Мықтылық Ғаламның: қарама-қарсы Үлкен Жарылысқа

Адамдар әрқашан увлекали екі негізгі теориялары, тауардың шығу тегі туралы Ғаламның. "Бір Ғалам туындайды бірыңғай сәті туындылары (иудеохристианской және бразилия * космогония)" жазды космологи Марио Новелло және Сантьяго Перес-Берглиффа 2008 жылы. Басқа — "Ғалам мәңгі тұрады шексіз сериясы цикл (*космогония вавилонян және тазалайды)". Бөлу қазіргі заманғы космология және "қалай эхом сондай-ақ жаңғырық отыр космогоническим мифам" жазды космологи.

көрінуі Мүмкін, бұл ерекше қарама-қайшылықтардың соңғы бірнеше онжылдықтар. Теория Большого Взрыва, стандартты тақырыбы оқулықтарда және телехабарларда, пайдаланады күшті қолдаумен заманауи космологов. Сурет мәңгілік ғаламның болды предпочтительней шамамен жүз жыл бұрын, бірақ жоғалтып қолдау болған ұлы көрдік, бұл ғарыш кеңейіп келеді және ол кішкентай және қарапайым 14 миллиард жыл бұрын. Ең танымал қазіргі заманғы нұсқасы, осы теория, Үлкен Жарылыс басталды "деп аталатын ғарыш инфляция" — шарықтауын күткен еді экспоненциалдық кеңейту, оның барысында шексіз шағын бөлігін кеңістік-уақыт раздулся үлкен, жалпақ, макроскопический ғарыш, содан бері жалғастырды кеңейе береді.

Бүгін пайдалана отырып, бір бастапқы құрамбөлік (инфлатонное поле), инфляциялық моделін талқылап көптеген бөлшектер ғарыш. Бірақ ретінде шығу тарихы теориясы инфляция ұтылады көбінесе: түсініксіз, оған алдында болды және болды. Көптеген теоретиктер деп ойлайды инфлатонное жолында тиіс табиғи түрде вписываться неғұрлым толық болса да, әзірге неизвестную, теориясы шығарылған.

соңғы бірнеше жыл көп космологов болды абайлап қайта қарауға балама. Бұл Үлкен Жарылыс болар еді... Үлкен Отскоком. Кейбір космологи көреді үлгісін көруге, Әлем кеңеюде және пайдаланылады сығылады іспеттес жеңіл, отскакивая әрқашан дейін сығылады белгілі бір мөлшері; басқа да көздейді, бұл ғарыш отскочил ғана жолы — ол сжимался дейін отскока бойы шексіз ұзақ уақыт және кеңейтіледі шексіз ұзақ кейін. Кез-келген модельді уақыт жалғастыруда ағып өткені мен болашағы жыл.

қазіргі заманғы ғылым бар надежда рұқсат етілсін бұл ежелгі пікірталас. Алдағы жылдары телескопы табуға тиіс сенімді дәлелдемелер ғарыш инфляция. Бірінші буйного өсу — ол — кванттық шұбар мата кеңістік-уақыт керек растянуться және отпечататься түріндегі шағын завихрений " поляризация ежелгі света — ғарыш микротолқынды фон. Эксперименттер қатысуымен қазіргі заманғы және болашақ прогресс іздейді бұл завихрения. Егер олардың таппаса үшін мынадай бірнеше ондаған жылдар, бұл сондай-ақ білдіреді, бұл инфляция теориясы неверна (ақыр соңында, бұл завихрения мүмкін тым тусклыми), бірақ ұстанымын нығайта түседі космология отскока, осы завихрений тиіс.

