Olam | Multiverse | Parallel olam | Fazo vaqti | Katta portlash nazariyasi

Kengayib borayotgan koinot va Katta portlashning rasmini qo'llab-quvvatlaydigan katta ilmiy dalillar to'plami mavjud. Olamning butun massa energiyasi davomiyligi 10 ^ -30 sekunddan kam bo'lgan hodisada chiqarildi; bizning Koinotimiz tarixida sodir bo'lgan eng baquvvat narsa. NASA / GSFC

Bu Katta Portlashdan beri atigi 13,8 milliard yil o'tdi va har qanday ma'lumot sayohat qiladigan eng yuqori tezlik - yorug'lik tezligi cheklangan. Butun olam o'zi haqiqatan ham cheksiz bo'lishi mumkin bo'lsa-da, kuzatiladigan olam cheklangan. Nazariy fizikaning etakchi g'oyalariga ko'ra, bizning olamimiz juda katta sonli bitta kichikroq mintaqa bo'lishi mumkin, uning ichiga ko'plab olamlar, hatto cheksiz sonlar ham kiradi. Ulardan ba'zilari dolzarb fandir, ammo ba'zilari spekulyativ, istaksiz fikrlashdan boshqa narsa emas. Qaysi biri ekanligini qanday aniqlashtirish kerak. Birinchidan, ozgina fon.

Bugungi kunda koinot bu haqda bir nechta dalillarga ega, ularni kuzatish oson, hech bo'lmaganda jahon darajasidagi ilmiy vositalar bilan. Biz koinot kengayib borayotganini bilamiz: biz galaktika xususiyatlarini ularning masofasini va bizdan uzoqlashishini qanchalik tezligini o'rgatadigan narsalarni o'lchay olamiz. Ular qancha uzoqroq bo'lsa, ular shunchalik tez orqaga chekinishadi. Umumiy nisbiylik nuqtai nazaridan olam kengayib borayotganligini anglatadi.

Va agar bugungi kunda olam kengayib borayotgan bo'lsa, bu o'tmishda u kichikroq va zichroq bo'lgan degan ma'noni anglatadi. Orqa tomondan ekstrapolyatsiya qiling, shunda siz narsalar bir tekisroq (chunki tortishish narsalarning bir-biriga to'planishi uchun vaqt talab etadi) va issiqroq bo'ladi (chunki yorug'lik uchun kichikroq to'lqin uzunligi yuqori energiya / haroratni anglatadi). Bu bizni Katta Portlashga olib boradi.

Katta portlashdan to hozirgi kungacha, kengayib borayotgan Olam kontekstida bizning kosmik tariximizning tasviri. Birinchi Fridmann tenglamasi inflyatsiyadan Katta portlashgacha bo'lgan hozirgi kungacha va hozirgi kungacha bo'lgan barcha davrlarni mukammal aniqlik bilan tavsiflaydi. NASA / WMAP ILM UChUN

Ammo Katta Portlash Olamning boshlanishi emas edi! Katta portlash bashoratlari buzilishidan oldin biz faqat ma'lum bir davrga qaytishimiz mumkin. Olamda biz Katta Portlashni tushuntirib bermaydigan bir qancha narsalar bor, ammo Katta Portlashni o'rnatadigan yangi nazariya - kosmik inflyatsiya.

Inflyatsiya paytida yuzaga keladigan kvant tebranishlari olam bo'ylab cho'zilib ketadi va inflyatsiya tugashi bilan ular zichlikdagi tebranishlarga aylanadi. Bu vaqt o'tishi bilan bugungi kunda koinotdagi keng ko'lamli tuzilishga, shuningdek CMB.Eda kuzatilgan haroratning o'zgarishiga olib keladi. SIEGEL, ESA / REANCKdan olingan rasmlar bilan va DOE / NASA / NSF INTERAGENCY MA'LUMOTLARI CMB tadqiqotida

80-yillarda inflyatsiyaning ko'plab nazariy oqibatlari ishlab chiqilgan, jumladan:

  • katta hajmli tuzilma urug'lari qanday ko'rinishga ega bo'lishi kerak,
  • harorat va zichlik tebranishlari kosmik ufqdan kattaroq miqyosda bo'lishi kerak,
  • kosmosning barcha mintaqalari, hatto dalgalanmalarda ham doimiy entropiyaga ega bo'lishi kerak,
  • Katta Portlash paytida erishilgan maksimal harorat bo'lishi kerak.

