宇宙或存在「大爆炸」前的秘密生命 新研究提供線索
〔編譯陳成良／綜合報導〕根據最新研究，宇宙的誕生可能並非始於「大爆炸」(Big Bang)。一項新的宇宙學理論提出，宇宙可能在收縮和膨脹階段之間「反彈」。這項理論若成立，將對宇宙本質的認知產生深遠影響，特別是對黑洞(black holes)和暗物質(dark matter)這兩個最神祕的宇宙組成部分。
據澳洲科學新聞網站《Science Alert》報導，美國約翰·霍普金斯大學物理學家伊普(Andrew Ip)領導的研究團隊，近期在《宇宙學與天體粒子物理學期刊》(Journal of Cosmology and Astroparticle Physics)發表的研究中探討了一種假說。該假說認為，暗物質可能由原始黑洞(primordial black holes)組成，這些黑洞形成於宇宙最後一次收縮階段向當前膨脹階段過渡時期，即發生在「大爆炸」之前。若此假說成立，未來的重力波(gravitational waves)觀測站可能偵測到黑洞形成過程中產生的重力波，從而驗證這個暗物質生成情境。
科學家透過觀察恆星在星系中的運動，以及分析宇宙微波背景輻射(cosmic microwave background)—這種被視為「大爆炸」遺留的輻射—得出結論：宇宙中約有 80% 的物質是由暗物質構成。這種神祕的物質既不反射、不吸收，也不發射光線，因此無法直接觀測。儘管暗物質在宇宙中如此普遍，但其本質至今仍是科學界未能破解的謎題。
長久以來，科學家們認為宇宙是從一個極小的點(稱為奇點，singularity)開始的，然後迅速膨脹，就像氣球突然被吹大一樣。這個快速膨脹的過程被稱為「暴脹」(inflation)。但是，這項新研究提出了一個不同的想法，叫做「非奇異物質反彈宇宙學」(non-singular matter bouncing cosmology)。這個理論說，宇宙可能先是縮小，然後像彈簧一樣反彈變大。這次反彈引發了我們所知的「大爆炸」，並導致宇宙持續擴張。
根據這個新理論，宇宙在反彈前縮得非常小，大約只有現尺寸的 10-50 倍左右。當宇宙開始反彈時，光和其他粒子才開始出現，這就是「大爆炸」的開始。在反彈的過程中，物質變得非常密集。這種高密度可能導致了許多微小黑洞的形成。研究人員認為，這些微小的黑洞可能就是構成暗物質的東西。這一框架不同於傳統基於「暴脹」理論的解釋，為理解宇宙早期階段提供了新的視角。
研究團隊的計算結果與我們目前觀察到的宇宙特徵相符，這為他們的新理論提供了初步支持。但要確認這個理論是否正確，科學家們還需要更多證據。他們期待未來的重力波觀測設備能夠幫忙。
重力波就像是宇宙中的漣漪，科學家認為新型黑洞形成時會產生特殊的重力波。他們希望透過兩個即將建造的大型設備——雷射干涉儀太空天線(Laser Interferometer Space Antenna，LISA)和愛因斯坦望遠鏡(Einstein Telescope)——來捕捉這些重力波。這些觀測可能需要10年或更長時間，但它們有望為這個大膽的理論提供實際證據。
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