U popularnej teorii pochodzenia Wszechświata pojawiły się problemy

że Wszechświat miał początek. Ale od czego to się zaczęło? Czym była na początku? Wiemy, że wszystko zaczęło się od bardzo szybkiego rozwoju i skończyło się wraz z pojawieniem się dużej ilości galaktyk, wykonanych z małych cząstek. Ale co było wcześniej? Jakie były prawa fizyki, kiedy wszystko się zaczęło? Znane fizyki James Хартл i Stephen Hawking zaproponował kilka odpowiedzi na te pytania kilka lat temu. Nowa praca innej grupy fizyków analizował popularną interpretację geometrii Wielkiego Wybuchu Hawkinga i Хартла i boryka się z pewnymi kłopotami. Wyniki te rzucają światło na problem początku Wszechświata. Nowe przeszkody, które musiał pokonać wszystkich teorii przyszłości.

"staraliśmy się przeprowadzić bardziej rygorystyczne obliczanie i mam inne rozwiązanie", mówi Hiob Фельдбрюгге, miejsce zamieszkania-doktorant Instytutu Obwodu. "Teoria, którą używamy, rzuca nowe światło na istniejącą teorię i pokazuje, że może ona nie działać tak, jak się spodziewaliśmy".

Zwykle naukowcy próbują zrozumieć początek Wszechświata, wpatrując się w prawa grawitacji Einsteina, wymienione ogólnej teorii względności, i odtwarzając je w odwrotnej kolejności. W końcu oni chcą dojść do tego momentu, kiedy Wszechświat był bardzo mały. Ale najciekawsze pojawiają się pytania na temat tego, jak wyglądała młoda Wszechświat, czy była na tyle mała, aby mechaniki kwantowej, która zarządza najmniejszych cząstek, atomów i fotonów.

Istnieje kilka sposobów, aby rozpocząć Wszechświat podobny do naszego. Może być, że Hawking i Хартл, ta конденсированная Wszechświat był tylko jednym punktem w przestrzeni ze specjalnym stanem kwantowym, tak zwanej fali jest funkcja, która opisuje to wszystko językiem mechaniki kwantowej. Następnie pojawiło się czas. Filozofii i religii trzeba wiele mówić na ten temat, ale matematykom potrzebna jest tylko długopis i papier. Ta punktowy Wszechświat rozwijała się na podstawie matematyki ogólnej teorii względności z pierwszymi właściwości mechaniki kwantowej, wbudowanej w jej strukturę. W ten sposób, te małe losowe fluktuacje energii w przestrzeni musieli w procesie szybkiego rozwoju — inflacji — przekształcić się w zakrojone na szeroką skalę różnicy gęstości, które obserwujemy we współczesnej Wszechświata, z galaktykami i puste przestrzenie. Teoria Hawkinga i Хартла była jednym z kilku sposobów, aby zaznaczyć początek Wszechświata bez osobliwości, punktu zerowego wielkości i nieskończonej masy, w której nie było sensu. Inne pomysły, jak te, które proponował Aleksander Виленкин, nie jest przedmiotem tej pierwotnej osobliwości.

Nowy artykuł, który niedawno pojawił się na serwerze препринтов arXiv, wprowadza problem. Przy obliczeniach w matematyce Hawkinga, Хартлса i Виленкина nowa drużyna nie otrzymała maleńkich kwantowych wahania, niezbędnych do tworzenia dzisiejszym Wszechświecie. Zamiast tego te fluktuacje gigantyczne i tworzą wszechświat, zupełnie w przeciwieństwie do naszej.

"Obliczenia, które wytwarzaliśmy, powodują silny falom grawitacyjnym po Wielkim Wybuchu", mówi Фельдбрюгге — ogromnym wahaniom w formie samego czasu i przestrzeni. "To nie mogło doprowadzić do wszechświata jak dziś. Obliczenia są sprzeczne z tym, co widzimy".

