宇宙的一切，都源自这个“扭曲”的过程

138亿年前，宇宙大爆炸拉开了宇宙演化的序幕。而在此之前，是一个短暂但更具爆发性的阶段：宇宙暴胀。宇宙大爆炸是如何发生的？在这两个阶段之间，最初的宇宙又经历了什么？现在，这些物理学家似乎在实验室中找到了答案。

根据宇宙大爆炸理论，大约138亿年前，一个无限小但密度无限大的“火球”爆炸，火球中的物质在膨胀过程中逐渐冷却下来，通过各种反应，形成了今天由恒星、星系以及各种物质组成的复杂宇宙。

这段文字描述的，是我们熟悉的宇宙诞生图景。但在此之前，又是什么过程导致了大爆炸的出现？

物理学家相信，就在大爆炸导致宇宙不断膨胀之前，存在另一个更具爆发性的阶段：宇宙暴胀（cosmic inflation）。这个过程持续的时间不超过一万亿分之一秒，这时低温、均匀的粘稠物质呈指数暴胀。随后，大爆炸发生了。婴儿期的宇宙以相对缓慢的速度扩张，形成了更加多样化的宇宙。

最近的一些观测分别支持了大爆炸和宇宙暴胀理论。但由于这两个过程之间的根本差异，物理学家始终无法证实，这两个过程的衔接是如何实现的。

现在，来自麻省理工学院、凯尼恩学院等研究机构的物理学家在一项发表于《物理学评论快报》的研究中，全面模拟了早期宇宙的中间状态。这个被称为“再加热”（reheating）的中间状态在暴胀阶段的末期出现，可能连接了宇宙暴胀和大爆炸过程。他们认为在再加热过程中，宇宙暴胀产生的低温、均匀的产物被搅成了一锅炽热混沌的“汤”，而这正是宇宙大爆炸的开端。

“暴胀后的再加热阶段，为宇宙大爆炸创造了条件。在某种意义上，它还为大爆炸准备了‘炸药’，”麻省理工学院的物理学教授David Kaiser指出，“在这个过渡阶段，物质开始分散开，其运动方式也变得复杂起来。”

Kaiser和同事详细模拟了在暴胀末期的混沌时期，多种形态的物质间的相互作用。他们的模拟结果显示，引发了暴胀的强大能量可能在非常短的时间内被重新分配，产生大爆炸所需的条件。

研究团队发现，如果在极高能量的条件下，量子效应改变引力对物质的作用，会使上述能量的转变更快、更高效。但这偏离了爱因斯坦的广义相对论所预测的物质与引力的作用方式。

“这项研究让我们可以叙述从宇宙暴胀到大爆炸再到后期宇宙演化的完整图景，” Kaiser称，“根据已有的物理学研究，我们可以追溯完整的宇宙演化过程。可以说，这是一种形成今天的宇宙的可能方式。”

打破共振

20世纪80年代，麻省理工学院的物理学教授Alan Guth最先提出了宇宙暴胀理论。该理论预言宇宙始于一个极小的，相当于千亿分之一质子大小的点。这个点中充满了超高能量的物质。极高的能量使得内部的压力产生了暴胀的驱动力