1990, 2000 va 2010 yillarda bu to'rtta bashorat kuzatuv bilan aniqlik bilan tasdiqlandi. Kosmik inflyatsiya g'olibdir.

Inflyatsiya kosmosning eksponental ravishda kengayishiga olib keladi, bu juda tez paydo bo'lishi mumkin, oldindan mavjud bo'lgan har qanday egri yoki silliq bo'lmagan bo'shliq tekis ko'rinishga olib keladi. Agar koinot egri bo'lsa, uning egri chizig'i biz kuzatadigan darajadan kamida yuzlab marta katta bo'ladi. SIEGEL (L); NED WRIGHT KOSMOLOGIYA TUTERIYATI (R)

Inflyatsiya bizga Katta Portlashdan oldin Olam zarrachalar, antipartrikulalar va nurlanish bilan to'ldirilmaganligini aytadi. Buning o'rniga, u kosmosning o'ziga xos energiya bilan to'ldirilgan edi va bu energiya kosmosning tez, beparvo va ekspansional tezlikda kengayishiga olib keldi. Bir payt inflyatsiya tugaydi va shu energiyaning barchasi (yoki deyarli barchasi) materiya va energiyaga aylanadi va Katta Portlash yuzaga keladi. Inflyatsiyaning tugashi va "Olamimizni isitish" nomi bilan ma'lum bo'lgan narsa Katta Portlashning boshlanishini anglatadi. Katta portlash hali ham sodir bo'ladi, ammo bu boshlanishi emas.

Inflyatsiya biz kuzatib bo'lmaydigan darajada ulkan darajada kuzatilmaydigan olamning mavjudligini bashorat qilmoqda. Ammo bu bizga bundan ham ko'proq narsani beradi. SIEGEL / GALAXY BOSHQARMASI

Agar bu to'liq hikoya bo'lsa edi, biz bitta juda katta olam bo'lar edik. Bu hamma joyda bir xil xususiyatlarga ega bo'lar edi, hamma joyda bir xil qonunlar va bizning ko'zga ko'rinadigan ufqimizdan tashqarida bo'lgan qismlar biz turgan joyga o'xshash bo'lar edi, lekin uni oqilona deb atash mumkin emas edi.

Ungacha, ya'ni jismoniy mavjud bo'lgan barcha narsalar tabiatan kvant bo'lishi kerakligini eslaysiz. Hatto inflyatsiya, uning atrofidagi barcha noma'lumlar ham kvant maydoni bo'lishi kerak.

Inflyatsiyaning miqdoriy tabiati, bu koinotning ba'zi

Agar siz inflyatsiyaning barcha kvant maydonlaridagi xususiyatlarga ega bo'lishini talab qilsangiz:

  • uning xususiyatlari o'ziga xos noaniqliklarga ega ekanligi,
  • maydon to'lqinlar funktsiyasi bilan tavsiflanadi,
  • vaqt o'tishi bilan maydonning qiymatlari tarqalishi mumkin,

siz hayratlanarli xulosaga kelasiz.

Qaerda inflyatsiya yuzaga kelsa (ko'k kublar), bu har bir qadam o'z vaqtida oldinga siljib, fazoning ko'proq ekspansion mintaqalarini hosil qiladi. Inflyatsiya tugaydigan (qizil Xs) ko'p sonli kublar bo'lsa ham, inflyatsiya kelajakda davom etadigan juda ko'p mintaqalar mavjud. Bu hech qachon tugamasligi, inflyatsiya boshlanganda uni «abadiy» qiladi. SIEGEL / GALAXY BOSHQARMASI

Inflyatsiya hamma joyda birdaniga tugamaydi, aksincha istalgan vaqtda tanlangan, ajratilgan joylarda, shu joylar orasidagi bo'shliq oshib boraveradi. Inflyatsiya tugashi va Katta Portlash boshlanadigan juda ko'p, ulkan kosmik mintaqalar bo'lishi kerak, ammo ular hech qachon bir-birlariga duch kelolmaydilar, chunki ular fazoni alanga oladigan mintaqalar bilan ajratilgan. Qaerda inflyatsiya boshlansa, hech bo'lmaganda joylarda abadiy davom ettirish kafolatlangan.

