引力波可能是回答为什么大爆炸后留下更多物质的关键

物理评论快报》上的一项新研究报告称，一组理论研究人员发现有可能在引力波中探测到 Q 球，他们的探测将回答为什么大爆炸后留下的物质比反物质还多。

人类存在的原因是因为在宇宙存在的第一秒的某个时间，不知何故产生了比反物质更多的物质。这种不对称性非常小，以至于每产生 100 亿个反物质粒子，只会产生一个额外的物质粒子。问题是，即使这种不对称性很小，当前的物理学理论也无法解释它。事实上，标准理论认为物质和反物质的产生量应该完全相等，但是人类、地球和宇宙中其他一切事物的存在证明一定还有更多未被发现的物理学。

目前，研究人员普遍认为这种不对称性是在暴胀之后产生的，暴胀是早期宇宙非常快速膨胀的时期。一团场可能已经延伸到地平线，以正确的方式演化和分裂，以产生这种不对称性。

但是，即使使用世界上最大的粒子加速器，直接测试这种范式也很困难，因为所涉及的能量比人类在地球上所能产生的能量高出数十亿到数万亿倍。

现在，和美国的一组研究人员，包括 Kavli 宇宙物理和数学研究所项目研究员 Graham White 和访问高级科学家，同时也是加州大学洛杉矶分校物理和天文学教授的 Alexander Kusenko，发现了一个通过使用称为 Q 球的场 blob 来测试此提议的新方法。

Kavli IPMU 的主要作者和项目研究员 Graham White 解释说，Q 球的性质有点难以理解，但它们是像希格斯玻色子一样的玻色子。

“当希格斯场被激发时，希格斯粒子存在。但希格斯场可以做其他事情，比如形成一个团块。如果你有一个非常像希格斯场但它有某种电荷 - 而不是电荷的场, 但某种电荷 - 那么一个团块作为一个粒子的电荷。既然电荷不能就这样消失，场必须决定是粒子还是团块。如果团块的能量比粒子低，然后场地就会这样做。一堆块凝结在一起会形成一个 Q 球。”

“我们认为，这些被称为 Q 球的场团通常会存在一段时间。随着宇宙膨胀，这些 Q 球比背景辐射汤稀释得更慢，直到最终宇宙中的大部分能量都在这些团块中。与此同时，当这些团块占主导地位时，辐射汤的密度的轻微波动开始增长。当 Q 球衰变时，它们的衰变是如此突然和迅速，以至于等离子体中的波动变成了剧烈的声波，从而在空间和时间上产生了壮观的涟漪，称为引力波，可以在未来几十年内被探测到。寻找引力波的美妙之处在于，从一开始，宇宙对引力波都是完全透明的，”怀特说。

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