22 октомври 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Проучване показва как Вселената е възникнала от предишен колапс

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 11 юли 2016 в 16:14168007
Снимка: physics.stackexchange.com

Според ново проучване, Вселената може да е претърпявала редуващи се периоди на разширяване и свиване, трансформирайки се от едно състояние в друго, като избягва сингулярността и нарушаването на физичните закони при Големия взрив. 

Изследването на Института за теоретична физика Периметър е подадено за публикуване в Physical Review Letters, за което накратко разказва сайтът на института.

Космологията има проблем

Проблемът е Големият взрив.

Стандартната космологията си представя първия миг на Вселената като сингулярност - тоест една точка, в която се побира всичко, цялата Вселената е вътре в нея. Цялата реалност е нула, а както знаем от елементарната математика, деленето на нула води до неопределеност - и сингулярността е неопределена. Тя няма нито отвън, нито вътре, тя не може да бъде описана. Тук законите на физиката се израждат напълно.

"Това е проблем", казва Нийл Търок (Neil Turok), космолог и директор на Института Периметър. "Стандартната космологията започва с невъзможност."

Изследването на Търок, заедно с Стефан Гилън (Steffen Gielen), бивш постдокторант в Периметър, а сега е сътрудник в Лондонския имперски колеж, хвърля нова светлина върху невъзможното начало на Вселената. Новото изследване е включено като предложения за Physical Review Letters.

Гилън и Търок представят Големият взрив като Големият подскок (Big Bounce) - не само в началото на тази Вселена, но в края на предишната Вселена. Предишната Вселена може би се свила в свръхуплътнено състояние, което маркира Големия й край и Големият взрив като начало на нашата Вселена.


На пръв поглед тази идея удовлетворява интуицията ни - поне обяснява откъде идват материята и енергията в тази единствена точка, но това не разрешава само по себе си проблемите със сингулярността. Тя все още е точно толкова невъзможна и неописуема. 

И така, как Гилън и Търок избягват този проблем?

Те започват с преглед на поведението на всички неща, присъстващи в ранната Вселена. В първите си 50 000 години, Вселената е била доминирана от радиацията. Цялата съществуваща свръхвисоко енергийна материя се проявява като радиация. Тази материя има специално състояние, което се оказва от решаващо значение за това изследване - тя е конформна. 

Понятието "конформност" има точно техническо значение в областта на физиката и математиката, но краткият й превод е "не зависи от мащаба". Светлината, например, е конформна. Светлината може да бъде под формата на радиовълни, които са широки километри или рентгенови лъчи, които имат ширината на атомно ядро. Уравненията на Максуел управляват и радиовълните, и рентгеновите лъчи, и не правят разлика между тях. Светлината не е уникален случай - физиката на елементарните частици подсказва, че при много висока енергия, цялата материя също не зависи от мащаба.

Преобразованието, което виждаме е конформно.

"Нашата работа започва от това наблюдение", обяснява Търок. "Ние правим предположението, че ранната Вселена е изпълнена с неща, които нямат мащаб. И тогава ние се опитваме да опишем квантова Вселена, която е изпълнена с такава материя и си задаваме въпроса как ще се държи тя".

Това се оказва по-просто, отколкото учените някога са мечтали. Те са изненадани да открият, че могат да използват стандартната квантова механика, без добавяне на украшения или изкуствени фактори, за да се опише и се предскаже как се развива Вселената. И се оказва, че тя се свива и преминава през сингулярност към Големия взрив.


Както Търок се изрази: "Оказва се, за наша изненада, в този особен случай, където всичко във Вселената е конформно, и всичко, което изследваме е размера на Вселената, бихме могли да квантуваме теорията точно и има решение, при което една Вселена с един размер преминава във Вселена с друг размер квантовомеханично". 

"Квантовата механика ни спасява, когато нещата се разпадат", коментира Гилън. "Това спестява на електроните колапса и разрушаването на атомите, така че е възможно това да спаси ранната вселена от такива екстремни процеси в началото и края като Големия взрив и Големия срив (big crunch).

Оказва се, че може. 

В създадения от Гилън и Търок модел, Вселената се приближава до точката на сингулярност и след това я прескача през друго измерение.

Квантовата Вселена в този модел се описва от комплексни числа - числа с имагинерна и реална компонента, съдържащи корен квадратен от минус единица. "Допълнителното" измерение може да е имагинерно. В точката на сингулярност, когато часовникът бие полунощ, той да няма реална част, но все още може да има имагинерна част - и по този начин все още да бъде описан от законите на физиката. Така че проблемът на сингулярността е решен.

Изглежда може би като измама, но имагинерните и комплексните числа са навсякъде в квантовата физика. В тази работа, Търок и Гилън с помощта на математиката описват квантовото тунелиране - явление от квантовата механика, при което една частица тунелира през бариера, която е твърде висока, за да се премине над нея.

Основната концепция на енергийната бариера може да се покаже с помощта на следната аналогия. Представете си топка, която се търкаля в падина между два хълма. Дори при липса на триене, топката ще се търкаля само напред и назад в падината, но никога няма да премине от другата страна, защото няма достатъчно енергия, за да се изкачи на хълма, разделящ двете падини.

Хълмът е енергийната бариера, която предотвратява преминаването от едната падина в другата. Топката е затворена в падината наляво, независимо, че дясната падина съответства на по-ниска енергия.


Квантовото тунелиране е повече от математически трик, то обяснява как работи синтеза в слънцето, както и на негова база е създадена технологията на тунелните електронни микроскопи.

В крайна сметка, Големият подскок в космологията - когато една Вселена се свива в един Големия срив, докато друга се разширява навън под формата на Голям взрив - не е нова идея. Търок по-специално е основен поддръжник на такава циклична космология повече от десетилетие. Но досега не бяха свъзани в точката на самият подскок - сингулярността.

