eBse模型挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)宇宙學(xué)模型對宇宙中暗能量和宇宙膨脹的解釋。信貸:uux.cn/美國國家航空航天局/Unsplash
（神秘的量和地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（泰賈斯里·古魯拉杰）：一項(xiàng)新的科學(xué)報(bào)告研究提出了電子自能(eBse)模型的擴(kuò)展，揭示了由恒定勢能密度驅(qū)動的膨脹宇宙膨脹機(jī)制，從而挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的視角宇宙學(xué)范式。
暗能量是模型一種神秘的力量，彌漫在宇宙中，量和導(dǎo)致宇宙加速膨脹。膨脹它約占宇宙總能量的視角68%。
與暗物質(zhì)不同，模型暗能量不會聚集在一起，量和而是膨脹均勻分布。暗能量的視角本質(zhì)仍然知之甚少，它通常與宇宙常數(shù)有關(guān)，模型由希臘字母λ表示。量和
λ是膨脹空間中的恒定能量密度，最初由愛因斯坦提出，后來被重新考慮以解釋觀察到的宇宙加速膨脹，通常與暗能量有關(guān)。
傳統(tǒng)的宇宙學(xué)模型，如CDM模型，將暗能量歸因于真空空間的能量。在這個(gè)模型中，暗能量被認(rèn)為是真空本身的內(nèi)在能量，推動了最近宇宙學(xué)研究中觀察到的宇宙加速膨脹。
堪薩斯州立大學(xué)的羅禮賢博士提出的eBse模型挑戰(zhàn)了這一范式，引入了對暗能量的另一種解釋，提出能量與有限大小電子周圍的電場有關(guān)，這是傳統(tǒng)宇宙學(xué)框架中沒有考慮的概念。
這種對傳統(tǒng)理解的背離促使人們重新評估宇宙膨脹的機(jī)制和暗能量的本質(zhì)。
宇宙膨脹和CDM模型
這項(xiàng)研究的作者勞博士向Phys.org解釋說:“在標(biāo)準(zhǔn)的宇宙學(xué)范式中，宇宙的膨脹是用兩種獨(dú)立而截然不同的理論來解釋的:早期的宇宙膨脹，以及后來的CDM模型。”
宇宙膨脹提出了宇宙在早期的快速指數(shù)膨脹。這個(gè)理論框架旨在通過解釋觀察到的宇宙大尺度同質(zhì)性和各向同性來解決大爆炸的缺點(diǎn)。
在宇宙膨脹歷史的早期，當(dāng)宇宙膨脹適用，并且溫度足夠高時(shí)，光子通過被稱為創(chuàng)造的過程被轉(zhuǎn)換成電子和正電子。
同時(shí)，相反的過程(湮滅)發(fā)生，電子和正電子湮滅成光子。建立了化學(xué)平衡，在給定的體積中保持光子、電子和正電子數(shù)量之間的平衡。
隨著溫度升高，達(dá)到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(TG)，發(fā)生相變，導(dǎo)致電子-正電子等離子體失去平衡。
這個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，描述為TG = 1.06 × 1017K，標(biāo)志著eBse模型中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。超過TG，宇宙經(jīng)歷指數(shù)加速，其特征是恒定的勢能密度。
CDM模型涵蓋了宇宙演化的后期階段，通過納入暗物質(zhì)和暗能量來描述大尺度結(jié)構(gòu)。
相比之下，eBse模型通過引入不同的宇宙膨脹機(jī)制來挑戰(zhàn)這一范式。
eBse模型
Law博士在2020年引入了這個(gè)模型。他解釋說，“把今天的星系間空間想象成一個(gè)氫原子。這個(gè)原子可以是電離的(質(zhì)子和電子)，也可以是非電離的，其中電離分?jǐn)?shù)(~50%)占電子的電場，這是CDM模型所缺失的。”
“我的想法來自于這樣一種想法，如果電子和正電子有一個(gè)有限的大小，當(dāng)它們緊密地聚集在一起時(shí)，物理學(xué)應(yīng)該會發(fā)生變化。因此，我將模型擴(kuò)展到密集的電子-正電子場景，以檢查其與天體物理觀測的一致性。”
eBse模型引入了一個(gè)獨(dú)特的框架來理解宇宙膨脹，確定溫度(T)為膨脹，勢能密度ψ(T)為平臺勢。
隨著宇宙的演化，溫度會發(fā)生變化，從而影響系統(tǒng)的行為。同時(shí)，ψ(T)被表征為平臺勢(勢能圖中相對穩(wěn)定的區(qū)域)，表明系統(tǒng)在該溫度范圍內(nèi)保持相對穩(wěn)定，并表現(xiàn)出一致的勢能狀態(tài)。
這種獨(dú)特的觀點(diǎn)在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(TG)以上變得尤其明顯，在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，eBse模型自然會引發(fā)以指數(shù)膨脹為標(biāo)志的宇宙膨脹。
至關(guān)重要的是，平臺電位引導(dǎo)系統(tǒng)的行為，確保在特定溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。該模型在臨界溫度(TX)以下無縫過渡到CDM模型，形成了宇宙演化早期和后期之間的內(nèi)聚鏈接。
與傳統(tǒng)模型相比，eBse模型有效地解決了與宇宙膨脹相關(guān)的缺點(diǎn)。它消除了微調(diào)參數(shù)的需要，并提供了勢能和動能密度的顯式計(jì)算，增強(qiáng)了它的解釋能力。
驗(yàn)證模型和未來工作
勞博士強(qiáng)調(diào)，“我的模型(對于宇宙膨脹期)與普朗克協(xié)作2013年關(guān)于宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)是一致的。普朗克的結(jié)果來自對宇宙微波背景(CMB)中溫度波動的詳細(xì)分析。對我的模型的一個(gè)更嚴(yán)格的測試是，將它直接與CMB溫度波動進(jìn)行比較。”
展望未來，他認(rèn)為eBse模型提供了對宇宙膨脹歷史的全面描述，挑戰(zhàn)了標(biāo)準(zhǔn)模型和傳統(tǒng)的宇宙學(xué)范式。
值得注意的是，eBse模型與CDM模型競爭，與天體物理測量進(jìn)行比較，并特別關(guān)注管道中的CMB溫度波動。
雖然eBse模型很有前途，但它目前的不完整性促使人們進(jìn)行探索，解決光子傳輸和量子波動等問題。Law博士承認(rèn)其過于簡單化的本質(zhì)，強(qiáng)調(diào)了不斷完善和擴(kuò)展這一模式的過程。
這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在科學(xué)報(bào)告上。