在正常條件下,無中不可以生有。粒子物理學的標準模型不允許無質量粒子轉化成有質量粒子。根據該模型,雖然粒子能夠通過各種不同的反應和過程互相轉換,但是光子這種無質量的光的載體,在正常情況下卻不能轉化為其它粒子。
不過假如條件合適,這種轉化也許可以實現。例如光子和重原子相互作用時,它能夠自發分裂為一個電子和一個正子,而電子和正子都是有質量的粒子。
以此為例,一個理論物理學家小組最近公開了一篇論文,對引力是否能夠轉化成其它粒子進行了探索。如果從廣義相對論的角度來看,引力變成粒子是很難想象的。廣義相對論僅認為引力能夠扭曲時空,影響粒子的運動。但是假如從量子力學的角度來看,這種轉化卻是有可能實現的。
在量子力學的引力理論中,有一種觀點認為引力是有載體的,這種載體被稱為引力子。盡管量子引力論遠稱不上完備,但是假如引力子真的存在,那麼它們就一定會擁有和其他基本粒子相似的行為方式,包括形態的轉化。
為了驗證這一觀點,研究人員對極早期宇宙中的環境進行了研究。極早期宇宙的體積極小,溫度和密度都極高。在那樣的一個宇宙中,所有物質和能量的形態都處于一種無法想象尺度上,是當下最強粒子對撞機無法模擬的。
研究人員發現,在那樣的狀態下,引力波扮演過重要角色。通常引力波所能引起的時空振蕩只發生在原子尺度上,極其微弱;但在早期宇宙中,引力波要比今天強大得多,能夠影響宇宙中的幾乎一切。
早期引力波能夠往復運動,放大自身的強度。宇宙中的一切都會受引力波的影響,產生共振。在一波又一波的引力波推動下,宇宙中的物質逐漸聚集成了緊密的團塊。
引力波也能影響電磁場。因為引力波是時空本身的漣漪,因此一定會與有質量的物體產生影響。引力波的持續影響,會導致宇宙中的輻射帶上極高的能量,最終使光子自發性地出現。
引力產生光。研究人員發現這一過程在通常情況下效率是很低的。早期宇宙還在膨脹,因此這種模式不會持續太久。但是人們發現,假如早期宇宙中包含有足夠多的物質,可以降低介質內的光速,引力波就能夠維持足夠長的時間,制造出大量的額外光子。
人類對早期宇宙的認識依然是膚淺的,在很大程度上是一種猜測。引力創造光則是又一種比較新穎的看法。輻射能夠影響物質的形成和宇宙的演化,因此如果這種事情確實發生過,那麼人類對極早期宇宙的認識就會發生新的變革。