Бірнеше топ ғалымдар бір мезгілде қол жеткіздік поразительного прогресс. Өткен жылы физика анықтады екі жаңа нұсқасын ықтимал отскока. Модельдерінің бірі сипатталған жұмысында пайда болған Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, ұсынылды Өткізілді Идджас бірі-Колумбия университеті, жалғасы оның алдыңғы жұмыс бірлесіп космологом Еденнен Штейнхардтом. Кенеттен, бірақ басқа жаңа шешім отскоком, қабылданған жарияланымдар Physical Review D ұсынылды Питером Грэмом, Дэвид Капланом және Сурджитом Рахендраном, жақсы белгілі болған үш адам орындайтын ғалымдар айналысқан көп мәселелерімен физика бөлшектер мен болған қарым-қауымдастыққа космологов отскока.

Жалпы, бұл мәселе сатып алған жаңа мәні 2001 жылы Штейнхардт және тағы үш космолога мәлімдеді, бұл кезеңде баяу қысу тарихы Ғаламның түсіндіруге болады оның айрықша тегіс және жазықтығы, біз байқап отырмыз бүгін, тіпті кейін отскока — қажеттілігісіз қосу инфляцияға.

Мінсіз қарапайымдылығы ғаламның, факт, бұл бірде-бір аспан құрамында көп материяның қарағанда, кез келген басқа, және бұл кеңістік соншалықты плоское қаншалықты көре алады телескопы, бұл таң қаларлық және необъяснимо. Үшін ғарыш болды, сондықтан біртекті, ол қандай болып табылады, сарапшылардың пікірінше, бұл "ғарыш" атты сантиметр " поперечнике, ол болуы бірдей тығыздығы барлық жерде бір бөлігін 100 000. Бірақ өсу шамасына қарай " бірі-шағын мөлшерін, материя және энергия тиіс дереу комковаться және искажать кеңістік-уақыт. Неге біздің телескопы көрмейді ғаламды, разрушенную гравитацией?

"Инфляция шыққан идеялар сонымен қатар, тегіс және жазықтық ғаламның — бұл madness", - дейді космолог Нил Түрік Институтының директоры теориялық физика Периметрінің Ватерлоо, Онтарио, және авторлас жұмыс 2001 жылғы атты ғарыш қысу, написанной Штейнхардтом, Джастином Хоури және Бертом Оврутом. Сценарий бойынша инфляция аймақ көлемі сантиметр шықты процесінде инфляциялық кеңейту әлі аз аймақ — шағын кепілі көлемі көп емес бір триллионной жылғы триллионной үлесін сантиметр. Растягиваясь " плоском және тегіс инфлатонном өріс, бұл пятнышко болуы керек, арқылы өтуі күшті флуктуациялар кеңістіктің, уақыттың және растянулось үлкен және тегіс ғаламды сияқты. Раман Сундрум, физик-теоретик Университетінің Мэриленд, деді, инфляция өзіне ұнайды "кірістірілген істемеуін болдырмау". Егер процесінде фаза жарылғыш өсу және жинақтау энергия, ол искажалокеңістік-уақытта белгілі бір жерде, бұл концентрациясы көп болуы, тез емес.

Бірақ, нақты қайдан келді бұл өте кішкентай пятнышко және неге ол осындай тегіс және жалпақ, ешкім білмейді. Теоретиктер тапты көптеген ықтимал нұсқаларын қосу инфлатонное өріс теориясын ішектің, соның негізінде құрылуы мүмкін кванттық гравитация. Бірақ әзірше жоқ фактілерінің бірде, бірде қарсы осы идеялар.

Ғарыштық инфляция, сондай-ақ бар спорное салдары. Теориясы, ұсынылған 1980-ші жылдары Аланом Гутом, Андрей Линде, Тамара Старобинским және Штейнхардтом, дерлік автоматты түрде әкеледі гипотезе біздің Ғалам — бұл кездейсоқ көпіршік " бесконечном теңізде мультивселенных. Тек инфляция басталады, есептер көрсеткендей, ол жалғасады мәңгі және тоқтап, тек кей жерлерде "кармашках", содан кейін расцветать вселенные түрі бойынша біздің. Мүмкіндігі мәңгі расширяющейся процесінде инфляция мультивселенной көрсетіп, нақты біздің көпіршік мүмкін мәңгі қалуы түсініксіз, өйткені барлық мүмкіндіктерді дастархан мультивселенной шексіз көптеген рет. Әрине, мұндай тұжырым тудырады рвотный позыв сарапшылар. Елестету қиын, бұл біздің әлем болуы мүмкін жиі болып тұрады. Штейнхардт өзі атады, бұл идеяны "чушью".

