Показать скрытый текст весь текст
«Теория Большого взрыва может быть опровергнута. У Вселенной нет начала»
(#Наука@science_newworld)
В новой формулировке Вселенная никогда не была сингулярной или бесконечно малой и бесконечно плотной точкой материи. На самом деле, Вселенная вообще может не иметь начала.
"Наша теория предполагает, что возраст Вселенной может быть равен бесконечности,- заявил соавтор исследования Сурья Дас, физик-теоретик из Университета Летбридж в провинции Альберта, Канада, - новая концепция также может объяснить, из чего на самом деле сделана тёмная материя – мистическая, невидимая субстанция, из которой состоит большая часть Вселенной”.
Согласно теории Большого взрыва, наша Вселенная зародилась около 13,8 млрд лет назад. Вся существующая сейчас материя в один момент была сжата в бесконечно плотную, бесконечно крошечную, ультра-горячую точку под названием сингулярность. Этот крошечный огненный шар взорвался и дал начало ранней Вселенной.
Сингулярность выходит из математики общей теории относительности Эйнштейна, которая описывает, как масса искривляет пространство и время, и другого уравнения (названного уравнением Райчаудури), которое предсказывает будет ли траектория чего-либо сходятся или расходятся с течением времени. Обращаясь к вышесказанному, в соответствии с этими уравнениями, вся материя во вселенной была когда-то в одной точке - сингулярности Большого взрыва.
Но это не совсем так. В формулировке Эйнштейна, законы физики на самом деле не работали до того момента, пока не была достигнута сингулярность. Но учёные экстраполировали назад, как будто физические законы на самом деле работают, сказал Роберт Бранденбергер, теоретический космолог Университета Макгилла в Монреале, который не был привлечён к исследованию.
"Поэтому, когда мы говорим, что Вселенная началась с Большого Взрыва, мы действительно не имеем права говорить это",- заявил Бранденбергер новостному сайту Live Science.
Есть и другие проблемы, назревающие в физике, одна из них заключается в том, что две самых доминирующих теории, квантовая механика и общая теория относительности, не могут быть согласованы.
"Квантовая механика утверждает, что поведение маленьких субатомных частиц принципиально не определено. Это противоречит общей теории относительности Эйнштейна, которая является строго детерминированной, это означает, что как только все законы природы будут известны, будущее будет полностью предопределено прошлым", - пояснил Дас.
И ни одна теория не объясняет, из чего состоит темная материя, невидимая, оказывающая гравитационное притяжение на обычную материю, не обнаруживаемая большинством телескопов.
Дас и его коллеги хотели найти решение хотя бы некоторых задач, описанных выше. Чтобы сделать это, они обратились к старой системе визуализации квантовой механики, названной механикой Бома. В ней скрытая переменная определяет причудливое поведение субатомных частиц. В отличие от других формулировок квантовой механики, эта предоставляет возможность рассчитать траекторию частицы.
Используя эту старомодную форму квантовой теории, исследователи сделали небольшую корректировку выражения, которое может быть включено в общую теорию относительности Эйнштейна. Затем они выяснили, что будет происходить через длительный промежуток времени.
Каков же результат? В новой формулировке не существует сингулярности, а Вселенная существует бесконечное количество времени.
"Один из способов интерпретации квантового подкорректированного выражения в имеющиеся уравнения основан на том, что уравнение связано с плотностью темной материи, - поясняет Сурья Дас. - Если это так, то Вселенная могла быть заполнена сверхтекучей жидкостью из гипотетических частиц, таких как гравитоны, или призрачные частицы, более известные как аксионы. Один из способов проверки теории основан на наблюдении за тем, как темная материя распределена во Вселенной и проверке на соответствие свойств материи и сверхтекучей жидкости. Если наши результаты совпадут с полученными, даже приблизительно, это будет здорово".
"Тем не менее, новые уравнения являются лишь одним из способов примирить квантовую механику и общую теорию относительности. Например, часть теории струн, известная как космологическая теория струн предсказывает, что Вселенная когда-то имела длительную статическую фазу, в то время как другие теории предсказывают, что когда-то был космический "отскок", при котором Вселенная начала сжиматься, пока она не достигла очень малого размера, а затем начала расширяться", - заявил Бранденбергер.
В любом случае, Вселенная была когда-то очень, очень маленькой и горячей.
"То, что в ранние времена был горячий огненный шар, подтверждено. Но, при попытке полностью вернуться к сингулярности, возникают проблемы", - объясняет Роберт.
Перевод: Роман Синичин
Социальные закладки