No popular teorias de origem do Universo surgiram problemas

O Universo teve um começo. Mas o que começou? Que tornou-se no início? Sabemos que tudo começou com bastante rápida expansão e terminou o surgimento de um grande número de galáxias, feitas a partir de pequenas partículas. Mas isso foi antes? Quais foram as leis da física, quando tudo começou? Conhecidos física James Хартл e Stephen Hawking, sugerimos algumas respostas a estas questões, algumas décadas atrás. Novo trabalho de outro grupo de físicos analisou popular, a interpretação da geometria do Big Bang Hawking e Хартла e deparou com alguns problemas. Estes resultados lançar luz sobre o problema do início do Universo. Um novo obstáculo que terá que superar a todos teorias do futuro.

"Nós tentamos passar mais de um cálculo rigoroso e recebeu outra solução", diz jobe é Фельдбрюгге, residente-doutorando do Instituto de Perímetro. "A teoria de que nós usamos, lança nova luz sobre a teoria existente e mostra que ela pode não funcionar do modo como esperávamos".

Normalmente os cientistas tentam entender o começo do Universo, olhando para as leis da gravidade de Einstein, nomeados a relatividade geral, e quando perde-las na ordem inversa. Afinal de contas, eles querem caminhar até o momento, quando o Universo era muito pequeno. Mas o mais interessante perguntas surgem sobre o tema de como estava a jovem Universo, foi bastante pequena, para obedecer às leis da mecânica quântica, que controla as menores partículas, os átomos e fótons.

Existem várias maneiras de iniciar um Universo semelhante ao nosso. Pode ser, pensaram Hawking e Хартл, esta condensado, o Universo era apenas um ponto no espaço com um квантовым o estado, a assim chamada função de onda, que descreve tudo isso a linguagem da mecânica quântica. Então veio o tempo. A filosofia e a religião precisa de um monte de falar sobre este tema, mas os matemáticos você só precisa de papel e caneta. Esta dispersão Universo evoluiu com base na matemática teoria geral da relatividade com a respectiva formação e propriedades da mecânica quântica, integrada em sua estrutura. Então, essas pequenas as flutuações aleatórias de energia no espaço deve estavam em processo de rápida expansão — inflação — transformar-se em grande escala a diferença de densidade, o que vemos nos moderna, o Universo, as galáxias e пустотами. A teoria de Hawking e Хартла foi uma das várias formas de significar o início de um Universo sem singularidade, o ponto zero de volume e infinita de massa, em que não fazia muito sentido. Outras idéias, como aqueles que ofereceu Alexander Vilenkin, não viram a esta singularidade primordial.

Um Novo artigo, que recentemente apareceu em um servidor препринтов lima, introduz o problema. Quando os cálculos em matemática Hawking, Хартлса e Виленкина nova equipe não recebeu pequenas flutuações quânticas, necessários para a criação de hoje do Universo. Em vez disso, essas flutuações gigante e criam um universo completamente непохожую a nossa.

"os Cálculos que fizemos, resultam em fortes ondas gravitacionais após o Big Bang", diz Фельдбрюгге — o enorme variações na forma do próprio espaço-tempo. "Isso não pode resultar em um universo como o de hoje. Cálculos contradizem aquilo que vemos".

Хартла particularmente não incomodam os resultados do comando Фельдбрюгге. "Na cosmologia temos muito poucos dados, em comparação com o que poderia ser", diz ele. "Por isso fazemos todo o possível, mantendo a parte da teoria que melhor satisfaz as nossas observações". Ele acredita que o novo trabalho uma tentativa de virar o jogo, pedindo mais informações e o outro é um caminho que pode seguir cientistas. "Os pesquisadores têm o direito de escolher perseguir-lhes por causa dessa idéia, ou por outro".

Sua equipe também publicou recentemente um outro trabalho, пересматривающую a sua própria matemática, e demonstrou, por que sua teoria ainda está funcionando.

, E de tudo mesmo de matemática Фельдбрюгге e de sua equipe, parece, mostra que suave o surgimento do universo, sem qualquer singularidade "não é uma opção". A sua matemática diretamente contesta Хартла e Hawking.

A Vinculação da mecânica quântica e da teoria geral da relatividade para explicar o início do Universo não é algo novo nem um problema, perto de resolução. De fato, é um dos principais problemas que estão tentando resolver físicos teóricos, dada a sua importância para a compreensão da origem do Universo, quando ambos os conjuntos de leis se aplicam na mesma escala, e a importância de buracos negros, onde a gravidade é tão forte que nem a luz pode sair do clube.

Mas, o mais importante é que Фельдбрюгге não acredita que o universo, começando com as leis da mecânica quântica e da relatividade, capaz de criar pequenas flutuações, o que levará a esse universo, como o nosso — ele acha que deve haver algo mais. "Não está claro qual é a solução se tornará a versão final", diz ele.

As Opiniões de físicos sobre o assunto mais diferentes. Paul Штейнхардт, professor de física na universidade de Princeton, diz que já existem alternativas que podem ajudar a evitar problemas no novo trabalho, mas também de outras queixas no modelo de Hawking — Хартла. Esta assim chamada ilimitada modelo requer alguns matemáticos soluções para a criação de um universo como o nosso.

"Qual é a alternativa? A repercussão sem singularidade", diz ele, referindo-se a um modelo, que ele desenvolve junto com космологом-teórico de Princeton Anna Идджас. De acordo com este modelo, o universorecolhe e, em seguida, se desdobra em nosso próprio universo, muito antes de você pode começar a se perguntar sobre os efeitos da mecânica quântica.

Sabina Хоссенфельдер, pesquisador de Frankfurt e do instituto de estudos avançados, não acredito em resultados novos. "A única coisa que posso concluir é que nós não sabemos como o universo começou antes, como foi escrito este trabalho. E nós não aprendemos isso, depois de este trabalho foi publicado". Os teóricos a sério a matemática e fazendo estes cálculos com o tempo e o espaço, muito antes de sua confirmar os telescópios. A única maneira de saber com certeza o que está acontecendo, é experimentos.

Hoje, a maioria dessas teorias podem ser confirmadas ou refutadas com observações mais antigo de luz que chega até nós, cósmica de microondas de fundo. Os cientistas esperam que as descobertas, a partir de suas teorias permitem seleccionar importantes assinaturas destes dados.

Pode-se verificar o funcionamento Фельдбрюгге e de sua equipe? Afinal, eles apenas começaram. Obviamente, a verificação vai demorar muito tempo. O cientista precisa acabar de criar um universo, que seria como a nossa. Mas os detalhes deste processo não foram ainda definidos.