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资料来源:沃肯明

起源:世界科学

国际大爆炸现在已经成为科学界的一种知识。然而，对于在国际大爆炸之前在最初的国际上发生了什么，一直没有结论。在这两次讨论中，物理学家发现由重粒子组成的原始规范钟可能有助于我们窥视原始世界的形状。

2015年，陈心刚和王毅等研究人员在讨论原始国际模型时发现，国际规范的不一致性与规范时钟密切相关。在此基础上，最近，哈佛大学的冼玉忠志和其他人提出了一个更容易观察的方法，可以用来连接标准时钟与国际非一致性。相关论文在PRL上公布，并从美国物理学会网站上获得重点报道。由于这个原因，冼玉忠博士被特别邀请为读者写一篇关于这个问题的全面而准确的科普文章。

原创国际“大爆破前”

物理学家告诉我们，国际爆炸发生在大约137亿年前。“国际大爆炸”这个短语广为人知，但是在大爆炸之前？

这个问题乍一看似乎很荒谬，但物理学家近年来已经开始寻找答案。他们发现下一代国际观察可能会给我们提供答案。

从上世纪初至今，观察和理论的积累使物理学家逐渐认识到，国际舞台不是一个静止不动的固定舞台，而是在不断扩大。漂浮在国际星系中，彼此远离。

从现在的观察现实出发，在物理定律的指导下，我们可以沿着时间的长河逆流而上，了解国际进化的历史。通过对各种国际观察和理论的反思，我们可以将国际“信用史”追溯到一百亿年前。当时，国际社会关系密切，如火如荼。瞬间越早，火焰的温度越高。

直到大约137亿年前的某个时候，这支上游探险队将会遇到无限高温和无限密度的条件。此时，当前的物理定律都是无效的，物理学家称它们为“大爆炸奇点”。自然，如果把国际大规模爆破理解为大规模爆破的一个特例，那么“大规模爆破之前”就没有任何物理意义可言了。

然而，物理学家当然知道通过这样一个简单的推断获得的结果并不完全正确。很有可能国际进化会在很早的时候违反这个简化的推断。在这一时刻之后，国际社会仍在按照热膨胀的规范发展。物理学家称这段已经或多或少被观察证实的进化前历史为“热爆炸”阶段，在此之前，需要新的理论来解释国际上对热爆炸的违反。此时，物理学家称之为“原始国际”。因此，当我们说“大爆炸之前”，我们指的是原始的国际。

激增可能不是唯一的一个

物理学家已经提出了许多理论来描述过去几十年来原始国际的演变，在此期间他们中的一些人还可以处理一些大规模爆破的理论问题——例如，他们可以解释为什么我们的国际极点现在是平的。

然而，对今天的物理学家来说，最初的国际理论最吸引人的地方在于，它们对于解释我们自己的存在至关重要。我们知道物质在可见世界中的分布是适当的和均匀的，但不是完全均匀的。在国际史前的早期，时空异质性很弱。此后，在万有引力的作用下，不均匀性逐渐扩大，物质逐渐扩散成团块，逐渐呈现星系和恒星，最后我们诞生了。

小型国际异质性从何而来？这正是最初的国际理论需要回答的问题。在这些理论中，容忍度最高的理论被称为突增理论。根据这一理论，在大爆炸之前，国际社会经历了一段极其短暂和傲慢的快速通货膨胀时期。在这段时间里，可能只需要1万亿分之一秒，国际社会以指数级的速度扩大了约1万亿倍。由于巨大的能量极推动着这种快速膨胀，时空本身也将经历显著的量子波动。这些量子波动迅速膨胀，并迅速延伸到很远的距离，最终成为国际大规范不一致的种子。

在测量了国际微波场景或星系的传播之后，我们现在已经了解了许多关于原始国际不均匀性(也称为原始扰动)的知识，并通过它们验证或证伪了不同的暴涨理论。因此，评论大爆炸前的国际形势不是一个错误的陈述，而是一个真正的物理问题。

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然而，暴涨理论并不是一个固定的理论，而是一组理论模型的统称:有多种方法可以驱动国际指数的通胀，每一种方法都可以预测一种初级扰动非均匀性的特殊模式。此外，物理学家还提出了各种非突然上升模型来解释大爆炸前国际社会的演变。在这些模型中，原来的国际要么缩短要么反弹，并且有许多模式。这些模型中的许多还可以解释主要规范中的国际不一致性和各向异性。尽管他们可能仍有许多理论上的困难，但这些测试表明，在最初的世界里，暴涨可能不是唯一的可能性。

原则上，在详细衡量国际规范的不一致性之后，可以得出一个详细的暴涨模型。然而，在实践中，飞速发展的模型的结构是恰当而敏感的。似乎无论物理学家是否观察到任何风格的不均匀性，理论家总能构建一个飞速发展的模型来解释这种风格。所以有些人怀疑，作为一种科学理论，突然上升到底能不能被证伪？更清楚地说，最初的国际演变是突然兴起，还是大反弹，还是另一种模式？在国际大爆炸之前，有没有一种方法来辨别这种演变？

原始规范时钟:不同原始国际模型的标准

肿胀仍在缩短，这是个问题。然而，作为一个物理问题，我们不能通过冥想来做决定，而是通过地理观察。本文标题中的“原始规范钟”是通过地理观察来处理这一问题的利器。

“标准钟”的工作原理与普通钟相同。无论哪种挂钟，它都是一台以固定节奏运转的机器。所谓的计时是指计算节拍数。在挂钟的开始，节奏的起源是单摆。伽利略年轻时，他曾研究过教堂里摆动的灯座，并意识到钟摆的固定节奏。这是一个众所周知的故事。现在普通的石英钟利用应时晶体的特性将电流转换成周期性振荡。在任何情况下，只需要一个固定的频率，它可以用于计时。

量子国际的波粒二象性告诉我们，具有一定质量的粒子对应于具有固定振荡频率的物质波，然后可以用作具有固定节奏的时钟。在原始国际，有质量的粒子可以通过各种方法产生，并通过物质波振荡。这种振荡通过各种方法影响时空本身的波动，然后留下国际规范不统一的痕迹。在原始国际，到处都是有质量的重粒子。物理学家现在熟知的基本粒子在原始世界可能非常重，或者它们可能被用作原始的标准时钟。

这正是最初标准时钟运行的原理:在一些相互作用之后，重粒子在空间和时间本身的扰动中留下固定频率的振荡。现在，大爆炸前的重粒子已经完全衰变，但它在大爆炸前振荡的地点仍然处在时空景色的扰动中。在寻找和识别这些遗址的形状后，我们可以推断原始世界仍在扩张和收缩。如前所述，这些干扰已成为我们当前国际规范中不一致和各向异性的种子，最终决定了当前的国际材料分配。下一代星系测量，如美国的LSST和SPHEREx卫星以及欧洲的欧几里得卫星，将有机会大大改进大轨距非均匀性的测量，然后有机会捕捉当前国际物质分布中原始轨距时钟脉动留下的线索。

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