Tyrėjai sukūrė susitraukiančios visatos, egzistavusios iki Didžiojo sprogimo, modelį. Spustelėkite norėdami padidinti
Didysis sprogimas apibūdina, kaip Visata prasidėjo kaip vienas taškas prieš 13,7 milijardo metų ir nuo to laiko plečiasi, tačiau nepaaiškinama, kas nutiko prieš tai. Penno valstijos universiteto tyrėjai mano, kad dabartinėje visatoje turėtų būti įrodymų, kurie galėtų būti panaudoti žvelgiant atgal prieš Didįjį sprogimą, pėdsakų. Remiantis jų tyrimais, buvo sutraukianti visata, kurios erdvės ir laiko geometrija panaši į mūsų besiplečiančią visatą. Visata sugriuvo ir tada „atšoko“ kaip Didysis sprogimas.
Remiantis bendrąja Einsteino reliatyvumo teorija, Didysis sprogimas žymi pradžią - didįjį įvykį, kuriame gimė ne tik materija, bet ir pats laiko-erdvės laikas. Nors klasikinės teorijos nepasako apie egzistavimą iki to momento, Penno valstijos tyrimų komanda pasinaudojo kvantiniais gravitaciniais skaičiavimais, kad surastų gijas, vedančias į ankstesnį laiką. „Bendrasis reliatyvumas gali būti naudojamas visatai apibūdinti iki taško, kuriame materija tampa tokia tanki, kad jos lygtys nesulaiko“, - sako Abhay Ashtekar, „Eberly“ šeimos kėdės fizikoje savininkas ir Gravitacinės fizikos instituto direktorius. ir geometrija Penno valstijoje. „Be to, mums reikėjo pritaikyti kvantinius įrankius, kurie nebuvo prieinami Einšteinui.“ Derindamas kvantinę fiziką su bendruoju reliatyvumu, Ashtekaras ir du jo doktorantai Tomaszas Pawlowski ir Parmpreet Singhas sugebėjo sukurti modelį, kuris per Didįjį sprogimą atsekė mažėjančią visatą, kurioje eksponuojama fizika, panaši į mūsų.
Tyrimų, apie kuriuos pranešta dabartiniame „Physical Review Letters“ numeryje, metu komanda įrodė, kad prieš Didįjį sprogimą egzistavo sutraukianti visata, kurios erdvės ir laiko geometrija buvo panaši į dabartinę besiplečiančią visatą. Kai gravitacinės jėgos pastūmėjo šią ankstesnę visatą į vidų, ji pasiekė tašką, kuriame dėl erdvės laiko kvantinės savybės gravitacija tampa atstumiančia, o ne patrauklia. „Naudodamiesi Einšteino kosmologinių lygčių kvantinėmis modifikacijomis mes parodėme, kad vietoje klasikinio Didžiojo sprogimo iš tikrųjų yra kvantinė atšokimas“, - sako Ashtekar. „Mus taip nustebino atradimas, kad egzistuoja dar viena klasikinė, prieš didįjį sprogimą atliekama visata, kad kelis mėnesius pakartojome modeliavimą su skirtingomis parametrų reikšmėmis, tačiau pamatėme, kad„ Big Bounce “scenarijus yra patikimas“.
Nors prieš tai buvo pasiūlyta bendra kitos visatos, egzistuojančios iki Didžiojo sprogimo, idėja, tai yra pirmasis matematinis aprašymas, kuris sistemingai nustato jos egzistavimą ir išveda erdvės-laiko geometrijos savybes toje visatoje.
Tyrėjų komanda naudojo kvantinę kvantinę gravitaciją, pagrindinę požiūrį į bendrosios reliatyvumo santykio su kvantinės fizikos susiliejimu problemą, kuri taip pat buvo pradėta Penno valstijos Gravitacinės fizikos ir geometrijos institute. Šioje teorijoje pati erdvės ir laiko geometrija turi diskretinę „atominę“ struktūrą, o pažįstamas kontinuumas yra tik apytikslė reikšmė. Erdvės audinys pažodžiui yra austas vienmačiais kvantiniais siūlais. Netoli Didžiojo sprogimo šis audinys yra smarkiai suplėšytas, o kvantinis geometrijos pobūdis tampa svarbus. Tai sunkumą daro stipriai atstumiantį, sukeliantį didelę atšokimą.
„Mūsų pradiniame darbe laikomasi homogeniško visatos modelio“, - sako Ashtekar. „Tačiau tai suteikė mums pasitikėjimo pagrindinėmis kvantinės kvantinės gravitacijos idėjomis. Mes ir toliau tobulinsime modelį, kad geriau pavaizduotume visatą tokią, kokią ją žinome, ir geriau suprastume kvantinės gravitacijos ypatybes. “
Tyrimą rėmė Nacionalinis mokslo fondas, Aleksandro von Humboldto fondas ir Penn State Eberly mokslo kolegija.
Originalus šaltinis: PSU žinių laida
