丹麦英国芬兰科学家团队研究发现

宇宙因膨胀产生“上帝粒子”而没有坍缩

　　宇宙为何没有坍缩？由丹麦哥本哈根大学和英国、芬兰科学家组成的研究团队在《物理评论快报》上发表论文称，他们距离找到这一问题的答案更近了一步。研究团队对标准模型中最后一个未知参数——希格斯场和万有引力之间的耦合强度做出了限制。这一研究有助科学家修正膨胀模型，使之与我们的宇宙实际情况更加符合。

　　按照目前最好的物理学模型，宇宙在大爆炸膨胀之后很快就会坍缩，膨胀持续不超过1秒。而宇宙没有坍缩，部分原因是在膨胀过程中产生了希格斯玻色子，俗称“上帝粒子”。以往研究表明，在早期宇宙中，希格斯场可能获得足够大的波动来克服能量障碍，使宇宙从标准真空态转变为负能量真空态，而让宇宙迅速坍缩。

　　研究人员解释说，希格斯场与万有引力之间耦合得越强，波动就越大，最终引发关键性过渡，转变成负能量真空态。据他们计算，在膨胀之后，只要耦合强度超过1，就会发生坍缩。2014年，该团队通过分析膨胀过程中保持稳定性所需的必要条件，推导出一个较低的界限值0.1，结合新结果，将耦合强度限制在0.1—1的范围，接近其历史估计值1/6。历史估值1/6是希格斯-万有引力零耦合时的数值，但这个值未必正确。

　　将希格斯-万有引力耦合强度的范围收窄对物理学家具有指导意义，在分析实验数据时，有助确定更精确的耦合值。比如利用宇宙微波背景辐射和万有引力波的数据，有望对该值做进一步限定，将希格斯-万有引力耦合强度与其他参数结合，可以生成没有转变到坍缩态的宇宙图。

　　论文第一作者、哥本哈根大学的马蒂·赫兰南说，这些参数的结合不仅决定着这种过渡（包括希格斯场与万有引力耦合）能否发生，而且决定着膨胀的能级，这是靠目前检测无法严格限定的，因此现在还无法定论标准模型是否有问题。将来通过独立测量，如观察最初膨胀产生的万有引力波，可对希格斯-万有引力耦合和膨胀程度做出更严格限定。