Ar Visata amžinai išsiplės ar galiausiai subyrės į mažytę dėmelę?
Birželio mėn. Paskelbtame dokumente teigiama, kad pagal pagrindinę fizikos teoriją neįmanoma be galo plėstis - spėlionė, sukėlusi didžiulius bangas fizikos bendruomenėje.
„Žmonės tai labai jaudina, nes, jei tai tiesa ir atrandama, tai būtų įspūdinga“, - teigė Vienos technologijos universiteto fizikas Timmas Wrase'as.
Dabar Wrase'as ir jo kolegos paskelbė atskirą tyrimą, kuriame įstrigo didžiulė skylė tuo argumentu, o tai reiškia, kad vis labiau besiplečianti visata dar negali būti atmesta.
Tamsi energija ir kosminė plėtra
Mūsų visata yra persmelkta didžiulės, nematytos jėgos, kuri, atrodo, priešinasi gravitacijai. Fizikai šią jėgą vadina tamsiąja energija, ir manoma, kad ji nuolat stumia mūsų visatą į išorę.
Bet birželio mėnesį fizikų grupė priešpresiniame žurnale „arXiv“ paskelbė pranešimą, kuriame teigiama, kad tamsiosios energijos laikui bėgant keičiasi. Tai reiškia, kad Visata nebus plečiama amžinai, bet ilgainiui gali sugriūti iki tokio dydžio, kokia ji buvo prieš Didįjį sprogimą.
Tačiau beveik iš karto fizikai rado problemų su šia teorija: kelios nepriklausomos grupės vėliau paskelbė dokumentus, kuriuose siūlė pataisyti prielaidą. Dabar spalio 2 d. Žurnale „Physical Review D“ paskelbtame dokumente teigiama, kad dabartinė prielaida negali būti tiesa, nes ji negali paaiškinti Higso bozono egzistavimo - kuris, kaip mes žinome, egzistuoja dėka didžiulis hadronų susidūrėjas, masyvus dalelių susidūrėjas Prancūzijos ir Šveicarijos pasienyje.
Vis dėlto šiek tiek teoriškai pakoregavus žlugusią visatos spėlionę, ji vis dar gali būti perspektyvi, - „Live Science“ pasakojo naujojo „Physical Review D“ bendraautorė Wrase.
Kaip paaiškinti viską, kas kada nors egzistavo?
Styginių teorija, kartais vadinama visko teorija, yra matematiškai elegantiška, bet eksperimentiškai neįrodyta sistema Einsteino bendrojo reliatyvumo teorijos sujungimui su kvantine mechanika. Styginių teorija leidžia manyti, kad visos dalelės, sudarančios visatą, yra ne taškai, o vienmatės vibracijos - ir tų virpesių skirtumai leidžia mums pamatyti vieną dalelę kaip fotoną, o kitą kaip elektroną.
Tačiau tam, kad stygų teorija būtų tinkamas visatos paaiškinimas, ji turi apimti tamsiąją energiją.
Įsivaizduokite šią tamsią energiją kaip rutulį kalnų ir slėnių peizaže, vaizduojančiame potencialios energijos kiekį, sakė Wrase. Jei rutulys stovi ant kalno viršaus, jis gali būti ir toliau, tačiau jis gali riedėti žemyn su kuo menkesniu pasipiktinimu, taigi jis yra nestabilus. Jei rutulys sėdi slėnyje, jis nesikeičia ar nejuda, turi mažai energijos ir yra stabilioje aplinkoje, nes net stiprus stūmimas jį nugręžtų atgal į slėnį.
Stygijų teoretikai ilgai manė, kad visatoje tamsioji energija yra pastovi ir nesikeičianti. Kitaip tariant, jis priglunda slėniuose tarp kalnų, nesisukdamas nuo kalno viršūnių ir taip nesikeisdamas per laiką, sakė Wrase'as.
Tačiau birželio mėn. Spėlionės rodo, kad norint, kad styginių teorija veiktų, kraštovaizdis neturi kalnų ar slėnių virš jūros lygio. (Pagal šią sampratą mūsų visata stovi virš jūros lygio - tai metaforiškai žymi tašką, kuriame tamsi energija pradeda arba sutraukti visatą, arba išstumti visatą.)
Atvirkščiai, kraštovaizdis yra nedidelis nuolydis ir tamsiosios energijos rutulys vis riedėjo žemyn. „Kol riedės žemyn, tamsi energija tampa mažesnė ir mažesnė“, - sakė Wrase'as. "Rutulio aukštis atitinka tamsiosios energijos kiekį mūsų visatoje".
Pagal šią teoriją tamsi energija galų gale atsidurs žemiau jūros lygio ir gali pradėti traukti visatą į savo buvusią formą iki didžiojo sprogimo.
Tačiau yra tik viena problema, - sakė Wrase'as.
„Mes parodėme, kad tokios nestabilios kalnų viršūnės turi egzistuoti“, - sakė jis. Taip yra todėl, kad mes žinome, jog Higso dalelė egzistuoja. Ir mes eksperimentiškai įrodėme, kad Higso dalelės gali egzistuoti šiuose kalnų viršūnėse ar „nestabiliose visatose“ ir gali būti sutrikdytos menkiausiu prisilietimu, sakė jis.
Sunkumas visatų stabilumo srityje
Cumrun Vafa, Harvardo styginių teoretikas ir vyresnysis spėlionių rašytojas nuo birželio mėnesio, „Live Science“ elektroniniame laiške teigė, kad iš tikrųjų originalios spėlionės turi „sunkumų su nestabiliomis visatomis“. Jis pridūrė, kad šis naujas dokumentas ir keli kiti rodo šią problemą. Tačiau yra keletas dokumentų, kuriuose siūloma šiek tiek pataisyti spėliones, kurios vis tiek atitiktų siūlomus apribojimus „Wrase“ ir jo komanda.
Net patikslintose spėlionėse „mes nebūtume stabilioje visatoje, greičiau viskas pasikeistų“, - teigė Wrase'as. Jis teigė, kad kalnų viršūnės gali egzistuoti, tačiau stabilių slėnių nėra. (Įsivaizduokite arklio balno formą). Rutulys turi ilgainiui pradėti riedėti, o tamsi energija turi keistis laiku, pridūrė jis. Bet „jei spėjama, kad neteisinga, tada tamsi energija gali būti pastovi, mes sėdime slėnyje tarp dviejų kalnų“, ir Visata toliau plečiasi.
Per 10–15 metų jis tikisi, kad palydovai, tiksliau matuojantys Visatos plėtimąsi, gali padėti mums suprasti, ar tamsi energija yra pastovi, ar kintanti.
Vafa sutiko. "Tai yra jaudinantis laikas kosmologijoje ir tikimės, kad per artimiausius kelerius metus pamatysime eksperimentinius įrodymus, kaip tamsiosios energijos pokyčiai mūsų visatoje pasikeitė", - sakė jis.
