სამყარო | მრავალფეროვნება | პარალელური სამყარო | სივრცის დრო | Დიდი აფეთქების თეორია

არსებობს დიდი სამეცნიერო მტკიცებულება, რომელიც მხარს უჭერს სამყაროს და დიდი აფეთქების სურათს. სამყაროს მთელი მასობრივი ენერგია გაათავისუფლეს იმ შემთხვევაში, თუ ხანგრძლივობა 10 ^ -30 წამზე ნაკლები იყო; ყველაზე ენერგიული რამ, რაც ოდესმე მომხდარა ჩვენს სამყაროს ისტორიაში. NASA / GSFC

Big Bang- დან მხოლოდ 13,8 მილიარდი წელი გავიდა, ხოლო ყველაზე მაღალი სიჩქარე, რომელზეც ნებისმიერი ინფორმაციის გადატანა შეუძლია - შუქის სიჩქარე - სასაზღვროა. მიუხედავად იმისა, რომ მთელი სამყარო შეიძლება მართლაც უსასრულო იყოს, დაკვირვებული სამყარო შეზღუდულია. თეორიული ფიზიკის მოწინავე იდეების თანახმად, ჩვენი სამყარო შეიძლება იყოს მხოლოდ ერთი მინუსკულური რეგიონი, ბევრად უფრო დიდი მულტივერსია, რომლის ფარგლებშიც მრავალი სამყაროა, ალბათ უსასრულო ნომერიც კი. ზოგიერთი ეს არის ნამდვილი მეცნიერება, მაგრამ ზოგი სხვა არაფერია, თუ არა სპეკულაციური, სურვიანი აზროვნება. აქ მოცემულია როგორ ვუთხრა რომელია. მაგრამ ჯერ პატარა ფონი.

დღეს სამყაროში არსებობს რამდენიმე ფაქტი ამის შესახებ, რომლებიც შედარებით ადვილია, ყოველ შემთხვევაში, მსოფლიო დონის სამეცნიერო ობიექტების დაკვირვებით. ჩვენ ვიცით, რომ სამყარო ფართოვდება: ჩვენ შეგვიძლია გავზომოთ თვისებები გალაქტიკების შესახებ, რომლებიც გვასწავლიან მათ დაშორებას და რამდენად სწრაფად ჩნდებიან ისინი ჩვენსგან. რაც უფრო შორს არიან ისინი, უფრო სწრაფად იჩენენ თავს. ზოგადი ფარდობითობის კონტექსტში, ეს ნიშნავს, რომ სამყარო ფართოვდება.

და თუ სამყარო დღეს ფართოვდება, ეს ნიშნავს, რომ ის წარსულში პატარა და მკვრივი იყო. ექსტრაპოლატი საკმაოდ შორს, და მიხვდებით, რომ ყველაფერი ასევე უფრო ერთგვაროვანია (რადგან სიმძიმეს დრო სჭირდება იმისათვის, რომ ყველაფერი ერთად გაიზარდოს) და უფრო ცხელი (რადგან მსუბუქი ტალღების სიგრძე ნიშნავს უფრო მაღალ ენერგიებს / ტემპერატურას). ეს გვიბიძგებს დიდ აფეთქებამდე.

ჩვენი კოსმიური ისტორიის ილუსტრაცია, დიდი აფეთქებიდან დღემდე, გაფართოებული სამყაროს კონტექსტში. ფრიდმანის პირველი განტოლება აღწერს ყველა ამ ეპოქას, ინფლაციიდან Big Bang- მდე დღემდე და მომავალში, მშვენივრად ზუსტად, დღესაც კი. NASA / WMAP SCIENCE TEAM

მაგრამ დიდი აფეთქება არ იყო სამყაროს დასაწყისი! ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ ექსპოპოლაცია დავუბრუნდეთ გარკვეულ ეპოქას დროზე ადრე დიდი ბანგის პროგნოზების დაშლამდე. სამყაროში უამრავი რამ ვხვდებით, რასაც დიდი აფეთქება ვერ ხსნის, მაგრამ ახალი თეორია, რომელიც ადგენს დიდ აფეთქებას - კოსმიურ ინფლაციას - შეუძლია.