Inflyatsiya biz uchun tugagan joyda, biz Katta Portlashni boshlaymiz. Biz kuzatayotgan olamning bir qismi - inflyatsiya tugagan ushbu mintaqaning faqat bir qismi, undan tashqarida esa ko'proq boshqarib bo'lmaydigan olam mavjud. Ammo son-sanoqsiz ko'plab viloyatlar mavjud, ularning barchasi bir-biridan ajratilgan, xuddi shu voqea.

Doimiy ravishda kengayib boradigan koinot okeanida bir-biridan sababsiz ajratilgan bir nechta mustaqil olamlarning tasviri, Multiverse g'oyasining bir tasviridir. Katta portlash boshlangan va inflyatsiya tugaydigan mintaqada o'sish sur'ati pasayadi, inflyatsiya esa ularni shunday ajratib turadi.

Bu ko'p qirralarning g'oyasi. Ko'rib turganingizdek, u nazariy fizikaning ikkita mustaqil, yaxshi tashkil etilgan va keng qabul qilingan jihatlariga asoslanadi: har bir narsaning kvant tabiati va kosmik inflyatsiyaning xususiyatlari. Uni o'lchashning ma'lum usuli yo'q, xuddi bizning Olamimizning ko'rinmaydigan qismini o'lchashning imkoni yo'q. Ammo uning asosida yotgan ikkita nazariya, inflyatsiya va kvant fizikasi haqiqat ekanligini isbotladi. Agar ular haq bo'lsa, demak, ko'k rang - bu muqarrar oqibat va biz unda yashayapmiz.

Turli xil fikrlarda aytilishicha, biznikiga o'xshab o'zboshimchalik bilan juda ko'p olamlar bor, lekin bu bizda boshqa versiya mavjudligini anglatmaydi va bu o'z-o'zidan muqobil versiyaga o'tish uchun barcha imkoniyatlar mavjudligini anglatmaydi. ... yoki umuman olamdan biron narsa. Umuman DAVY / FLICKR

Nima qilibdi? Bu juda ko'p narsa emas, shunday emasmi? Mumkin bo'lmagan ko'p nazariy oqibatlar mavjud, ammo biz ularni aniqlay olmaymiz, chunki biz ularni sinab ko'rolmaymiz. Multiversiya bu uzun qatorlardan biridir. Bu, ayniqsa, foydali emas, shunchaki bu nazariyalardan kelib chiqadigan qiziqarli bashorat.

Xo'sh, nega bu qadar ko'p nazariy fiziklar multivitlar haqida maqolalar yozadilar? Parallel universitetlar va ularning ushbu turli-tumanliklar orqali bizning o'zaro aloqasi haqida? Nega ular aylanishlar tor manzara, kosmologik doimiy va hatto bizning Olamimiz hayot uchun yaxshi moslanganligiga bog'liq deb da'vo qiladilar?

Garchi bu aniq yomon fikr bo'lsa ham, ularda bundan yaxshirog'i yo'q.

Simli peyzaj nazariy potentsialga to'la qiziqarli g'oya bo'lishi mumkin, ammo u bizning Koinotimizda ko'radigan biron bir narsani oldindan aytib berolmaydi.

Simlar nazariyasi nuqtai nazaridan, deyarli har qanday qiymatni qabul qilishi mumkin bo'lgan juda ko'p parametrlar mavjud. Nazariya ular uchun hech qanday bashorat qilmaydi, shuning uchun ularni qo'l bilan kiritishimiz kerak: vakuaning satrining taxminiy qiymatlari. Agar siz simlar nazariyasida paydo bo'lgan taniqli 10500 kabi juda katta sonlarni eshitgan bo'lsangiz, vakuaning satrlari mumkin bo'lgan qiymatlari ular murojaat qiladigan narsadir. Biz ular nima ekanligini yoki nima uchun ular qadriyatlarga ega ekanligini bilmaymiz. Hech kim ularni qanday hisoblashni bilmaydi.

