Hvad var vores univers før Big Bang?

De teoretiske Fysikere og kosmologer søger efter svar på det grundlæggende spørgsmål: "Hvorfor er vi her?" "Hvornår begyndte universet?" og "Hvordan kunne det ske?" Men trods de åbenlyse betydningen af at finde svar på disse spørgsmål, er der det problem, der overskygger dem alle med interesse: "Hvad var der før Big Bang?".

For at være ærlig: vi kan ikke svare på dette spørgsmål. Ingen andre kan. Men ingen stopper til at spekulere i, om dette emne og overveje et par interessante antagelser? Enig i dette, for eksempel, Sean Carroll fra California Institute of technology. I sidste måned Carroll var involveret i passerer to gange om året møde i American astronomical society, hvor han tilbudt flere "pre-eksplosive" scenarier, hvis "sidste akkord" kunne være fremkomsten af vores Univers. Igen, dette er blot spekulationer, ikke teori, så skal du tage hensyn til dette.

"På det tidspunkt, hvis jeg så må sige, har ikke handlet med fysikkens love, som vi kender dem, fordi så har de ikke eksisterede" — siger Carroll.

"Når fysikere siger, at har ingen idé om, hvad der foregik, de siger det i ramme alvor. Denne periode i historien er helt uigennemtrængeligt mørke", — er enig i Peter Voight, en teoretisk fysiker på Columbia University.

En af de mærkeligste egenskaber af vores Univers er, at det har en meget lav grad af entropi. Dette begreb har mange fortolkninger, men i dette tilfælde taler vi om graden af lidelse. Med Universet, for det er mere end rod. Forestil dig en bombe fyldt med sand. Bomben eksploderer, og det indeholdt milliarder af milliarder af sand korn sprede sig i forskellige retninger – i foran af du er i det væsentlige layout af Big Bang.

"men i stedet for den forventede kaotisk sprede dem korn af sand, der udgør stoffet i vores Univers, straks forvandlet til mange færdige "sand slotte", dannede det er uklart, hvordan og blotte", — siger Stefan bonde, ph.d. - studerende, Columbia University.

Resultatet af Big Bang kan (og måske burde) fører til en høj grad af entropi masse i form af ujævnt fordelt sagen. I stedet ser vi, stjerne-systemer, hele galakser og galaksehobe sammen. Vi ser den rækkefølge.

Hertil Kommer, at det er vigtigt at forstå, at entropi eller uorden, over tid, kan kun stige – den samme sand castle, før eller senere, og uden hjælp vil igen falde fra hinanden i mange korn. Desuden er der, som påpeget af Carroll, vores observation af tid, er direkte korreleret med den grad af entropi med fremkomsten af Universet. Mens entropi kan betragtes som en slags gramasevaka fysisk ejendom, der kun har én retning – ind i fremtiden.

Så, entropi i henhold til fysikkens love, kan kun stige, men det nuværende niveau i Universet er meget lav. Ifølge Carroll, det kan kun betyde én ting: det tidlige univers havde endnu mindre niveau, som er universet var nødt til at blive endnu mere organiseret og velordnet. Og dette, igen, kunne skubbe tanken om hvad der faktisk var vores Universet Big Bang.

"Der er mange mennesker, der mener, at det tidlige univers var meget enkel, uinteressant og kedelig system. Men, så snart du opretter forbindelse til dette spørgsmål er entropi, det perspektiv, så ændringer, og du indser, at i denne sag, der er ting, der skal til at forklare" — fortsætter med Carroll.

Selv Om du lægge den entropi, så vil vi ophold og andre vigtige aspekter, som du skal på en eller anden måde tilpasse sig til vores nuværende Univers, som vi lever i. Desuden er det i nogle tilfælde, en lav grad af entropi ser ud til at være mindre vigtige end andre. Derfor prøv at overveje de tre mest populære antagelser om, hvad der kunne ske, at Universet før Big Bang.

Model af "Big bounce"

Ifølge en hypotese, lav entropi af vores Univers er forbundet med det faktum, at hendes udseende var i sig selv resultatet af et kollaps af en "tidligere" Univers. Denne hypotese, at vores univers kunne have dannet som et resultat af en hurtig kompression ("rebound"), der forvaltes af de komplekse virkninger af quantum gravity (singulariteten), til gengæld gav anledning til, at Big Bang. Igen, dette tyder på, at vi med den samme succes kan leve i ethvert punkt af uendelig sekvens af Universer, der opstår, og på det modsatte, i den "første udgave" af Universet.