კვანტური რყევები, რომლებიც მოხდება ინფლაციის დროს, იშლება მთელ სამყაროში და როდესაც ინფლაცია მთავრდება, ისინი სიმკვრივის რყევებად იქცევა. დროთა განმავლობაში ეს იწვევს სამყაროში ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის მიღებას, აგრეთვე ტემპერატურის რყევას, რომელიც შეინიშნება CMB.E.– ში. სიგელი, სურათებით, ESA / PLANCK და DOE / NASA / NSF ინტერაქტიული ამოცანების გადანაწილება CMB– ის კვლევის საფუძველზე

1980-იან წლებში შეიმუშავეს ინფლაციის დიდი თეორიული შედეგები, მათ შორის:

  • რა უნდა გამოიყურებოდეს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის თესლი,
  • რომ ტემპერატურა და სიმკვრივის რხევები უნდა არსებობდეს მასშტაბურ მასშტაბზე, ვიდრე კოსმოსური ჰორიზონტი,
  • რომ სივრცის ყველა რეგიონი, თუნდაც რყევებით, უნდა ჰქონდეს მუდმივი ენტროპია,
  • და რომ მაქსიმალური ტემპერატურა უნდა იყოს მიღწეული ცხელი ბიგ-ბანის მიერ.

90-იან, 2000-იან და 2010-იან წლებში ეს ოთხი პროგნოზი დაკვირვებით დადასტურდა დიდი სიზუსტით. კოსმოსური ინფლაცია გამარჯვებულია.

ინფლაცია იწვევს ექსპონენტურად სივრცის გაფართოებას, რამაც შეიძლება ძალიან სწრაფად გამოიწვიოს რაიმე ადრე არსებული მრუდი ან არაგლუვი სივრცე, რომელიც ჩნდება ბინა. თუ სამყარო არის მრუდე, მას აქვს მრუდი მრუდი, რომელიც მინიმუმ ასჯერ აღემატება იმას, რაც შეგვიძლია დავინახოთ. სიგელი (L); NED WRIGHT'S COSMOLOGY Tutorial (R)

ინფლაცია გვეუბნება, რომ დიდი აფეთქების წინ, სამყარო არ იყო სავსე ნაწილაკებით, ანტიპრიციკებითა და გამოსხივებით. ამის ნაცვლად, იგი სავსე იყო თავად სივრცის თანმდევი ენერგიით, და ამ ენერგიამ გამოიწვია სივრცე გაფართოების სწრაფი, დაუნდობელი და ექსპონენციალური სიჩქარით. რაღაც მომენტში, ინფლაცია მთავრდება და ამ ენერგიის ყველა (ან თითქმის მთელი) ენერგია გარდაიქმნება მატერიად და ენერგიად, რამაც გამოიწვია ცხელი დიდი აფეთქება. ინფლაციის დასასრული და ის, რაც ცნობილია როგორც ჩვენი სამყაროს განმეორება, ცხელი დიდი აფეთქების დასაწყისია. დიდი აფეთქება მაინც ხდება, მაგრამ ეს არ არის დასაწყისი.

ინფლაცია პროგნოზირებს უზარმაზარი მოცულობის დაუცველი სამყაროს არსებობას იმ ნაწილის მიღმა, რომლის დაკვირვებაც შეგვიძლია. მაგრამ ეს კიდევ უფრო მეტს გვაძლევს. SIEGEL / BEALS GALAXY

ეს რომ სრული სიუჟეტი ყოფილიყო, რაც გვსურს ერთადერთი სამყარო იყო. მას ყველგან ერთი და იგივე თვისებები ექნებოდა, ყველგან ერთი და იგივე კანონები და ის ნაწილები, რომლებიც ჩვენს ხილულ ჰორიზონტს მიღმა იყო, მსგავსი იქნება იქ, სადაც ჩვენ ვართ, მაგრამ მართებულად არ იქნებოდა მულტივერსიული.

სანამ, ანუ, გახსოვთ, რომ ყველაფერი, რაც ფიზიკურად არსებობს, ბუნებრივად კვანტური უნდა იყოს. ინფლაციაც კი, მის გარშემო არსებული ყველა უცნობით, კვანტური ველი უნდა იყოს.