Бұл қатынасы ішінара мотивировало оның және басқа да зерттеушілердің айналысуды отскоками. "Модель отскока жоқ кезең инфляция", - дейді Түрік. Оның орнына, олар қосылды кезеңінде қысу алдында Үлкен Жарылыс, объясняющий біздің біртекті ғаламды. "Газ сіздің бөлмеде толық біркелкі, өйткені ауа молекулалары тап және перемешались, сондай-ақ Ғалам үлкен және баяу сжалась, ол берді оған уақыт разгладиться".

Дегенмен алғашқы моделін сжимающейся Ғаламның болды запутанными және нақты емес, көптеген ғалымдар көз жеткіздік негізгі идеясы: бұл баяу қысу түсіндіре алатын көптеген ерекшеліктері біздің расширяющейся Ғаламның. "Сонда тар бөтелкелеу ауызымен болды мықтылық. Адамдар деген ортақ пікірге өту фазасын қысу, өте қызықты, бірақ, егер сіз өту кезеңіне кеңейту".

Мықтылық — бұл оңай емес. 1960-шы жылдары британдық физика Роджер Пенроуз және Стивен Хокинг дәлелдеді жинағы "деп аталатын теоремалар туралы сингулярности", көрсететін, бұл өте жалпы шарттары қысу материя және энергия сөзсіз обернется орасан тығыз нүктесі — сингулярностью. Бұл теоремалары әрең мүмкін сыйдыра ұсыну, сжимающаяся әлем, материя, кеңістік-уақыт және энергия сворачиваются ішке, - қатынастан қашады коллапс дейін сингулярности — онда классикалық теориясы гравитация және кеңістік-уақыт Альберт Эйнштейн тоқтатады жұмыс істеуі және оның жұмыс істей бастайды қағидалары кванттық гравитация. Неге сжимающаяся ғалам алады болдырмауға тағдыры массивті жұлдыздар, ол өледі, сжимаясь нүктесі болады, қара тесігі бар?

Екі ұсынылған моделін отскока пайдаланады exploits " теоремах туралы сингулярности — сол көп жыл казались тұйық түрінде орындалады. Космологи отскока әлдеқашан мойындады отскоки мүмкін ықтимал, егер ғалам тармақшасында, сатып алынатын тауарларға зат теріс энергиясын (немесе) басқа да көздері теріс қысым), ол еді противодействовало гравитация және отталкивало еді. Ғалымдар тырысты пайдалана отырып, лазейку басынан бері 2000-шы жылдардың, бірақ әрқашан келіп, сол қосу ингредиенттер теріс энергиясын жасайды, олардың модельдері әлемнің тұрақсыз, өйткені кванттық флуктуациялар оң және теріс энергиясын мүмкін кенеттен рождаться вакуумда ғарыш нөлдік энергиясын. 2016 жылы ресейлік космолог Валерий Рубаков және оның әріптестері тіпті дәлелдеді теорему, юнидо-үлкен сынып тетіктерін отскока.

содан Кейін Идджас тауып тетігі отскока, ол айналып өтуге және алып тастау. Негізгі ингредиент оның моделі — қарапайым мәні, "скалярлық өріс", ол, негізінен, еді кіруге ойынды қашан ғалам сжималась және энергия жетекшілігімен высококонцентрированной. Скалярлық өріс еді жасыру өздерін гравитациялық өріс болатындай көрсетуге теріс қысым ғаламды кедергі сжатию және растягивая кеңістік-уақыт. Жұмыс Идджас — "лучшая попытка тежеу барлық ықтимал тұрақсыздығы және құруға, осы тұрақты моделі осы ерекше типімен заттар", дейді Жан-Люк Лейнерс, космолог-теоретик Институтының гравитациялық физика Планк Германия, сондай-ақ жұмыс атқарды вариациями отскока.

