2026年3月26日——滑铁卢大学的科学家们开创了一种理解宇宙起源的新方法，这可能彻底改变人类对大爆炸和宇宙早期历史的认知。该研究团队的工作表明，宇宙早期的快速膨胀可能源于更深刻、更完备的量子引力理论。

滑铁卢大学和周边研究所（PI）的物理与天文学教授尼亚耶什·阿夫肖迪博士领导的研究团队，开发出一种将引力与量子物理相结合的新方法。虽然广义相对论在过去一个多世纪里取得了巨大成功，但在宇宙诞生时存在的极端条件下会失效。为解决这一难题，该团队采用了“二次量子引力理论”——这种理论即使在类似大爆炸时期的超高能量条件下，仍能保持数学上的一致性。

现有的大多数解释都依赖于爱因斯坦的引力理论加上人为添加的额外成分。而这种新方法提供了更统一的图景，将宇宙最早时刻与当今科学家观测到的成熟宇宙学模型联系起来。

研究团队发现，大爆炸后的快速膨胀可以直接从这个简单而自洽的量子引力理论中自然产生，无需添加任何额外成分。这种早期暴胀是现代宇宙学的核心概念，它解释了宇宙当前状态的形成原因。

该模型还预言了原初引力波的最小强度——这些时空结构中的微小涟漪产生于大爆炸后的最初瞬间。未来实验可能探测到这些信号，为验证宇宙量子起源理论提供难得机遇。

“这项工作表明，宇宙的爆发式早期增长可以直接来自更深层次的引力理论本身，”阿夫肖迪表示，“我们不是给爱因斯坦理论打补丁，而是发现只要以超高能量下仍自洽的方式处理引力，快速膨胀就会自然出现。”

研究人员对该理论的可验证性感到惊喜。“尽管这个模型涉及难以想象的高能量，但它产生了当今实验真正能够检验的明确预言，”阿夫肖迪说，“量子引力与真实数据之间的这种直接联系非常罕见且令人振奋。”

这项研究恰逢其时。随着新仪器能以空前精度测量宇宙，宇宙学正进入精确研究的新纪元。即将开展的星系巡天、宇宙微波背景实验和引力波探测器已足够灵敏，可以检验那些曾纯属理论的概念。与此同时，科学家们发现早期宇宙膨胀的最简单模型存在局限，这增强了对基于基础物理学的新方法的需求。

滑铁卢大学及PI的博士生刘若琳、高等技术学院讲师兼滑铁卢大学及PI前博士后学者杰罗姆·昆廷博士也为本研究作出贡献。该团队计划针对未来实验完善预测，探索其理论框架如何与粒子物理学及其他早期宇宙谜题相联系。他们的长期目标是强化量子引力与观测宇宙学之间的桥梁。