遙遠時空傳來「碎裂聲」，多年前發生的一件事人類恐無法理解

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近年來，一些利用脈沖星進行精密計時的探測裝置發現，宇宙時空背景中可能存在一種神秘的引力波信號。這種信號可能是數十億年間，由宇宙中數以百萬計的超大質量黑洞合并產生的引力波交織而成的。
但最近一些科學家認為，這種微弱的背景引力波，實際上是早期宇宙相變過程中時空的「碎裂聲」。

這是韋布太空望遠鏡1月初拍攝的一系列深空星系照片中的一幀。（圖片和文字內容無關）COSMOS-Web / Kartaltepe / Casey / Franco / Larson / RIT / UT Austin / CANDIDE
所謂時空的碎裂是一個比喻，它實際上是指早期宇宙在相變過程中產生的「疇壁（domain wall）」衰變成粒子時產生的引力波。
極早期宇宙的特性十分怪異。今天我們所知的四大基本作用力——引力、強互作用力、電磁力和弱互作用力——在那時是合而為一的。隨著宇宙的膨脹和冷卻，它們才逐一分化了出來。

而隨著四大基本作用力的分化，宇宙的面貌也發生了徹底的改變——只能在極端環境中存在的舊粒子消失，新的粒子現身。決定了粒子和場作用方式的基本時空量子場開始自我重組。
這樣的巨變又被稱為相變。為便于理解，我們可以把它想象成水變成冰或冰變成水的過程。
而就在這種變化的過程中，時空的不同部分轉化的細節可能會不盡相同。就好比水在變成冰的過程中，水的不同部分在變成冰之后，分子的排列方式會有所不同。雖然最終所有水都變成了冰，但是因為不同部位的冰有不同的分子排列方式，這些不同的部位之間就會形成使冰容易碎裂的瑕疵。

科學家對于時空的相變，以及在此過程中產生的「不完美」非常感興趣。相變發生在宇宙誕生后極短的瞬間內，整個過程可能連若干分之一秒都不到。而就在這一瞬間，時空中出現了許多瑕疵，它們是組成方式不盡相同的時空之間的邊界，這種邊界就是所謂的「疇壁」，它們組成了一張巨網，伸展到了宇宙的每一個角落。
「疇壁」的存在時間很短。假如它們能夠存在幾秒甚至幾分鐘，其所擁有的巨大能量，就能使宇宙中所有原初氫和氦的產生機制——核合成過程終止；或導致宇宙大爆炸的余暉——宇宙微波背景輻射發生扭曲。

因此理論上這張「疇壁」網會衰變成粒子。這些粒子既包括普通粒子，比如電子或夸克；也包括奇異粒子，比如某種「暗物質」粒子。而這一衰變過程，連同「疇壁」網本身的波動，都會產生一種連續性的，直到今天依然存在的引力波背景。
這樣的引力波背景信號極為微弱，像LIGO這樣的地面引力波探測器無法感知。但是近年來天文學家已經開始利用脈沖星來進行引力波探測。脈沖星的脈沖間隔極為精確，誤差不足百萬分之一秒。因此當引力波從脈沖星和我們之間經過時，我們就能探測到脈沖間隔中的細微變化，并進一步發現在宇宙中穿行的引力波背景。

事實上現有的脈沖星計時探測裝置已經探測到了宇宙引力波背景的蛛絲馬跡。主流科學家認為，這樣的引力波信號是由宇宙中大量超大質量黑洞合并產生的引力波混合而成的。但是也有科學家認為，「疇壁」網的衰變也可以解釋引力波背景。
這些科學家提供了一個模型。根據這個模型，「疇壁」網的衰變可以在足夠快的時間內發生，而不與其他天文觀測成果——比如宇宙微波背景輻射相矛盾；與此同時它還可以很好地解釋脈沖星計時陣列獲得的古怪數據。