Грэм, Каплан және Рахендран өздерінің идеясын емес сингулярного отскока " препринте сайтында arxiv.org қыркүйек айында 2017 жылғы. Олар өз жұмыстарын бастадық туралы мәселені алмады ма, алдыңғы фаза қысу тарихында әлемнің мағынасын түсіндіру космологической тұрақты — әкімі айбек шағын санының, ол санын анықтайды қараңғы энергиясын, вшитой матаға кеңістік-уақыт, энергия, ол итермелейді ускоряющееся кеңейту ғаламның.

Жұмыс істей отырып, ең қиын бөлігі — отскоком үштік ғалымдар пайдаланды және екінші дәрежеде "забытую лазейку" теоремах сингулярности. Олар черпали шабыт ан ғаламның моделін ұсынған логиком Картиналар Геделем 1949 жылы, ол бірге Эйнштейном Институтында жұмыс істеді озық зерттеулер Принстоне. Гедель пайдаланған заңдар жалпы салыстырмалық теориясы құру үшін теориясы айналмалы ғаламның айналыс оның удерживало оның гравитациялық коллапс дәл орбита Жер бермейді, оған құлап наКүн. Гедель ерекше атап факт, бұл оның айналатын ғалам допускала "жабық времениподобные қисық", яғни шын мәнінде ілмектер. Қайтыс болғанына дейін ол былай деп әлем айналады дәлдігіне қалай болжайды оның моделі. Бүгін ғалымдар біледі, бұл емес; керісінше жағдайда бір бағыттары мен упорядоченности ғарышта еді предпочтительней басқа. Бірақ Грэм және компания анкарада қазақстан туралы шағын закрученных кеңістіктік өлшемде болуы мүмкін ғарышта тәрізді қосымша алты өлшеу апаттарына бастамашы болатын теориясымен ішектің. Мүмкін сжимающаяся ғалам айналатын осы бағыттағы?

елестетіп, тек бір ғана осы скрученных қосымша өлшеу, кішкентай шеңбер әрбір нүктесінде кеңістік. Айтқандай, Грэм, "әрбір нүктесінде кеңістік бар қосымша бағыт, онда сіз жылжыту, төртінші кеңістіктік өлшеу, бірақ сіз өтуге ғана шағын қашықтыққа және қайтып келетініңізді ал, бастаған қозғалыс". Егер жинақы қосымша өлшем болады, кем дегенде, үш, онда қарай қысу ғаламның зат және энергия бастау алады крутиться, олардың өздері де өлшеуге болады крутиться отырып, матамен және энергиясын. Айналыс қосымша өлшеу мүмкін кенеттен бастамашылық мықтылық. "Бұл зат керек еді сжаться" сингулярность, айналу қосымша өлшеу ұшырамаса, сол жаққа", - дейді Грэм. "Барлық бұл зат керек еді сжаться бір нүктесінде, бірақ оның орнына ол улетит қайтарам".

ғалымдардың назарын адамдарды шегі кәдімгі шеңбер космологов отскока. Шон Кэрролл, физик-теоретигі (Калифорния технологиялық институтының жатады, оған күмәнмен қарайды, бірақ өзін атайды идеясын "өте ақылды". Ол деп санайды маңызды әзірлеуге балама дәстүрлі тарих инфляция түсіну қаншалықты жақсы теориясы инфляция көрінеді салыстырғанда, әсіресе қашан іске қосылады телескопы жаңа буын. Ол сондай-ақ деп санайды, егер балама теориясы ең көп дегенде 5% мүмкіндік болды, оны тексеру тұр. Және бұл жұмыс — ерекшелік емес.