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湖北日報訊 （記者文俊、通訊員羅芳、王以豪）昨日，記者從中國科學院武漢物理與數學研究所獲知，該所蔡慶宇研究員和他指導的研究生何東山，以及高東峰博士，通過深入研究惠勒-德威特方程并結合量子軌道理論，首次證明宇宙可以通過量子機制自發產生。
探尋宇宙起源是人類社會的永恒追求。上世紀20年代以來，科學家在哈勃紅移和微波背景輻射實驗觀測基礎上，先后提出了宇宙膨脹模型以及大爆炸理論。然而，無論大爆炸理論還是隨后發展的暴漲模型，都無法克服廣義相對論預言的宇宙奇點問題。
為解決宇宙奇點問題，揭示早期宇宙產生的物理機制，蔡慶宇等人深入研究了描述宇宙波函數的惠勒-德威特方程。他們證明，一旦假真空由于量子漲落產生一個小真空泡，這個真空泡會自發指數加速膨脹，迅速長大，從而導致時空的出現，并產生早期宇宙。通過使用量子軌道理論，他們發現，在早期宇宙中，量子勢自然地扮演了宇宙常數的角色，量子效應是早期宇宙暴漲的根源。隨著早期宇宙的長大，量子效應減弱，指數加速膨脹停止，暴漲結束。該工作不僅闡明了宇宙起源的量子機制，有效解決宇宙奇點問題，而且揭示了早期宇宙時期宇宙常數（暗能量）完全是一種量子效應。
該研究成果在美國《物理評論D》2014年第4期上發表。此項科研獲得國家自然科學基金面上項目、科技部重大研究計劃課題，以及中國科學院新興與交叉學科布局試點項目的資助。
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