Denne hypotetiske model af Universet, kaldes undertiden model "Big bounce". Den første omtale af begrebet lyder endnu i 60'erne, men mere eller mindre dannet en hypotese om denne model er blevet kun 80'erne-begyndelsen af 90-erne.

Blandt de mindre vigtige kontroversielle emner, er den model af "Big bounce", der er klare ulemper. For eksempel ideen om et sammenbrud til en singularitet i modstrid med den Generelle relativitetsteori – de regler, hvorefter tyngdekraften virker. Fysikere mener, at effekten af en singularitet kan findes inde i sorte huller, men de kendte fysiske love, som ikke kan give os en mekanisme til at forklare, hvorfor "andet univers",nå singulariteten skal skabe Big Bang.

"I den Generelle relativitetsteori teori der er intet, der tyder «rebound» nyt Univers i en singularitet", — siger Sean Carroll.

Dette er Dog ikke de eneste store kontroversielle øjeblik. Det faktum, at den model af "Big bounce" indebærer en enkel tid med faldende entropi, men, som nævnt ovenfor, at entropi kun vil vokse over tid. Med andre ord, ifølge den kendte fysiske love, udseendet af de Hoppende Universet er umuligt.

En Yderligere udvikling af den model, der førte til fremkomsten af den hypotese, at tiden i Universet kan være cyklisk. Men modellen er stadig ikke i stand til at forklare, hvordan den igangværende udvidelse af Universet vil ændre sin kompression. Og alligevel er dette ikke nødvendigvis betyder, at den model af "Big bounce" er helt forkert. Det er muligt, at vores nuværende teorier om det er bare forkert og ikke helt gennemtænkt. I den sidste ende, fysiske love, som vi har nu, var trukket emne til den grænse, som vi er i stand til at observere Universet.

den Model af "Sovende" i Universet

"Måske før Big Bang var universet en meget kompakt, der udvikler sig langsomt statisk rum" — teoretisere, fysikere som Kurt Hinterbichler, Austin Joyce og Justin Khoury.

Denne "predstava" universet var nødt til at have en metastabile tilstand, nemlig at være stabil op til det øjeblik, indtil en mere stabil tilstand. Analogt forestille sig en klippe, på kanten af, som er i en tilstand af vibrationer er en kampesten. Enhver kontakt til boulder fører til det faktum, at han falder i graven, eller — der er tættere på vores tilfælde – før Big Bang sker. Ifølge nogle teorier "predstava" universet kan eksistere i en anden form, for eksempel i form af en fladtrykt og meget tætte rum. I sidste ende, er denne metastabile periode kom til en ende: hun har dramatisk udvidet og tog form og tilstand af, hvad vi ser nu.

"I den model af "sovende" af Universet, men også har deres problemer" — siger Carroll.

"Det tyder også på, at vores Univers er forekomsten af en lav grad af entropi og dermed ikke forklare, hvorfor det er sådan."

Men, Hinterbichler, en teoretisk fysiker fra University of Case Western Reserve, mener ikke, at fremkomsten af lav entropi problem.

"Vi er bare på udkig efter den forklaring af den dynamik, der fandt sted før Big Bang, hvilket forklarer, hvorfor vi se, hvad vi gør nu. Mens dette er kun den eneste, vi har fået", — sagde Hinterbichler.

Carroll mener dog, at der er en anden teori "preexplosive" af Universet, hvilket kan forklare den lave grad af entropi er til stede i vores Univers.

den model af "Multivers"

Fremkomsten af nye universer fra "moder-Univers"

En Hypotetisk model af Multiverset undgår den uklarhed, der er forbundet med et fald i entropi, som det er tilfældet med den model af "Big bounce", og giver en forklaring på lavt niveau, siger Carroll. Det stammer fra tanken om "inflation" — godt modtaget, men ufuldstændig model af Universet. Udtrykket "inflation" og den første forklaring af denne model blev foreslået i 1981 år af fysikeren Alan Gut, der i øjeblikket arbejder på Massachusetts Institute of technology. Ifølge denne model er, at den plads, efter Big Bang blev udvidet dramatisk. Så dramatisk, at den sats af ekspansion, der var højere end lysets hastighed. Ifølge kvantemekanikken, i rummet er der utilsigtet, knap synlige energi udsving. På et tidspunkt den inflatoriske periode, toppene af disse svingninger toppet, og skyldes fremkomsten af galakser, hulrum og nizkorentabelnyh stor-skala strukturer, vi observerer i dag i Universet.

