新的研究表明，巨大的“泡泡加速器”在大爆炸后瞬间塑造了宇宙的力量
认识“泡泡加速器”——理论粒子加速器，它们可能有助于构建我们所知道的宇宙。
哈勃望远镜在太空中窥探一个巨大的气泡。 （图片来源：美国宇航局戈达德）
极早期的宇宙具有有史以来最灾难性，变革性和能量的事件。驱动这些能量的是宇宙的膨胀和由此产生的自然基本力量的分裂。
6月<>27日在预印本数据库arXiv上发表的新研究表明，在这种分裂中，巨大的气泡可能已经出现并相互碰撞，为即使是我们最先进的人造粒子加速器也会感到羞耻的能量提供动力。
研究人员写道，这些令人敬畏的能量可能已经用暗物质粒子，微观黑洞等等淹没了宇宙。那些超高能量的早期宇宙结构的名字呢？认识“泡泡机”。
混沌的泡沫
自然界的四种基本力——电磁力、强核力、弱核力和重力力——并不总是如此不同。在高能量下，这些力开始融合。我们已经可以在我们最强大的粒子对撞机中检测到这一点，其中电磁力和弱核力合并成一个统一的“电弱”力。虽然尚未得到证实，但物理学家强烈怀疑，在更高的能量下，其他力也会合并成一个单一的、统一的力。
但宇宙唯一一次拥有做到这一点所需的能量是在大爆炸后不到一秒钟。随着宇宙从早期状态冷却和膨胀，这些力量在相变的巨大时刻相互分裂。这种分裂可能是平滑而宁静的，就像冰融化成水的过渡，或者令人难以置信的暴力，就像水沸腾成蒸汽的转变。
新的研究表明，如果转变是剧烈的，那么宇宙可能会短暂地充满巨大的气泡。在这些泡沫之外，统一的力量仍然存在。但是在气泡内部，宇宙会完全不同，力量彼此分离。最终，这些气泡会膨胀和碰撞，将宇宙完全转化为新的现实。
但这些气泡不会像打开的汽水罐一样来来去去而不留下痕迹。这些气泡将携带真正巨大的能量 - 比当今宇宙中的任何人为或自然过程都要多几个数量级的能量。
气泡的膨胀边缘可以将附近的任何粒子加速到令人难以置信的高速。然后，这些粒子会撞击其他粒子，就像它们在实验室粒子加速器实验中所做的那样，产生释放的能量和新粒子的阵雨。此外，气泡最终会合并，成为粒子产生的另一个来源。
研究人员发现，这些气泡加速器可能已经达到了触发假设暗物质粒子形成所需的能量。根据团队的计算，这些粒子将具有足够的质量和丰度来解释宇宙中观测到的暗物质数量。它们也可能是更奇特物体的工厂，比如立即蒸发的微观黑洞，将它们的能量添加到混合物中。
最重要的是，研究人员发现，气泡加速器的膨胀和碰撞会产生嘈杂的引力波。这些引力波会像一个巨大的钟声一样响彻整个宇宙，并在数十亿年后的今天持续存在于宇宙中。
最近的研究指出，宇宙充斥着引力波的背景嗡嗡声。虽然大多数波可能是由于超大质量黑洞的碰撞，但其中一些可能是极早期宇宙过程中的遗物，比如泡泡机的兴衰。研究人员指出，未来对脉冲星定时阵列的分析，以及即将推出的引力波探测器，如LISA和爱因斯坦望远镜，可能能够找到气泡加速器重要但短暂存在的直接证据。
