之前发生观点的学者。他们同样也不是首个指出暗物质在此阶段出现的学者。然而研究发现，暗物质可能在宇宙大爆炸之前就存在了，研究的独特之处在于揭示了这种神秘物质的生成机制，并且其存在量与天文学观测数据相吻合。

热膨胀，即新WIFI模型中的“WI”，是一种被广泛接受的看法，它提出辐射是在指数级膨胀过程中产生的。这一理论构建了一个热环境，其中虽微不足道却至关重要的相互作用得以进行。

宇宙膨胀的动力来源尚未明确，然而，一种假想的粒子场被认为是其潜在原因，这一粒子场被称为暴胀子，其性质与知名的希格斯玻色子相似。在一种被称为温暖的暴胀情景下，该暴胀场在热辐射的环境中会有一部分能量被消耗。

在那个地方宇宙大爆炸之前，通过一种称作紫外线冻结的现象，生成了被称为暗物质粒子的物质（在WIFI领域被称为“FI”）。从根本上来说研究发现，暗物质可能在宇宙大爆炸之前就存在了，暗物质与“浴”之间永远不会达到平衡状态，同时，“浴”的温度也会维持在一个特定的阈值之下。

依据该团队的研究成果，该机制所生成的暗物质数量，完全能够阐释天文观测所揭示的数据。

自然，这并不代表所有的谜题都已揭晓。这仅仅是一个众多猜想中的一种，其中就包括暗物质可能是在随后的“黑暗大爆炸”过程中形成的这一假设。

目前，WIFI模式尚无法直接进行验证，然而宇宙大爆炸之前，至少有一部分有望在不久的将来得到证实。例如，即将启动的宇宙微波背景研究项目CMB-S4，或许将对热暴胀理论进行一番检验。

若未来的观测结果证实了热暴胀理论是准确的典型，那么这无疑将极大地增强我们理论体系中对于暗物质形成机制的描述，正如UT的物理学家、本研究的共同作者Gabriele Montefalcone所言。

这项研究发表在《物理评论快报》杂志上。

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