Тази нова работа показва как само ако приемем, че всичко в ранната Вселена е конформно, позволява да се опише квантово космологията, как работи плавно Вселената преди и след сингулярността. Без дракони.

Не е чудно, изследователите описват работата си като "Перфектен подскок" (Perfect Bounce).


Препоръчани материали
begetron2
Рейтинг : 1071
19.07 2016 в 22:56 7
+ 4
- 2
Продължение.С надежда да разбере първопричината на съществуването и развитието на света, за да променим нашия среден свят като създадем битие на всички. Физиката върви по същия път, а обществените науки също, но верни резултати няма, а въпросите си остават висящи. Нова методология чука на вратата, която ще доведе до верни решения в науката, във философията и обществото, защото сега сме изправени пред диалемата да ни има, или да ни няма. Край.
begetron2
Рейтинг : 1071
19.07 2016 в 22:54 6
+ 1
- 2
Продължение.Какво е пространството на Космоса, какво е вакуумът, защото изглежда той се намира и вътре във Вселената и извън нея. Защо има антиматерия, което води до логиката за съществуването на Антивселени, с което ще се разреши въпроса, защо в нашата Вселена има антиматерия, но няма антивещество, антиатоми, които бяха получени в ЦЕРН като антиводород.. Това са въпросите за правилното търсене и вървене на физиката по-верния път без изкривяване, не да се правят уравнения, които не са свързани с тия въпроси и я водят в глуха линия, в която ще тъпче на място. Следват още много въпроси. Какво е ролята на елементарните частици в съществуващия свят, защото в тях е причината за Големия взрив, Защото човечеството е тръгнало още от древността на невежеството си към двата модела на света: мегасвета като различни интелигеблени философски модели и микро света на Демокритовия атом.
begetron2
Рейтинг : 1071
19.07 2016 в 22:49 5
+ 2
- 2
Продължение.Защото и в двата случай Вселената е с невъзможност да съществува и преди, и сега, и в бъдеще.. Изходът, който я прави съществуваща е Големият взрив и нейната цикличност, което са постигнали като правилен отговор двамата физици. Остава още прекален дефицит на отговори към които трябва да тръгнем с правилни въпроси, а не със сложни и неправилни уравнения. Първо трябва да зададем въпроса, какво е това място, където е възможно цикличността на Вселената, което води до друг въпрос. Само една ли е Вселената и какво има извън нея. Защото вътре в нея е ясно има вещество, което осъществява свиването и цикличните процеси, за да няма магическо разширявана и свиване на пространството и времето. Логично е да допуснем безкрайност на Космическата пустош, но е идиотски нелогично в нея да има само е една Вселена, а физиците още строят уравненията си само за една Вселена. Следват още прекалено много въпроси, които правилно да бъдат зададени.
begetron2
Рейтинг : 1071
19.07 2016 в 21:59 4
+ 2
- 2
Най- после се постига една вярна хипотеза за началото и края на нашата Вселена като цикличен процес, което беше очевидна истина, но изкривена от стотици какви ли не математически хипотези на физиците. Затова е полезен предварителен мислен логичен модел, който да се изведе от научните доказани постижения в квантовата физика и астофизиката и в последствие да се математизира, но не като постоянно се усложняват уравненията, които се превръщат във фантастична сингулярност,а като се опростяват както са направили авторите в статията. Така сингулярните уравнения не могат да излязат от своята сингулярна яма и да се съгласуват с обективната действителност на материалната сингулярност.Не може да допуснем.Вселената да се превърне в точка, защото свиването и се осъществява от погълнатата материя, която не е безкрайна, и като се свърши се слага край на свиването. Появява се ограничение на свиването, което я спасява от превръщането и в точка и от безкрайното движение към физическата материална точка.
+ 12
- 0
Първо за Уау-Цъ: Никой не представя идеята за последователно колапсиращата и разширяваща се Вселената като нова. Новото е КАК става това, без да се счупят законите на физиката, КАК да се избегнат парадоксите на сингулярността. Ведите да не би да са написали нещо за тунелния ефект?

За vmv, конформността се отнася за периода, когато цялата енергия/материя е била само във вид на радиация:

"За В първите си 50 000 години, Вселената е била доминирана от радиацията. Цялата съществуваща свръхвисоко енергийна материя се проявява като радиация. Тази материя има специално състояние, което се оказва от решаващо значение за това изследване - тя е конформна."
Законите в този период не зависят от мащаба.

Мащабният коефициент може да е мъничък (Планктова дължина, а може би и повече - в обхвата на тунелния ефект), но не и нула.
Питате "Защо?".. Ами какво по-естествено, когато Вселената се е свила толкова да действат квантовите закони? Тези юнаци са наистина гениални!
vmv
Рейтинг : 1355
11.07 2016 в 17:21 2
+ 0
- 9
Е-е! Ама това ... нищо не обяснява.
След като "не зависи от мащаба" ?! - Какъв е мащабът на ... втората картинка на навързаните балончета?-като биренки.. Към размер на какво е отнесен мащабът?
Ние - нашия свят който "схващаме" е в средните мащаби (по логаритмичната скАла на дължините на елмагн. вълни - от най-късата вълна - гравитон (измеримо неутрино), до най-дългата, голяма ... колкото Вселената, която "виждаме". С фотони от вълни виждаме).
Че е конформна ..."сметката" - още нищо не значи, щом не са казва ЗАЩО Е ТАКА?!
+ 2
- 13
Добър ден! Диханието на Брахма го наричат тоя процес индусите, при това от хиляди години. Откриватели...
 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.