宇宙暴胀，宇宙一口气吃成了个“胖子”
淡定的橘子君2020-05-29 20:23
暴胀理论为膨胀宇宙模型添加了一点小小的修改，解决了宇宙视界的问题。
何为宇宙视界？在宇宙早期时刻，大爆炸后大约10^-33秒，当时的宇宙温度约为3×10^28K。时至今日，宇宙的温度已经降至3K，宇宙的年龄为137亿年，按照现在的数据推算，宇宙在诞生之初应该为一个半径为3mm的球。而实际上按照长度等于时间乘以速度计算，10^-33×3×10^10cm（光速），宇宙的大小是3×10^-25厘米。这便是矛盾的地方。
为了解决这个问题，暴胀理论应运而生。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，在大爆炸后的10^-36秒时，宇宙温度下降到10^28K，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。当宇宙下降到10^28K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。
整个暴胀过程历时约10^-33秒，宇宙尺度增大了10^26倍，从暴胀前的10^-25厘米区域增大到了约10厘米。你可能感觉10厘米没什么，但是这个比例大约是让一个1厘米的物体，在10^-33这么短的时间内变成银河系大小。
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的宇宙。
此后的二十余年，各种暴胀理论出现，它们基本可以分为三类：一类是大暴胀场模型，其暴胀初始值很大，如林德的混沌暴胀理论；第二类是小暴胀场模型，其暴胀初始值很小，相变是缓慢发生的；第三类是混合暴胀模型，这类模型中出现二次暴胀相变。至于哪一种理论是正确的，还需要科学家们的继续探索。
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