El competidor de la teoría de la Gran Explosión. Que es un billón de años atrás Bashny.Net

El título de este artículo puede parecer no demasiado inteligente broma. Según la sabiduría convencional космологической conceptos de la teoría de la Gran explosión, nuestro universo surgió a partir de las condiciones extremas de vacío físico, nacido de la cuántica флуктуацией. En este estado, no existía ni el tiempo ni el espacio (o han sido confundidas en el espacio-temporal de la espuma), y los fundamentales de las interacciones físicas fueron fusionados. Más tarde se separaron, y obtuvieron independiente de la génesis, primero, de la gravedad y, a continuación, una fuerte interacción, y ya luego, es débil y la electromagnética.





La teoría de la Gran explosión goza de la confianza absoluta de la mayoría de los científicos que estudian anterior de la historia de nuestro Universo. Ella en realidad explica mucho y en lo que no se contradice con los datos experimentales.

Sin embargo, recientemente, tuvo el competidor en la cara de la nueva circular de la teoría, la base de la cual han desarrollado dos físicos de la clase extra — director del Instituto de ciencias de la universidad de princeton Paul Стейнхардт y premio Максвелловской las medallas y el prestigioso premio internacional de TED nilo Тьюрок, director del Instituto canadiense de investigación avanzada en el campo de la física teórica (Perimeter Institute for Theoretical Physics). Con la ayuda del profesor Стейнхардта "mecánica Popular" traté de hablar acerca de los ciclos de la teoría y sobre las causas de su aparición.

Momento, antes de los acontecimientos, cuando apareció el primero de gravedad, luego de una fuerte interacción, y ya luego, es débil y la electromagnética.", es aceptado designar como cero el tiempo t=0, sin embargo, es la pura condicionalidad, un homenaje a la matemática формализму. De acuerdo con la teoría estándar, continua durante el tiempo comenzó sólo después de que la fuerza de la gravedad de la declaración de independencia.

Ese momento, normalmente se le atribuye el valor de t=10-43 con (más precisamente, 5,4х10-44), que llaman планковским el tiempo. Los modernos físicos de la teoría simplemente no son capaces de encontrar el sentido de trabajar con intervalos más cortos de tiempo (se considera que se requiere de una teoría cuántica de la gravedad, que todavía no se ha creado). En el contexto de la cosmología tradicional, no tiene sentido especular sobre lo que sucedió antes de tiempo de inicio, debido a que el tiempo en nuestro entendimiento, entonces simplemente no existía.





Indispensable de parte estándar космологической teoría sirve el concepto de inflación. Después de la finalización de la inflación en sus derechos entró la gravedad, y el universo continuó creciendo, pero a tasas decrecientes.

Esta evolución se ha extendido a 9 mil millones de años, después de lo cual a la palestra otra антигравитационное campo todavía desconocida de la naturaleza, que se llama energía oscura. Se hizo de nuevo el Universo en el modo exponencial de expansión, que parece que debe conservarse y en los tiempos futuros. Cabe señalar que estas conclusiones se basan en los descubrimientos astrofísicos, realizadas a finales del siglo pasado, después de casi 20 años después de la aparición de la cosmología inflacionaria.

Por primera vez инфляционная la interpretación de la Gran explosión fue propuesta hace unos 30 años y, desde entonces, muchas veces шлифовалась. Esta teoría ha permitido resolver algunos de los problemas fundamentales con los que no cumplía anterior a la cosmología.

Por ejemplo, explicó, por qué vivimos en un Universo plano евклидовой la geometría, y de conformidad con las ecuaciones de friedman es, precisamente, debe hacerse cuando exponencial de la expansión.

Инфляционная teoría explicó por qué la materia cósmica tiene un grano en la medida en que no excedan de cientos de millones de años luz de distancia, y a grandes distancias es uniforme. También dio la interpretación de los fracasos de los intentos de detectar monopolos magnéticos, muy partículas masivas con el solo magnético con el polo, que, como se considera, en abundancia nacieron antes de comenzar la inflación (la inflación ya se torció el espacio ultraterrestre, que en un principio, la alta densidad de монополей se redujo casi a cero, y por lo tanto nuestros dispositivos no pueden detectar).

Poco después de la aparición predice el modelo de algunos de los teóricos dieron cuenta de que su lógica interna no se opone a la idea permanente de múltiples nacimiento de nuevos universos. En realidad, cuántica fluctuaciones similares a las que tenemos el deber de la existencia de nuestro mundo, pueden producirse en cualquier cantidad, si para ello existen las condiciones apropiadas.