Meget inflatoriske model blev udviklet på baggrund af observationer af levn kosmiske mikrobølge stråling, der er den ældste type af stråling, der dukkede op efter kun et par hundrede tusinde år efter Big Bang. Forskerne mener, at den inflatoriske model perfekt forudsiger dens eksistens.

Ifølge en af de antagelser, multiverset kan være et resultat af inflationen. Den antagelse, at der er en meget, meget stor universet, fra tid til anden for at skabe en mere kompakt universer. Mens ingen form for kommunikation mellem disse universer er umuligt. Marcus Wu PBS Nova forklarer:

"I begyndelsen af 80-erne, fysikere er kommet til at tro, at inflationen kan have karakter af uendelighed, stopper kun i nogle regioner af plads, der skaber nogle lukkede «lommer». Men mellem disse "lommer" inflationen fortsætter, og det løber hurtigere end lysets hastighed. Til gengæld er isoleret fra hinanden "lommer" bliver Universer".

Carroll imponerer de med denne model, selvom hans egne foreslåede model er noget forskellig fra den, der er beskrevet ovenfor:

"Dette er kun en version af teorien om multiverset, men den største forskel her er, at "moder-univers" kan have en høj grad af entropi og giver anledning til universer med et lavt niveau", — siger Carroll.

Ifølge denne model, der før Big Bang var en stor udvidelse af pladshvem, der var født vores og en uendelig række af andre universer. Andre universer, der ligger uden for vores evner til påvisning og kan være dannet før og efter vores Univers.

Det Skal bemærkes, at i det øjeblik, det er en af de mest populære modeller. Forskerne imidlertid, selvfølgelig, på en anden måde, det opfattes. Nogle støtter denne idé, mens andre absolut ikke er enige med det. Men hvis du tager eksemplet med Peter Voight fra Columbia University, the theory of the Multiverse selv, og ser meget attraktivt ud fra et populært videnskabeligt synspunkt, men er i stand til at gøre fysikere er dovne og tvinge dem til at stoppe med at søge svar på de grundlæggende spørgsmål, for eksempel — hvorfor de fysiske konstanter i vores Univers er, hvad de er, — afskrive alle de variabilitet.

"de Teoretikere tænker om muligheden for eksistensen af et uendeligt antal Universer, og i den sidste ende, vi kan komme til en klar modeller, der kan forklare, hvorfor de værdier, der er (en slags grundlæggende egenskaber af det synlige partikler), kan afvige fra hinanden i hvert enkelt Univers," — siger Voight.

Voight frygt for, at når det vigtigste spørgsmål for videnskaben på dette område vil blive afsat til "hvor heldige er vi at være i denne tilfældige Univers, hvor alt, hvad sker der så og ikke anderledes, på trods af den uendelige række af muligheder, så lad os tage denne idé med teorier".

Hvad du kan opsummere? Mange fysikere få penge til at argumentere og skrive bøger, der forsøger at beskrive, hvordan Big Bang-modellen "preexplosive" Universet er i stand til at forklare, hvad vi ser i dag, selvom de ikke kender, og ved virkelig ikke hvorfor det er sådan. Faktum er, at selv på trods af en betydelig forenkling i matematiske modeller og forklaringer, vi er ikke tættere på at det rigtige svar, og vi har stadig en masse argumenter om dette emne, indtil vi kommer til det ønskede resultat.

"det er Vigtigt ikke kun at fremsætte teorier og hypoteser. Det er mere vigtigt at gøre det klart for folk, at vi faktisk stadig ikke forstår, hvad vi siger. Alt dette er kun formodninger, men jeg håber, at før eller senere vil vi være i stand til at finde det rigtige svar, der vil tilfredsstille alle," — siger Carroll.