早期宇宙

天文学术语

早期宇宙（early universe），通常指大爆炸宇宙论中复合期以前的宇宙。

基本定义

早期宇宙，是天文学专有名词，属于07星系和宇宙学范畴，英语译作early universe，通常指大爆炸宇宙论中复合期以前的宇宙。

图1来自NASA / ESA哈勃太空望远镜的这张图片显示了星系星团MACS J0416。这是哈勃边疆场计划正在研究的六个星系团之一，该程序产生了有史以来最深的引力透镜图像。科学家使用集群内部的光（蓝色可见）来研究暗物质在星团中的分布。

研究观点

生命的孵化器

2013年12月，据英国《自然》杂志网站报道，美国一名科学家经过计算后提出了一个新观点：在宇宙大爆炸之后1500万年，液态水（生命存在的先决条件）或许就已在岩石行星上形成。因此，在宇宙还处于襁褓期时，“外星人”可能就已经存在，“整个宇宙曾经是一个生命的孵化器。”

哈佛大学天体物理学家亚伯拉罕·勒伯认为，在早期宇宙中，让水保持为液态所需要的能量可能来自宇宙微波背景（宇宙大爆炸的余晖）而非来自主星。尽管宇宙微波背景辐射的温度仅为2.7开尔文（约为零下270摄氏度），但勒伯表示，在宇宙大约1500万岁时，宇宙微波背景辐射让整个宇宙的平均温度保持在300开尔文（约为27摄氏度）左右。

勒伯说，那时，岩石行星或许就已经在宇宙的凹处存在。这些地方的物质极度稠密，使大质量但短命的恒星得以形成，从而促使这些凹处富含行星形成所需的更重元素。他认为，这就使宇宙存在一个200万年或300万年的宜居期，在此期间，不管其距离恒星多远，所有的岩石行星或许都能让水维持在液态。因此，他认为：“整个宇宙曾经是一个生命的孵化器。”

科学界对勒伯的研究众说纷纭。马里兰大学帕克分校的生物物理学家克里斯托弗·亚瑞兹斯基表示，他不相信，在一个各处几乎一样温暖的宇宙中，生命能够存在。他强调称，地球上的生命不仅依靠太阳发出的热生活，也依靠冷的微波背景辐射生活（提供了一个冷源）。塔夫斯大学的宇宙学家亚历山大·维兰金说，对于智能生命的出现而言，几百万年太短。而普林斯顿大学高等研究院的物理学家弗里曼·戴森则认为，生命的适应能力或许比我们想象的更强。他说：“如果你足够聪明，任何地方其实都宜居。”

一维空间

这个想法最早由布法罗大学的理论物理学家德扬·斯托伊科维奇（Dejan Stojkovic）在2010年提出。他的团队认为，早期的宇宙单一且微小，是一维的（像一条直线），然后膨胀成二维（像一个平面），然后再形成我们如今生活的三维空间。

在《物理评论快报》的一份新论文中，斯托伊科维奇博士和他的同事们提出一种可证明“维度消失”的假设是否正确的实验。因为光和波传播到地球需要时间，所以，当望远镜观测太空的时候，本质上是在回望过去。在一维或二维空间，引力波无法存在。所以，斯托伊科维奇博士认为，已计划完善的引力波观测站（LISA）无法发现任何早期宇宙的引力波。LISA全称为空间天线式激光干涉仪（The Laser Interferometer Space Antenna），是美国宇航局和欧洲太空总署的合作项目，将于2016年开始工作。

斯托伊科维奇博士表示，维度变化的理论将彻底转变人们对宇宙演变的认识和想法。

这个理论指出，大爆炸后的早期宇宙，充满了高能量，反而有较少的维数。这也可以解释量子力学和广义相对论的不兼容。量子力学通常描述宇宙的小规模，而广义相对论擅长描述宇宙的大规模。同时也指出随着宇宙的膨胀，将会增加第四个维度。

斯托伊科维奇博士称：“物理学家为这个问题已经困扰了30年，但现在的想法也不足以解决他们的困惑。我们应该考虑到该理论是否有系统性的错误，然后去发现更根本的新理论。”

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