No es posible que nuestro universo salió de la флуктуационной de la zona, formado en el mundo-el precursor. De la misma manera se puede permitir que algún día, en algún lugar en nuestro propio Universo se forma la fluctuación, que "se lleve" el joven universo totalmente diferente, también capaz de космологическому "fertilidad". Existen modelos en los que las filiales de los universos surgen continuamente, florecen de sus родительниц y encontrar su propio lugar. No es necesario que en estos mundos se establecen las mismas leyes de la física.

Todos estos mundos "invertido" en un espacio-tiempo continuo, pero separados de él, tanto que no sienten la presencia del otro. En general, el concepto de inflación permite — además, obliga a! — considerar que en исполинском мегакосмосе hay muchas aislados unos de otros universos con diferentes dispositivos.

Los físicos teóricos ama a inventar alternativas, incluso la más aceptada de las teorías. Han aparecido competidores y predice el modelo de la Gran explosión. Ellos no han recibido un amplio apoyo, pero han tenido y tienen sus seguidores. La teoría de la Стейнхардта y Тьюрока entre ellos no es la primera y seguramente no la última. Sin embargo, hoy en día está diseñado детальней de los demás y mejor explica observados en las propiedades de nuestro mundo. Tiene varias versiones, de las cuales algunas se basan en la teoría cuántica de las cuerdas y los espacios multidimensionales, mientras que otras dependen tradicional de la teoría cuántica de campos. El primer enfoque es más visuales de la imagen космологических de los procesos, de modo que en él y alegre.





El más avanzado variante de la teoría de cuerdas es conocido como el M-teoría. Afirma que el mundo físico tiene 11 dimensiones — diez espaciales y una temporal. En él flotan espacio de pequeñas dimensiones, y de los llamados браны.

Nuestro universo es sólo uno de éstos es el de bran, que posee tres dimensiones espaciales. Su llenan los diferentes cuántico de partículas (electrones, quarks, fotones, etc.), que en realidad son abiertos vibración las cuerdas con la única espacial de la dimensión es la longitud. Los extremos de cada cuerda a machamartillo, consagradas en el interior tridimensional браны, y salir de брану la cuerda no puede. Pero hay cerrados de las cuerdas, que pueden migrar fuera de bran es гравитоны, cuantos campos de la gravedad.

Como el ciclo de la teoría explica el pasado y el futuro del universo? Comenzaremos con la época actual. El primer lugar pertenece actualmente a la energía oscura, que hace que nuestro Universo a expandirse de manera exponencial, periódicamente, al duplicar el tamaño. En consecuencia, la densidad de la materia y de la radiación disminuye, gravitacional de la curvatura del espacio se debilita, y su geometría es cada vez más plana.

Durante el próximo billón de años dimensiones del Universo удвоятся alrededor de cien veces y se convertirá en prácticamente vacío el mundo, totalmente carente de estructuras materiales. Cerca de nosotros se encuentra otra tridimensional de bran, separada de nosotros a n / a distancia en la cuarta dimensión, y ella también sufre similar exponencial de tracción y aplanar. Durante todo este tiempo, la distancia entre бранами prácticamente no cambia.

Luego estos paralelos браны comienzan a acercarse. Su empuja a uno a otro campo de fuerza, la energía que depende de la distancia entre бранами. Ahora la densidad de energía del campo es positiva, por lo que el espacio de ambas bran se expande de manera exponencial, por lo tanto, es este campo y proporciona un efecto que explican la existencia de la energía oscura!

Sin embargo, esta opción se disminuye poco a poco y a través de un billón de años caerá a cero. Ambas браны de todos modos seguirán creciendo, pero ya no de manera exponencial, y a un ritmo muy lento. Por lo tanto, en nuestro mundo la densidad de las partículas y la radiación y se quedará casi que cero, y la geometría plana.

Pero el final de la vieja historia — sólo el preludio para el siguiente ciclo. Браны se mueven hacia los demás y en la final se enfrentan. En esta fase de la densidad de energía межбранового campo caen por debajo de cero, y comienza a actuar como la de la gravedad (recuerdo que el de la gravedad potencial de la energía negativa!).

Cuando браны se encuentran cerca de la межбрановое el campo comienza a amplificar las fluctuaciones cuánticas en cada punto de nuestro mundo y los convierte en macroscópicos de la deformación espacial de la geometría (por ejemplo, por la millonésima fracción de segundo antes del impacto estimado el tamaño de esas deformaciones de hasta varios metros). Después de la colisión es en estas zonas se destaca la mayor proporción como la vertida en el impacto de la energía cinética. Finalmente, es allí donde se produce más el plasma caliente con una temperatura del orden de 1023 grados. Éstas son las áreas que se convierten en nodos locales de la gravedad y se convierten en el germen de las futuras galaxias.

