科学家发现宇宙环结构 跨度达50亿光年

当然，我们可以要求宇宙非常严格地做到了精确平坦，这跟任何基础物理学都不矛盾。但是物理学家不喜欢这种“不自然”的事情，总觉得应该有一些未知的规律促成了这些“奇怪”的要求。你或许已经猜到了——暴胀理论的出现正好解决了这个问题!不论暴胀之前宇宙时空是不是平坦的——哪怕它长得奇形怪状，在时空被瞬时拉大一亿亿亿亿亿亿亿亿亿倍的时候，原来的样子你是肯定看不出来了。暴胀理论预言：宇宙的时空不仅应该是平直的，而且应该是精确平直的!今天的天文学观测告诉我们，宇宙时空的形状与完全平直之间的偏差，不超过千分之几。

暴胀过程的副产品也极其有趣：人们之前一直想不明白，各向同性均匀的大爆炸，怎么就产生了宇宙中如此丰富的结构?暴胀理论的回答是，急速的暴胀把量子尺度的微观扰动迅速拉大到宏观尺度，变成不可逆的密度涨落。这些涨落成为宇宙结构形成的关键“种子”。在引力的相互作用下，密度高的地方逐渐聚集了更多的物质，宇宙由此演化出星系、恒星、行星等结构，以及在一颗暗淡的行星上奔波的我们。

虽然暴胀的概念被提出了30多年，这个神奇得甚至有点离奇而不可想象的过程是否真的发生过，依然是一个谜团。人们找不到太多可以不采用这种假说去解释观测的办法，但也没有找到直接证据让人们确信，在宇宙诞生的极早期，真的存在过这么一段所谓的暴胀时期。我们对宇宙的理解，缺失了这段极其重要的信息。

原初引力波与B模式极化信号

幸运的是，在众多的理论模型中，相当多数预言了在这个暴胀时期，时空的扰动会留下一些蛛丝马迹。根据爱因斯坦100年前天才创造的广义相对论，暴胀的时空扰动会产生特征性很强的引力波。因为这种引力波产生于宇宙诞生之初，人们给它起名叫——原初引力波。

宇宙暴胀理论认为，在大爆炸后极短的一瞬间，宇宙经历了一场超快速膨胀。这一过程产生的原初引力波会在后来产生的宇宙微波背景辐射中留下可以探测的印迹。图片来源：www.physicsworld.org