一沙一世界，一花一天堂。​無限掌中握，剎那是永恆。​

宇宙嬰兒期暴脹階段出現的暴脹子團塊。

Jens Niemeyer / University of Göttingen

最近德國哥廷根大學和紐西蘭奧克蘭大學的科學家透過計算機模擬，將宇宙的最初結構呈現在了我們眼前。這種被稱為暴脹子（inflatons）的結構尺度只有質子的百萬分之一，行為方式十分奇特。

宇宙在其誕生後的最初萬億分之一秒，更像是一鍋溫度高達數萬億度的熾熱濃湯。透過計算機模擬，科學家還原了在這一時期，一種被稱為暴脹子的量子粒子是如何在引力作用下聚集在一起的。

模擬結果首次展示了這些粒子的複雜緻密結構，及其形成方式。這些結構的質量在幾克至20千克之間，卻被壓縮在體積只相當於一個基本粒子的空間內。

模擬為科學家提供了與這些結構有關的大量細節，主要是其大小和形態。模擬結果與一個已有40年曆史的理論高度契合。

模擬展現了暴脹期末期宇宙的急速膨脹階段。那個時候，宇宙中包含的只有能量和暴脹子。暴脹子是一種量子物質，是從大爆炸後充斥在所有空間裡的能量場中誕生的。

物理學家相信暴脹子的結構是在大爆炸後很短的時間內，從能量場的波動中產生的。今天宇宙中動輒以數十億光年為單位度量的巨型星系結構體也是從這樣的能量場中誕生的。

模擬結果顯示，緻密暴脹子結構的維繫時間不長，它們在遠不足一秒的時間內就轉化成了基本粒子。但在它們的緻密階段，它們的密度要比周圍空間高出10萬倍以上。它們的運動和互動在時空中產生了漣漪，也就是引力波。模擬結果有助於科學家準確計算這種引力波的強度，以便未來的實驗裝置進行探測。

理論上，暴脹子團塊可能會因自身質量過大而直接坍縮成宇宙史上的第一批黑洞，亦即所謂的原初黑洞。原初黑洞還是暗物質的候選者之一。但是研究人員沒有在這次模擬中見到有黑洞形成。

模擬展現了暴脹階段小尺度上極端緻密宇宙結構的發展過程。左上是開始狀態，右側是結束狀態。圖片所示區域在此過程中膨脹了1000萬倍，但仍然遠遠不及一個質子大。左下這樣一個微觀結構，質量就可達20千克。

Jens Niemeyer / University of Göttingen

參考

Formation of inflaton halos after inflation

https：//journals。aps。org/prd/abstract/10。1103/PhysRevD。103。063525