Este impacto reemplaza el big bang de la cosmología inflacionaria. Es muy importante que todo surgió de nuevo la materia con la energía positiva aparece a expensas de la energía negativa acumulada межбранового campo, por lo que la ley de la conservación de la energía no se rompe.

Y como se comporta es el campo en este momento crucial? Antes del accidente, su densidad de energía alcanza un mínimo (y negativo) y, a continuación, comienza a aumentar, en caso de colisión se convierte en cero. A continuación, браны se repelen entre sí y comienzan a dispersarse. La densidad de межбрановой de la energía pasa inversa de la evolución — de nuevo se hace negativo, cero, positiva.

Enriquecida con la materia y la radiación de bran primero se extiende desde la caída de velocidad en тормозящим la influencia de su propia gravedad, y luego pasará de nuevo a la expansión exponencial. Un nuevo ciclo termina como sigue y así hasta el infinito. Los ciclos anteriores a la nuestra, han tenido en el pasado — en este modelo, el tiempo de forma continua, por lo que el pasado existe y fuera de 13,7 mil millones de años después de la última para el enriquecimiento de nuestra браны la materia y la radiación! Si se tienen en general un comienzo, la teoría de silencio.

El ciclo de la teoría de la nueva explica las propiedades de nuestro mundo. Tiene la superficie plana de la geometría, ya que al final de cada ciclo excesivamente estirado y sólo se deforma un poco antes de comenzar un nuevo ciclo. Cuánticos de las fluctuaciones de los que se convierten en precursores de las galaxias, se producen muy irregular, pero en promedio uniforme — por lo tanto, en el espacio lleno de coágulos de la materia, pero a muy grandes distancias bastante homogéneo. No podemos detectar monopolos magnéticos, simplemente porque la temperatura máxima a la joven de plasma no supere 1023 A, y para el surgimiento de tales partículas потребны un montón de ampliación de la energía de la orden de 1027 K.

El ciclo de la teoría existe en varias versiones, como la teoría de la inflación. Sin embargo, según Sexo Стейнхардта, las diferencias entre ellos puramente técnicos y interesante sólo a los profesionales, el concepto general de la misma sigue siendo la misma: "En primer lugar, en nuestra teoría, no hay desde el principio del mundo, ninguna singularidad.

Hay periódicos de la fase intensiva de nacimiento de la materia y de la radiación, cada uno de ellos si lo desea, puede llamar a una Gran explosión. Pero cualquiera de estas fases, marca el surgimiento de un nuevo universo, y sólo el paso de un ciclo a otro. Y el espacio y el tiempo existen antes y después de cualquiera de estos desastres. Por lo tanto, resulta natural preguntarse cuál fue la situación por 10 mil millones de años, hasta el último de la Gran explosión, de la que cuenta la historia de la creación.





La segunda diferencia fundamental — la naturaleza y el papel de la energía oscura. Инфляционная la cosmología no predecía la transición замедляющегося de expansión del Universo en aceleración. Y cuando los astrofísicos descubrieron este fenómeno, observando a los brotes de lejanas supernovas, estándar de la cosmología, incluso no sabía que hacer con ello. La hipótesis de la energía oscura que presentaron sólo para enlazar a la teoría de парадоксальные los resultados de estas observaciones.

Y nuestro enfoque es mucho mejor lleva su lógica interna, ya que la energía oscura tenemos presente inicialmente, y es ella la que permite la rotación de los космологических ciclos". Sin embargo, como señala Paul Стейнхардт, tiene cíclica de la teoría y de debilidad: "aún no hemos convincente describir el proceso de la colisión y el rebote en paralelo de bran, que tiene lugar al principio de cada ciclo. Otros aspectos de la teoría cíclica desarrollado mucho mejor, y hay que resolver el problema con muchos de ambigüedades".

Pero incluso las más bellas modelos teóricos necesitan experiencial y de la verificación. ¿Se puede confirmar o refutar la cosmología cíclica mediante la observación? "Ambas teorías, y инфляционная, y cíclica, predicen la existencia de реликтовых estudio de las ondas gravitacionales, explica Paul Стейнхардт. — En el primer caso, surgen de las primarias de las fluctuaciones cuánticas, que en el curso de la inflación se embadurnan por el espacio y generan las fluctuaciones periódicas de su geometría, lo que, según la teoría de la relatividad, y hay olas de gravedad.

