eBse模型：暗能量和膨胀的新视角

　　eBse模型挑战了传统宇宙学模型对宇宙中暗能量和宇宙膨胀的解释。信贷:uux.cn/美国国家航空航天局/Unsplash

　　据美国物理学家组织网（泰贾斯里·古鲁拉杰）：一项新的科学报告研究提出了电子自能(eBse)模型的扩展，揭示了由恒定势能密度驱动的宇宙膨胀机制，从而挑战了传统的宇宙学范式。

　　暗能量是一种神秘的力量，弥漫在宇宙中，导致宇宙加速膨胀。它约占宇宙总能量的68%。

　　与暗物质不同，暗能量不会聚集在一起，而是均匀分布。暗能量的本质仍然知之甚少，它通常与宇宙常数有关，由希腊字母λ表示。

　　λ是空间中的恒定能量密度，最初由爱因斯坦提出，后来被重新考虑以解释观察到的宇宙加速膨胀，通常与暗能量有关。

　　传统的宇宙学模型，如CDM模型，将暗能量归因于真空空间的能量。在这个模型中，暗能量被认为是真空本身的内在能量，推动了最近宇宙学研究中观察到的宇宙加速膨胀。

　　堪萨斯州立大学的罗礼贤博士提出的eBse模型挑战了这一范式，引入了对暗能量的另一种解释，提出能量与有限大小电子周围的电场有关，这是传统宇宙学框架中没有考虑的概念。

　　这种对传统理解的背离促使人们重新评估宇宙膨胀的机制和暗能量的本质。

　　宇宙膨胀和CDM模型

　　这项研究的作者劳博士向Phys。org解释说:“在标准的宇宙学范式中，宇宙的膨胀是用两种独立而截然不同的理论来解释的:早期的宇宙膨胀，以及后来的CDM模型。”

　　宇宙膨胀提出了宇宙在早期的快速指数膨胀。这个理论框架旨在通过解释观察到的宇宙大尺度同质性和各向同性来解决大爆炸的缺点。

　　在宇宙膨胀历史的早期，当宇宙膨胀适用，并且温度足够高时，光子通过被称为创造的过程被转换成电子和正电子。

　　同时，相反的过程(湮灭)发生，电子和正电子湮灭成光子。建立了化学平衡，在给定的体积中保持光子、电子和正电子数量之间的平衡。

　　随着温度升高，达到玻璃化转变温度(TG)，发生相变，导致电子-正电子等离子体失去平衡。

　　这个玻璃化转变温度，描述为TG = 1.06 × 1017K，标志着eBse模型中的一个关键点。超过TG，宇宙经历指数加速，其特征是恒定的势能密度。

　　CDM模型涵盖了宇宙演化的后期阶段，通过纳入暗物质和暗能量来描述大尺度结构。

　　相比之下，eBse模型通过引入不同的宇宙膨胀机制来挑战这一范式。

　　eBse模型

　　Law博士在2020年引入了这个模型。他解释说，“把今天的星系间空间想象成一个氢原子。这个原子可以是电离的(质子和电子)，也可以是非电离的，其中电离分数(~50%)占电子的电场，这是CDM模型所缺失的。”

　　“我的想法来自于这样一种想法，如果电子和正电子有一个有限的大小，当它们紧密地聚集在一起时，物理学应该会发生变化。因此，我将模型扩展到密集的电子-正电子场景，以检查其与天体物理观测的一致性。”

　　eBse模型引入了一个独特的框架来理解宇宙膨胀，确定温度(T)为膨胀，势能密度ψ(T)为平台势。

　　随着宇宙的演化，温度会发生变化，从而影响系统的行为。同时，ψ(T)被表征为平台势(势能图中相对稳定的区域)，表明系统在该温度范围内保持相对稳定，并表现出一致的势能状态。

　　这种独特的观点在玻璃化转变温度(TG)以上变得尤其明显，在玻璃化转变温度以上，eBse模型自然会引发以指数膨胀为标志的宇宙膨胀。

　　至关重要的是，平台电位引导系统的行为，确保在特定温度范围内的稳定性。该模型在临界温度(TX)以下无缝过渡到CDM模型，形成了宇宙演化早期和后期之间的内聚链接。

　　与传统模型相比，eBse模型有效地解决了与宇宙膨胀相关的缺点。它消除了微调参数的需要，并提供了势能和动能密度的显式计算，增强了它的解释能力。

　　验证模型和未来工作

　　劳博士强调，“我的模型(对于宇宙膨胀期)与普朗克协作2013年关于宇宙膨胀的发现是一致的。普朗克的结果来自对宇宙微波背景(CMB)中温度波动的详细分析。对我的模型的一个更严格的测试是，将它直接与CMB温度波动进行比较。”

　　展望未来，他认为eBse模型提供了对宇宙膨胀历史的全面描述，挑战了标准模型和传统的宇宙学范式。

　　值得注意的是，eBse模型与CDM模型竞争，与天体物理测量进行比较，并特别关注管道中的CMB温度波动。

　　虽然eBse模型很有前途，但它目前的不完整性促使人们进行探索，解决光子传输和量子波动等问题。Law博士承认其过于简单化的本质，强调了不断完善和扩展这一模式的过程。

　　这项研究的发现发表在科学报告上。