肯特州立大學(xué)的物理學(xué)家提出了一種有關(guān)宇宙大爆炸和夸克—膠子等離子體模型的精確性解決方案，通常而言，物理學(xué)與數(shù)學(xué)問題的答案有所不同，數(shù)學(xué)家習(xí)慣于給出了精確的解，而物理學(xué)家給出的精確解或者罕見，或者借助了數(shù)學(xué)物理模型的幫助?？咸刂萘⒋髮W(xué)的物理學(xué)教授邁克爾·斯特里克蘭解釋說，當(dāng)某種物理事件發(fā)生時(shí)，科學(xué)家盡可能找到對(duì)近似模型或數(shù)學(xué)算法的測(cè)試機(jī)會(huì)，數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用在現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)展。

斯特里克蘭和他的4位科學(xué)同事在《物理學(xué)評(píng)論通訊》雜志發(fā)表了一項(xiàng)精確方法的研究成果，精確的數(shù)學(xué)模型被應(yīng)用到極寬的物理學(xué)文本范圍，為科學(xué)家更好地應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對(duì)星系結(jié)構(gòu)進(jìn)行的描述提供了幫助。在超新星暴和高能粒子碰撞領(lǐng)域，歐洲核子研究中心已在瑞士和法國的交界處建立了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)室，高能粒子物理學(xué)得到了深入研究。

實(shí)驗(yàn)科學(xué)家在碰撞實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造了短期性的極高溫態(tài)——夸克和膠子等離子體，物理學(xué)家稱之為QGP, 夸克和膠子的等離子形態(tài)被認(rèn)為是在宇宙大爆炸之后幾微秒時(shí)間“閃現(xiàn)”的物質(zhì)形態(tài)，宇宙物理學(xué)家普遍認(rèn)為，在大約138億年之前，宇宙以大膨脹方式開始了波瀾壯闊的演變進(jìn)程。斯特里克蘭和加拿大麥吉爾大學(xué)的加布里埃爾·S·丹尼科爾、俄亥俄州立大學(xué)的烏爾里?！ずＲ虼?、毛利西奧·馬丁內(nèi)斯、圣保羅大學(xué)的喬治·諾馬利亞提開展了合作研究。

科學(xué)團(tuán)隊(duì)第一次提出了一種宇宙誕生的精確解決方案，通過精確模型展現(xiàn)了宇宙空間的膨脹狀態(tài)，宇宙暴漲表現(xiàn)了放射狀和徑向直線的相對(duì)論速度。1872年，奧地利物理學(xué)家路德維?！げ柶澛鼊?chuàng)建了一套數(shù)學(xué)方程的解決方案，他的模型算法很好地描述了流體和氣體動(dòng)力學(xué)，玻爾茲曼方程在當(dāng)時(shí)的物理時(shí)代處于領(lǐng)先地位，他當(dāng)時(shí)設(shè)想了在原子形態(tài)的物質(zhì)和原子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問題，唯一得到的理解方式是分析粒子在碰撞之后的檢測(cè)數(shù)據(jù)，粒子相互碰撞的過程隱藏了原子物理學(xué)答案的線索。

過去十年，多個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)夸克——膠子等離子體精確性模型領(lǐng)域展開了大量的研究工作，夸克——膠子體QGP被設(shè)想為流體形態(tài)，物理學(xué)家應(yīng)用流體動(dòng)力學(xué)理論來解決QGP的物理特征。事實(shí)證明，從玻爾茲曼方程推導(dǎo)了流體動(dòng)力學(xué)方程，而玻爾茲曼方程與流體動(dòng)力學(xué)方程式有不同之處，沒有局限在一種物理系統(tǒng)，它被近似地看成是熱平衡的狀態(tài)。有兩種類型的膨脹發(fā)生在相對(duì)論重離子碰撞的過程，科學(xué)家希望真實(shí)描述其中的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，在精確模型的解決方案中需要考慮兩種類型的膨脹，哪一種流體動(dòng)力學(xué)的理論模型最優(yōu)？物理學(xué)家在理論和應(yīng)用的兩個(gè)層面找尋合適的答案。

（編譯：2014-12-22）