Turli parallel

Shunday qilib, buning o'rniga ba'zi odamlar "bu turli xil!" Fikrlash liniyasi quyidagicha bo'ladi:

  • Nima uchun fundamental konstantalar qiymatlari borligini bilmaymiz.
  • Fizika qonunlari nima uchun bu ekanligini bilmaymiz.
  • String nazariyasi bu fizika qonunlarini bizning fundamental doimiylarimiz bilan birga bera oladigan, ammo boshqa qonunlar va / yoki boshqa doimiylarni ham berishi mumkin.
  • Shuning uchun, agar bizda juda ko'p sonli hudud bo'lsa, unda turli xil mintaqalarda turli xil qonunlar va / yoki doimiyliklar mavjud bo'lsa, ulardan biri biznikidir.

Katta muammo shundaki, bu nafaqat juda katta spekulyativdir, lekin inflyatsiya va biz bilgan kvant fizikasini hisobga olsak, inflatsiya qilayotgan fazoda turli mintaqalarda turli xil qonunlar yoki doimiylik mavjud deb taxmin qilish uchun hech qanday sabab yo'q.

Ushbu fikrlash chizig'i sizni hayratda qoldirmadimi? Bu deyarli boshqa hech kim emas.

Bizning Koinotimiz Yer kabi dunyoni yaratishi mumkinligi ehtimoldan uzoqmi yoki ehtimolmi? Agar bizning Olamimizni boshqaruvchi asosiy doimiylar yoki qonunlar boshqacha bo'lganida, bu to'qnashuvlar naqadar o'rinli bo'lar edi? Ushbu surat qopqog'idan olingan Faxtli olam ana shunday mavzularni ko'rib chiqadigan ana shunday kitoblardan biridir. GERAINT LEWIS VA LUKE BARNES

Avval aytib o'tganimdek, Multiverse bu ilmiy nazariya emas. Aksincha, bu fizika qonunlarining nazariy natijasidir, chunki ular bugungi kunda eng yaxshi tushunilgan. Ehtimol, bu qonunlarning muqarrar oqibatlari: agar sizda kvant fizikasi boshqaradigan inflyatsion olam bo'lsa, bu sizga juda ko'p bog'liqdir. Ammo, String Nazariyasi singari, u juda katta muammolarga ega: u biz kuzatgan va tushuntirib berolmaydigan narsalarni oldindan aytib berolmaydi va biz borishimiz va izlashimiz mumkin bo'lgan aniq narsani oldindan aytib berolmaydi.

Kvant vakuumidagi virtual zarralarni ko'rsatadigan kvant maydoni nazariyasini hisoblashning vizualizatsiyasi. Bo'sh joylarda ham, bu vakuum energiyasi nolga teng emas. Multivarkaning boshqa mintaqalarida bir xil, doimiy qiymatga ega bo'ladimi-yo'qmi, biz bila olmaydigan narsadir, ammo bunday bo'lishi uchun hech qanday sabab yo'q. DEREK LEINWEBER

Bu jismoniy olamda biz qila oladigan barcha narsani kuzatish va yig'ib olishimiz mumkin bo'lgan har bir bilimimizni o'lchash juda muhimdir. Faqat mavjud ma'lumotlarning to'liq to'plamidan biz Olamimiz tabiati to'g'risida har doim asosli va ilmiy xulosalar chiqarishga umid qilamiz. Ushbu xulosalarning ba'zilari biz o'lchay olmaydigan oqibatlarga olib keladi: ko'katlarning mavjudligi shundan kelib chiqadi. Ammo odamlar shundan so'ng fundamental konstantalar, fizika qonunlari yoki bo'sh bo'shliqning qiymatlari to'g'risida xulosa chiqarishlari mumkinligi haqida bahslashganda, ular endi fan bilan shug'ullanmaydilar; ular spekulyatsiya qilmoqdalar. Xayoliy fikrlash ma'lumotlar, tajribalar yoki kuzatiladigan narsalar o'rnini bosa olmaydi. Bizda shunday holatlar bo'lmaguncha, shuni yodda tutingki, ko'ngil ochish bugungi kunda mavjud bo'lgan eng yaxshi ilm-fan natijasidir, ammo biz sinab ko'rishimiz mumkin bo'lgan biron bir ilmiy bashorat qilmaydi.

Bu Astrofizika faniga muhim ahamiyat berishi mumkin degan umiddamiz ..

Jyotiraditya