En nuestro escenario principal causa de estas ondas también sirven cuánticos fluctuaciones de aquellos en los que se intensifican en el caso de colisión de bran. Los cálculos han demostrado que cada mecanismo crea una onda que poseen específicas del espectro y específica de la polarización. Estas ondas están obligados a dejar una huella en el microondas la radiación, que constituye una valiosa fuente de información acerca de la temprana el espacio.

Hasta que esas huellas no se encuentra, pero lo más probable es que va a hacer durante el próximo decenio. Además, la física ya piensan en el registro directo реликтовых ondas gravitatorias con la ayuda de naves espaciales que aparecen a través de dos-tres décadas".

Otra diferencia, según el profesor Стейнхардта, consiste en la distribución de la temperatura de fondo de radiación de microondas: "Es la radiación de las distintas partes del cielo, no es completamente homogénea de la temperatura, en él hay de más y de menos los de la zona. En un nivel de precisión que proporciona modernos, la cantidad de calientes y frías de las zonas de alrededor de la misma, lo que coincide con las conclusiones de ambas teorías — y inflacionaria, y cíclica.

Sin embargo, estas teorías predicen más sutiles diferencias entre zonas. En principio, será capaz de identificar, lanzada el año pasado en el europeo el observatorio espacial 'planck' y otros más recientes aparatos espaciales. Espero que los resultados de estos experimentos le ayudarán a hacer la elección entre inflacionaria y cíclica de las teorías. Pero puede suceder que la situación seguirá siendo incierta y ninguna de las teorías no recibirá un solo piloto de apoyo. Bueno, entonces tiene que inventar algo nuevo".





Según predice el modelo, el universo poco después de su nacimiento en muy poco tiempo se ha expandido de manera exponencial, muchas veces duplicando sus cotas. Los científicos creen que el inicio de este proceso coincidió con la oficina de la interacción fuerte y se produjo en la línea de la marca en 10-36 s.

Qué es la extensión (de la mano de american física-teórico de sidney Коулмена, comenzaron a llamar космологической inflación), es de muy corta duración (hasta 10-34), sin embargo, ha aumentado las dimensiones lineales del Universo, como mínimo, en 1030— 1050 veces, quizás, que y mucho más. De acuerdo con la mayoría de los escenarios, la inflación ha puesto en marcha антигравитационное cuántico de escalar del campo, la densidad de energía de la cual fue disminuyendo y finalmente llegó a un mínimo.

Antes de que esto sucediera, en el campo se ha convertido rápidamente осциллировать, la generación de las partículas elementales. En el resultado al final de la fase inflacionaria, el universo se llenó сверхгорячей plasma, compuesto por libre quark, глюонов, leptones y высокоэнергетичных de los cuantos de radiación electromagnética.

Una alternativa radical al

La década de 1980 el profesor Стейнхардт aportado una importante contribución en el desarrollo de una teoría de la Gran explosión. Sin embargo, esto no, en absoluto no le impidió buscar una alternativa radical de la teoría, en la que ha invertido tanto en el trabajo. Como dijo "mecánica Popular" el mismo Piso de Стейнхардт, la hipótesis de la inflación realmente revela mucho космологических de puzzles, pero esto no significa que no tiene sentido buscar otras explicaciones: "al principio me preguntaba tratar de comprender las principales propiedades de nuestro mundo, sin tener que recurrir a la inflación.

Más tarde, cuando me he profundizado en este género, me convencí de que инфляционная teoría no es tan perfecta como afirman sus defensores. Cuando инфляционная la cosmología forjándose, esperábamos que explica la transición del caótico estado de la materia a la ordenada del Universo. Lo ha hecho pero ha ido mucho más lejos.

La lógica interna de la teoría exigió reconocer que la inflación constantemente crea un número infinito de mundos. Esto no sería nada de malo, si su dispositivo físico copiar nuestro propio, pero esta vez no funciona. He aquí, por ejemplo, mediante inflacionaria de la hipótesis se pudo explicar por qué vivimos en un plano samba mundo, pero ya que la mayoría de los otros universos, a sabiendas de que no va a tener la misma geometría.

 



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En definitiva, hemos construido una teoría para la explicación de su propio mundo, y ella se salió de control y dio lugar a una infinita variedad de exóticos mundos. Esta situación me ha dejado satisfecho. Al mismo estándar, la teoría no es capaz de explicar la naturaleza de un estado anterior, anterior a la эспоненциальному extensión. En este sentido, ella es tan incompleta, como доинфляционная la cosmología. Por último, no puede decir nada acerca de la naturaleza de la energía oscura, que ya de 5 mil millones de años por la expansión de nuestro Universo".publicado

 



Fuente: masterok.livejournal.com/3312127.html