科学家们在大爆炸后一秒钟，发现了中微子！

宇宙大爆炸，其膨胀速度超过光速，它标志着宇宙的开始，但这一点似乎很难证明。它早就发生了，在很久以前，在很远很远的地方。我们没有时空机器或星际飞船，所以假设大爆炸只是一个我们永远无法证明的理论是可以理解的。相反：如果大爆炸发生的话，它会在我们地球上留下一些可以被发现的信号。事实证明，在过去的一个世纪里，科学家们已经一个接一个地发现了一些迹象。

就在上个月，一个研究小组宣布他们发现了一个许多人认为不可能检测到的证据：大爆炸后一秒钟的第一个中微子。砰的一声，进入虚无。根据大爆炸理论，138亿年前，宇宙是从一个被称为奇点的小的、超密的点开始的。然后，在万亿分之一秒的时间内，奇点以比光速更快的速度扩展了两倍、四倍和八倍等等。在那之后的很短时间内，我们所知道的宇宙是一个由基本粒子组成的稠密等离子海洋汤，其温度比太阳高出数百倍，随着密度波的波动，这些粒子进入了膨胀的宇宙。

宇宙膨胀的视觉历史包括被称为大爆炸的热态、稠密态以及随后的结构的生长和形成。全套数据，包括对光元素和宇宙微波背景的观测，只留下大爆炸作为我们所看到的一切的一个有效解释。宇宙中微子背景的预测是最后一个未经证实的大爆炸预测。最终，等离子体冷却到足以使这些基本粒子凝聚成氢和氦原子，自由电子在原子核周围找到了家园。这为辐射在宇宙中自由流动留下了足够的空间。但随着宇宙的不断膨胀，这种辐射也会冷却，最终变成看不见的微波。

理论中的每一个步骤都会做出可检验的预测。例如，它说过去宇宙较小，可能会继续变大。1929年，埃德温哈勃发现宇宙确实在膨胀。因为我们知道基本粒子是如何作用在一起的，这个理论还认为早期的等离子体应该合并成氢、氦和其他各种元素的特定比例。这些就是我们发现当前宇宙中发现的比率。辐射局势冷却成微波的物质？你也可以在宇宙微波背景中看到它。

然而，从理论上还有其他的预测被证明有点棘手。这些粒子包括一个被称为中微子的超微小超轻粒子。看，如果周围有足够的能量，就像宇宙开始时一样，两个随机粒子的碰撞可以产生一对新的粒子：一个粒子和一个反粒子（该粒子的反物质版本）。随着时间的推移，大多数粒子和反粒子对相互抵消或衰变成其他粒子。但是中微子不能衰变，所以一旦它们停止与反中微子的相互作用（发生在大爆炸后的一秒钟左右），它们就在周围徘徊，在膨胀宇宙的密度波上冲浪。

这就给我们带来了另一个预言：中微子不与任何东西相互作用，所以当宇宙膨胀时，它们可能比宇宙其它物质早了几步。这将在宇宙微波背景的模式和宇宙的整体结构中留下几乎无法察觉的调整。当然，中微子即使是新的和活跃的，也很难被发现。中微子一直在太空旅行，几十亿年来逐渐失去质量？ 2015年，加利福尼亚大学戴维斯分校的研究人员在宇宙微波背景下发现了这些古老中微子的证据。

今年2月，一个国际小组在宇宙的重子声学振荡中发现了他们的证据，这是宇宙结构中由大爆炸后穿过原始等离子体汤的密度波引起的奇怪现象的一个奇特术语。中微子在我们宇宙诞生时的效应是在宇宙微波背景下被探测到的，现在它们已经在宇宙的整体结构中被探测到了。虽然这一发现确实需要改进，但值得短暂的庆祝。大爆炸是我们关于宇宙如何开始的最好理论，它也在不断地变好 。