Хартла nie jest szczególnie niepokoją wyniki drużyny Фельдбрюгге. "W kosmologii u nas na razie za mało danych w porównaniu z tym, co mogłoby być", mówi. "Dlatego dokładamy wszelkich starań, wspierając część teorii, która najlepiej spełnia nasze obserwacje". Uważa on nową pracę kolejną próbą odwrócić grę, proponując więcej informacji i inny matematyczny drogę, którą mogą podążać naukowcy. "Oficery śledczy ma prawo wybrać, gonić za tym pomysłem lub za inny".

Jego drużyna także ostatnio opublikował inną pracę, пересматривающую jego własną matematykę, i wykazać, dlaczego jego teoria wciąż działa.

A jednak matematyka Фельдбрюгге i jego zespołu, wygląda na to, pokazuje, że gładki wygląd wszechświata, bez żadnej osobliwości "nie jest rozwiązaniem". Ich matematyka prosto kwestionuje Хартла i Hawkinga.

Łączenie mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności dla wyjaśnienia początku Wszechświata nie jest ani czymś nowym, ani problemem, zbliżonej do rozdzielczości. W rzeczywistości, jest to jeden z głównych problemów, który próbują rozwiązać fizycy-teoretycy, biorąc pod uwagę jej znaczenie dla zrozumienia pochodzenia Wszechświata, gdy oba zestawy przepisów stosuje się w jednym i tym samym skalę i znaczenie dla czarnych dziur, w których grawitacja jest tak silna, że światło nie może jej opuścić.

Ale najważniejsze w tym, że Фельдбрюгге nie uważa, że wszechświat, począwszy od praw mechaniki kwantowej i teorii względności, mogła stworzyć małe fluktuacje, które doprowadzą do takiego wszechświata, jak nasz — on myśli, że musi być coś jeszcze. "Nie jest jasne, jakie rozwiązanie będzie ostatecznym rozwiązaniem", mówi.

Opinie fizyków w tej sprawie różne. Wiecie, że paul steinhardt, profesor fizyki na uniwersytecie Princeton, mówi, że już istnieją alternatywne sposoby pozwalające uniknąć problemów w nowej pracy, a także skarg na model Hawkinga — Хартла. Ta tak zwana bezgraniczna model wymaga pewnych matematycznych okrężnych rozwiązań do tworzenia wszechświata, jak nasza.

"Jaka jest alternatywa? Odbicia bez osobliwości", mówi on, powołując się na model, który rozwija się wraz z космологом-teoretyka z Princeton Anną Идджас. Według tego modelu, wszechświatupada, a następnie rozwija się w nasz własny świat, na długo przed tym, jak można zacząć myśleć o efektach mechaniki kwantowej.

Sabina Хоссенфельдер, pracownik naukowy Głównego instytutu zaawansowanych badań, nie jestem pewna w nowych wynikach. "Jedyne, co mogę stwierdzić, to że nie wiedzieliśmy, jak zaczęła się wszechświat przed tym, jak została napisana ta praca. I nie dowiedziałem się tego po tym, jak ta praca ukazała się w światło". Teoretycy poważnie odnoszą się do matematyki i robiły te obliczenia z czasem i przestrzenią, na długo przed tym, jak ich potwierdzą teleskopy. Jedynym sposobem, aby wiedzieć na pewno, co się dzieje, to eksperymenty.

Dzisiaj większość tych teorii mogą być potwierdzone lub obalone obserwacjami najstarszego światła, które do nas przychodzi, kosmicznego mikrofalowego tła. Naukowcy mają nadzieję, że wnioski z ich teorii pozwalają wyróżnić ważne sygnatury z tych danych.

Czy Można sprawdzić działanie Фельдбрюгге i jego zespołu? Oni przecież tylko początek. Oczywiście, na sprawdzenie zajmie dużo czasu. Naukowcom trzeba w końcu stworzyć świat, który będzie wyglądać jak nasze. Ale szczegóły tego procesu nie zostały jeszcze określone.