ინფლაციის კვანტური ბუნება ნიშნავს, რომ იგი მთავრდება სამყაროს ზოგიერთ „ჯიბეში“, ხოლო სხვებში გრძელდება. მას მეტაფორული ბორცვი და ხეობა უნდა დაეშვა, მაგრამ თუ ეს კვანტური ველია, გავრცელება ნიშნავს, რომ იგი დასრულდება ზოგიერთ რეგიონში, ზოგიერთებში კი გაგრძელდება. SIEGEL / BEALS GALAXY

თუ საჭიროა ინფლაცია ჰქონდეს ყველა ის კვანტურ ველში ისეთი თვისებები:

  • რომ მის თვისებებს აქვს თანდაყოლილი გაურკვევლობები,
  • რომ ველი აღწერილია ტალღის ფუნქციით,
  • და ამ დონის ღირებულებები შეიძლება გავრცელდეს დროთა განმავლობაში,

გასაკვირი დასკვნის მიღებას მიაღწევთ

სადაც არ უნდა მოხდეს ინფლაცია (ცისფერი კუბურები), ეს იწვევს ექსპონენტურად მეტ სივრცეს რეგიონებში თითოეული წინ გადადგმული ნაბიჯით. იმ შემთხვევაშიც კი, თუ ბევრი კუბია, სადაც ინფლაცია დასრულდება (წითელი Xs), გაცილებით მეტი რეგიონი არსებობს, სადაც ინფლაცია მომავალში გაგრძელდება. ის, რომ ეს არასდროს მთავრდება, არის ის, რაც მისი დაწყებისთანავე ინფლაცია ”მარადიულად” ხდის. SIEGEL / BEALS GALAXY

ინფლაცია არ მთავრდება ერთდროულად ყველგან, არამედ შერჩეულ, გათიშულ ადგილებში, ნებისმიერ დროს, ხოლო იმ ადგილებს შორის არსებული სივრცე კვლავაც გაბერილდება. უნდა არსებობდეს სივრცის მრავალჯერადი, უზარმაზარი რეგიონები, სადაც ინფლაცია მთავრდება და იწყება დიდი აფეთქება, მაგრამ ისინი ვერასდროს შეხვდებიან ერთმანეთს, რადგანაც ისინი განცალკევებულნი არიან რეგიონებით. სადაც არ უნდა დაიწყოს ინფლაცია, გარანტირებულია გაგრძელდეს მარადისობაზე, ყოველ შემთხვევაში, ადგილებზე.

სადაც ინფლაცია მთავრდება, ჩვენ მივიღებთ ცხელ ბანგს. სამყაროს ნაწილი, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, ამ რეგიონის მხოლოდ ერთი ნაწილია, სადაც ინფლაცია დასრულდა და ამის მიღმა უფრო დაუცველი სამყაროა. მაგრამ უამრავი რეგიონი არსებობს, ყველა ერთმანეთისგან გათიშული, იგივე ზუსტი ამბით.

მრავალფეროვანი, დამოუკიდებელი უნივერსალების ილუსტრაცია, რომლებიც ერთმანეთისაგან მიზეზობრივად არის გამიჯნული, მუდმივად ფართოვდება კოსმოსური ოკეანეში, მრავალფეროვნების იდეის ერთი გამოსახულებაა. რეგიონში, სადაც დიდი აფეთქება იწყება და ინფლაცია დამთავრდება, გაფართოების მაჩვენებელი დაეცემა, ხოლო ინფლაცია ორ ასეთ რეგიონს შორის გრძელდება, სამუდამოდ განცალკევებით მათ .OZYTIVE / PUBLIC DOMAIN

ეს არის მრავალფეროვნების იდეა. როგორც ხედავთ, ის ემყარება თეორიული ფიზიკის ორ დამოუკიდებელ, კარგად ჩამოყალიბებულ და ფართოდ მიღებულ ასპექტს: ყველაფრის კვანტურ ბუნებას და კოსმიური ინფლაციის თვისებებს. არ ვიცით მისი გაზომვის საშუალება, ისევე როგორც არ არსებობს გზა ჩვენი სამყაროს შეუდარებელი ნაწილის გასაზომად. მაგრამ ორი თეორია, რომლებიც მას ემყარება, ინფლაცია და კვანტური ფიზიკა, გამოვლენილია, რომ მართებულია. თუ ისინი მართლები არიან, მაშინ მულტივერსია ამის განუყრელი შედეგია და ჩვენ მასში ვცხოვრობთ.

