宇宙大爆炸桌面模型是利用超材料制成的，通過變換不同材料的薄片，可以讓光線以不尋常的方式產生扭曲。
當研究人員用綠色激光照射超材料時，他們看到了一個三角形自由電子組從一個孤立點延伸出來。
科技訊 4月14日消息，據國外媒體報道，美國馬裡蘭大學電氣工程師近日利用超材料研制出歷史上第一個宇宙大爆炸桌面模型。這個宇宙大爆炸桌面模型並非是模擬大爆炸本身，而是能夠模擬出宇宙產生瞬間的光線行為和時間流動情形。科學家認為，這將可能用來解釋為什麼時間機器只能向一個方向前進。
伊格-斯摩利安尼諾和於居黃是美國馬裡蘭大學的兩位電氣工程師，他們近日將關於宇宙大爆炸桌面模型的說明發表於《物理評論快報》雜志上。在說明中，斯摩利安尼諾解釋說，“我們所做的，雖然只是一個簡單的實驗幾何模型，但是它卻能夠重現時空膨脹的方式。”
兩位工程師研制的模型是利用超材料制成的，通過變換不同材料的薄片，可以讓光線以不尋常的方式產生扭曲。此前，有研究人員已經提出，可以利用超材料制造隱身披風，披風可以讓物體周圍的光線彎曲，從而實現隱身的目的。數年前，物理學家意識到，超材料還可以模擬一些天文事件，如行星圍繞恆星運轉、光線被黑洞捕獲等。
在實驗室中搭建模擬宇宙可以讓科學家完成在自然時空中無法完成的實驗。根據宇宙大爆炸桌面模型，研究人員從而可以研究時間的熱力學指針問題，這是物理學長期存在的一個難題。為了制造宇宙大爆炸桌面模型，研究人員將一條條丙烯酸和黃金排列起來，這樣加熱黃金的激光光線就可以激活自由電子波。他們用數學公式來描述激光通過超材料平滑表面的路徑，這個公式與描述巨型粒子穿越平坦版本的閔可夫斯基空間時所用的公式相同。
當研究人員用綠色激光照射超材料時，他們看到了一個三角形自由電子組從一個孤立點延伸出來。“模擬的宇宙大爆炸”後，不斷膨脹宇宙的世界線的值也隨之發生變化。由於超材料並非是完美的，因此光線在傳播過程中會相互干擾和影響。斯摩利安尼諾表示，這可以作為一種粗略的熵值模型，代表了時間的熱力學指針。世界線模擬了時間的宇宙學指針。在超材料中，兩個指針指向同一方向。
研究人員同時也考慮到他們的模型能否允許時間旅行。最初，斯摩利安尼諾認為這非常容易。如果你建造了一個超材料結構，其中作環狀運行的光線在數學上被認為與穿越時間的粒子相同。然後，送一個自由電子組到環形軌道上，它返回時應回到起始時的相同時間點。但事實證明，這更加復雜。只有擁有特定波長和偏振的光線在斯摩利安尼諾的空間中才有效，對於那些與穿越時間的粒子一樣行為的光線來說，環形軌道是不可能的。
不過，西北大學機械工程師程森認為，現在仍然無法確定自由電子組的路徑與宇宙完全膨脹的過程是否相似。斯摩利安尼諾也承認，這一模型的功能和性能是有限的。(彬彬)