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如果出现这种加速,那么我们的整个可见宇宙就可以从早先光信号能到达的范围内的某一区域膨胀而来。它的平滑性和各向同性就变得可以理解了。但更重要的是,在暴胀宇宙模型中,磁单极问题是有可能解决的。
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首先,这种模型并未制止磁单极的形成,也未通过某种途径消除它们。所有的磁单极仍如原来设想的那样照样形成。事情只不过变成了我们的整个可见宇宙来自仅含一个磁单极(或一个也不含)的小区域。
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与此相似,我们观测到的宇宙的均匀性和各向同性也得到了解释,这是由于我们看到的只是一个极小的区域膨胀后的映象,这个区域小得足以在一开始就将较热区域过剩的能量携往较冷区域,这个自然平滑的过程使得宇宙保持了均匀性。
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图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 解开谜底的暴胀理论
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考虑大爆炸理论的话……
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不同区域的膨胀也会不同,今天的宇宙各区域应该没有相同的密度和温度。
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按照视界的概念,极早期宇宙中视界尺度过小,不能膨胀成今天宇宙的尺度。
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于是……
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一个极小的区域快速膨胀成为现在的宇宙,具有相同的密度和温度。
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这也解决了极早期宇宙视界尺度过小的疑难。
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图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 8 什么是暴胀 暴胀是加速膨胀
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暴胀理论为膨胀宇宙的标准图景作了一点小小的修改,在宇宙历史上有一个非常短暂的阶段,宇宙加速膨胀着。这个小小的修改意义深远。
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超级免费午餐
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1981年,美国物理学家阿兰·古斯提出了宇宙暴胀理论。按照他的理论,在大爆炸后10-36秒时,宇宙温度下降到1028K,并在某种标量场(其数值与时空坐标选择无关的一种物理量)的真空能驱动下膨胀。当宇宙温度下降到1028K以后,宇宙进入过冷状态,于是真空发生对称破缺,进入伪真空态。结果,真空很快发生相变,释放出大量能量,驱动宇宙指数式暴胀。临近结束时,暴胀的能量变成粒子和热能,宇宙进入再加热阶段而迅速变热,同时建立起热平衡。
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整个暴胀过程历时约10-33秒,宇宙尺度增大了1026倍,从暴胀前的10-25厘米区域增大到了约10厘米。因为暴胀可以使一小团物质变成整个宇宙,所以古斯总喜欢把宇宙比喻成“超级免费午餐”。
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暴胀理论的发展
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1982年,俄裔物理学家安德烈·林德等人提出了新的暴胀理论,认为相变是缓慢发生的。1983年,林德又提出了混沌暴胀理论,认为暴胀的初始条件是混沌的,宇宙处处发生了暴胀,其中暴胀最充分的区域产生了今天均匀的宇宙。
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