მრავალფეროვნებული იდეა ამბობს, რომ არსებობს თვითნებურად დიდი რაოდენობის უნივერსალი, როგორიც ჩვენია, მაგრამ ეს სულაც არ ნიშნავს იმას, რომ ჩვენში არსებობს სხვა ვერსიაც და ეს ნამდვილად არ ნიშნავს იმას, რომ არსებობს საკუთარი თავის ალტერნატიული ვერსია. … ან საერთოდ სხვა სამყაროდან ყველაფერი .LEE DAVY / FLICKR

Მერე რა? ეს სულაც არ არის, არა? არსებობს უამრავი თეორიული შედეგი, რაც გარდაუვალია, მაგრამ ამის გარკვევა ჩვენ ნამდვილად არ შეგვიძლია, რადგან მათი შემოწმება შეუძლებელია. მრავალფეროვნება გრძელი ხაზის ერთია. ეს არ არის განსაკუთრებით სასარგებლო რეალიზაცია, უბრალოდ საინტერესო პროგნოზი, რომელიც გამოდის ამ თეორიებიდან.

რატომ წერენ ამდენი თეორიული ფიზიკოსი ნაშრომებს მულტივერსიის შესახებ? პარალელურ სამყაროებზე და მათ მრავალფეროვნებასთან დაკავშირებულ ჩვენს კავშირთან? რატომ ირწმუნებიან ისინი, რომ მულტივერსი დაკავშირებულია სიმებიანი ლანდშაფტით, კოსმოლოგიური მუდმივობით და თუნდაც იმით, რომ ჩვენი სამყარო სრულყოფილია ცხოვრებისათვის?

იმის გამო, რომ მიუხედავად იმისა, რომ აშკარად ცუდი იდეაა, მათ უკეთესი არ აქვთ.

სიმებიანი ლანდშაფტი შეიძლება იყოს მომხიბლავი იდეა, რომელიც სავსეა თეორიული პოტენციალით, მაგრამ ეს არ ითვალისწინებს ისეთ რამეს, რისი დათვალიერებაც ჩვენს სამყაროში შეგვიძლია. სილამაზის ეს იდეა, რომელიც მოტივირებულია 'არაბუნებრივი' პრობლემების გადასაჭრელად, საკუთარი თავისთვის საკმარისი არაა იმისთვის, რომ მიაღწიოს მეცნიერებას საჭირო დონეზე. კამპანიის საუნივერსიტეტო

სიმებიანი თეორიის კონტექსტში, არსებობს უზარმაზარი პარამეტრი, რომელიც, პრინციპში, თითქმის ნებისმიერ მნიშვნელობას შეიძლებოდა. თეორია მათთვის წინასწარმეტყველებს არ ქმნის, ამიტომ მათ ხელით უნდა ჩავდოთ: სიმებიანი ვაკუას მოსალოდნელი მნიშვნელობები. თუ გსმენიათ ისეთი უაღრესად დიდი რაოდენობით, როგორიც არის ცნობილი 10500, რომელიც სიმებიანი თეორიით გვხვდება, სიმებიანი ვაკუას შესაძლო მნიშვნელობებია, რასაც ისინი მოიხსენიებენ. ჩვენ არ ვიცით რა არის ისინი, ან რატომ აქვთ ის ღირებულებები, რასაც აკეთებენ. არავინ იცის როგორ გამოვთვალოთ ისინი.

სხვადასხვა პარალელური ”სამყაროს” წარმომადგენლობა, რომელიც შეიძლება არსებობდეს მულტივერდის სხვა ჯიბეებში.

ამის ნაცვლად, ზოგი ამბობს, რომ ”ეს მრავალფეროვანია!” აზროვნების ხაზი ასე მიდის:

  • ჩვენ არ ვიცით, რატომ აქვთ ფუნდამენტური მუდმივები ღირებულებებს.
  • ჩვენ არ ვიცით, რატომ არის ფიზიკის კანონები.
  • სტრინგის თეორია არის ჩარჩო, რომელიც შეიძლება მოგვცეს ფიზიკის კანონები ჩვენი ფუნდამენტური მუდმივებით, მაგრამ ეს შეიძლება მოგვცეს სხვა კანონები და / ან სხვა მუდმივები.
  • ამიტომ, თუ ჩვენ გვყავს უზარმაზარი მრავალფეროვნება, სადაც უამრავ სხვადასხვა რეგიონს აქვს განსხვავებული კანონი ან / და მუდმივები, ერთი მათგანი შეიძლება იყოს ჩვენი.

დიდი პრობლემა ის არის, რომ არა მხოლოდ ეს არის უზომოდ სპეკულაცია, მაგრამ არანაირი მიზეზი არ არსებობს, იმის გათვალისწინებით, რომ ჩვენთან ინფლაცია და კვანტური ფიზიკაა, ვივარაუდოთ, რომ გაბერილი სივრცის პერიოდს აქვს სხვადასხვა კანონი ან მუდმივები სხვადასხვა რეგიონში.

შთაბეჭდილება მოახდინა მსჯელობის ამ ხაზით? არც პრაქტიკულად სხვისი.

რამდენად სავარაუდო ან არასასურველი იყო ჩვენი სამყაროს წარმოქმნა სამყარო, როგორიც დედამიწაა? რამდენად მიზანშეწონილი იქნებოდა ეს შანსები, თუ ფუნდამენტური მუდმივები ან კანონები, რომლებიც მოქმედებს ჩვენს სამყაროზე? ბედნიერი სამყარო, რომლის ფოტოდანაც ეს სურათი გადაიღეს, არის ერთ-ერთი ასეთი წიგნი, რომელიც იკვლევს ამ საკითხებს. GERAINT LEWIS and LUKE BARNES

როგორც ადრე ავუხსენი, მულტივერსი თავისთავად არ წარმოადგენს სამეცნიერო თეორიას. პირიქით, ეს ფიზიკის კანონების თეორიული შედეგია, რადგან ისინი დღეს ყველაზე უკეთ ესმით. შესაძლოა, ეს კანონების გარდაუვალი შედეგიც კი იყოს: თუ თქვენ გაქვთ ინფლაციური სამყარო, რომელსაც კვანტური ფიზიკა ექვემდებარება, ეს არის ის, რისიც თქვენ საკმაოდ დიდი ვალდებულება გაქვთ. სიმებიანი თეორიის მსგავსად, მას აქვს დიდი პრობლემები: ეს არ პროგნოზირებს ჩვენს მიერ დაფიქსირებული ან ვერც მის განმარტებას, და არც ის განსაზღვრავს რაიმე განსაზღვრულ რამეს, რისი გაკეთებაც შეგვიძლია და ვეძებთ.

კვანტური ველის თეორიის გაანგარიშების ვიზუალიზაცია, რომელიც აჩვენებს ვირტუალურ ნაწილაკებს კვანტურ ვაკუუმში. თუნდაც ცარიელ სივრცეში, ეს ვაკუუმი ენერგია არ არის ნულოვანი. აქვს თუ არა მას იგივე, მუდმივი მნიშვნელობა მულტივერდის სხვა რეგიონებში, ეს არის რაღაც, რაც ჩვენ არ შეგვიძლია ვიცით, მაგრამ არანაირი მოტივაცია არ არის, რომ ის იყოს ასეთი. DEREK LEINWEBER

ამ ფიზიკურ სამყაროში მნიშვნელოვანია დაიცვან ყველაფერი, რაც შეგვიძლია, და გავზომოთ ყველა ცოდნა, რისი ცოდნაც შეგვიძლია. მხოლოდ ჩვენს ხელთ არსებული მონაცემების სრული ნაკრებიდან ვიმედოვნებთ, რომ ოდესმე გამოვიტანოთ სწორი და მეცნიერული დასკვნები ჩვენი სამყაროს ბუნების შესახებ. ამ დასკვნის ზოგიერთ შედეგს აქვს შედეგები, რომელთა გამოცდა შეიძლება არ შეგვეძლოს: მულტივერსიის არსებობა სწორედ აქედან გამომდინარეობს. მაგრამ როდესაც ადამიანები ამტკიცებენ, რომ მათ შეუძლიათ დასკვნები გამოიტანონ ფუნდამენტურ მუდმივობაზე, ფიზიკის კანონებზე, ან სიმებიანი ვაკუას მნიშვნელობებზე, ისინი აღარ აკეთებენ მეცნიერებას; ისინი სპეკულირებენ. სასურველ აზროვნებას არ წარმოადგენს მონაცემთა შეცვლა, ექსპერიმენტები ან დაკვირვებები. სანამ ჩვენ არ გვექნება ეს, გაითვალისწინეთ, რომ მულტივერსია არის საუკეთესო მეცნიერების შედეგი, რომელიც დღეს ჩვენ გვაქვს, მაგრამ ეს არ აკეთებს რაიმე სამეცნიერო წინასწარმეტყველებას, რაც შეგვიძლია გამოვიყენოთ გამოცდაზე.

იმედი მაქვს, რომ ამან შეიძლება რაიმე მნიშვნელოვნება მისცეს ასტროფიზიკის საგანს ..

ჯიოტირადია