Kainat | Çevirən | Paralel Kainat | Məkan Vaxtı | Big Bang nəzəriyyəsi

Genişlənən Kainat və Big Bang'in mənzərəsini dəstəkləyən böyük bir elmi sübut dəsti var. Kainatın bütün kütləvi enerjisi müddəti 10 ^ -30 saniyədən az olan bir vəziyyətdə buraxıldı; Kainatımızın tarixində baş verən ən enerjili bir şey.NASA / GSFC

Bu Big Bang-dan cəmi 13,8 milyard il keçdi və istənilən məlumatın səyahət edə biləcəyi ən yüksək sürət - işıq sürəti sona çatdı. Bütün Kainatın özü həqiqətən sonsuz ola bilsə də, müşahidə olunan Kainat məhduddur. Nəzəri fizikanın qabaqcıl fikirlərinə görə, Kainatımız çox böyük, çox sayda, bəlkə də sonsuz sayda çoxluq təşkil edən cüzi bir bölgə ola bilər. Bunlardan bəziləri aktual elmdir, amma bəziləri spekulyativ, arzulanan düşüncədən başqa bir şey deyildir. Budur, hansının olduğunu izah etmək üçün. Ancaq əvvəlcə bir az fon.

Kainatın bu gün bu barədə bir neçə faktı var ki, bunlar nisbətən asandır, ən azı dünya səviyyəli elmi qurğularla müşahidə etmək. Kainatın böyüdüyünü bilirik: bizə həm məsafələrini, həm də bizdən necə uzaqlaşdıqlarını görünən qalaktikalar haqqında xassələri ölçə bilərik. Nə qədər uzaqlaşsalar, daha sürətli geri çəkildikləri görünür. Ümumi Nisbilik kontekstində Kainatın genişləndiyini göstərir.

Kainat bu gün genişlənirsə, bu, əvvəllər daha kiçik və daha sıx olduğu anlamına gəlir. Kifayət qədər geri çəkin və işlərin daha vahid olduğunu (ağırlıq dərəcəsi əşyaların bir-birinə yığılması üçün vaxt tələb etdiyinə görə) və daha isti olduğunu (çünki işıq üçün kiçik dalğa uzunluqlarının daha yüksək enerji / temperatur deməkdir) daha yüksək olduğunu görəcəksiniz. Bu, bizi yenidən Big Bang-a aparır.

Böyük Partlayışdan bu günə qədər genişlənən Kainat kontekstində kosmik tariximizin təsviri. Birinci Friedmann tənliyi inflyasiyadan Big Bang'ə qədər bu günümüzə və gələcəyə qədər olan bütün bu dövrləri mükəmməl dəqiq şəkildə, hətta bu gün də təsvir edir. NASA / WMAP ELM Qrupu

Lakin Big Bang, Kainatın başlanğıcı deyildi! Big Bang'in proqnozları pozulmazdan əvvəl yalnız müəyyən bir dövrə geri ekstrapolyasiya edə bilərik. Kainatda Böyük Partlayışın izah edə bilmədiyi bir çox şey var, lakin Big Bang'i quran yeni bir nəzəriyyə - kosmik inflyasiya.

İnflyasiya zamanı meydana gələn kvant dalğalanmaları Kainat boyu uzanır və inflyasiya bitdikdə sıxlıq dalğalanmalarına çevrilir. Bu, zaman keçdikcə Kainatdakı geniş miqyaslı quruluşa, həmçinin CMB.E-də müşahidə olunan temperatur dalğalanmasına səbəb olur. SIEGEL, ESA / PLANCK və DOE / NASA / NSF INTERAGENCY MƏRKƏZİ ÜZRƏ MÜBARİZƏ VERİR

1980-ci illərdə inflyasiyanın çox sayda nəzəri nəticələri işlənmişdir, bunlar:

  • geniş quruluş üçün toxum nə görünməlidir,
  • temperatur və sıxlıq dalğalanmalarının kosmik üfüqdən daha böyük miqyasda olması lazım olduğunu,
  • kosmosun bütün bölgələri, dalğalanmalara baxmayaraq daim entropiyaya sahib olmalarını,
  • və isti Big Bang tərəfindən əldə edilən maksimum temperatur olmalıdır.

1990-cı, 2000-ci və 2010-cu illərdə bu dörd proqnoz müşahidəli şəkildə böyük həssaslıqla təsdiqlənmişdir. Kosmik inflyasiya qalib gəlir.

İnflyasiya kosmosun eksponent olaraq genişlənməsinə səbəb olur ki, bu da əvvəlcədən mövcud əyri və ya hamar olmayan bir sahənin düz görünməsinə səbəb ola bilər. Kainat əyri olarsa, əyrilik radiusu bizim müşahidə edə biləcəyimizdən yüzlərlə qat daha böyükdür. SIEGEL (L); NED WRIGHT'ın KOSMOLOJİ TUTORİYALI (R)

İnflyasiya, Big Bang'dan əvvəl Kainatın hissəciklər, antipartiküllər və radiasiya ilə doldurulmadığını söyləyir. Bunun əvəzinə, kosmosun özünə xas olan enerji ilə dolduruldu və bu enerji kosmosun sürətli, amansız və eksponent dərəcəsi ilə genişlənməsinə səbəb oldu. Bir anda inflyasiya sona çatır və bu enerjinin hamısı (və ya demək olar ki, hamısı) isti Big Bang'i meydana gətirərək maddə və enerjiyə çevrilir. İnflyasiyanın sonu və Kainatımızın yenidən istiləşməsi kimi bilinən şey isti Big Bang'in başlanğıcını göstərir. Big Bang hələ də baş verir, amma bu hələ başlanğıc deyil.

İnflyasiya, müşahidə edə biləcəyimiz hissədən kənarda böyük bir həcmdə müşahidə olunmayan Kainatın olacağını proqnozlaşdırır. Ancaq bu bizə daha da çox şey verir. SIEGEL / GALAXY GƏLƏCƏK

Əgər bu tam hekayə olsaydı, biz çox böyük bir Kainat olardıq. Hər yerdə eyni xüsusiyyətlərə, hər yerdə eyni qanunlara sahib olacaq və görünən üfüqümüzdən kənar olan hissələr olduğumuz yerə bənzər olardı, ancaq çoxsaylı adlandırıla bilməzdi.

Bu vaxta qədər, yəni fiziki olaraq mövcud olan hər şeyin təbiətdə kvant olması lazım olduğunu xatırlayırsınız. Hətta inflyasiya, ətrafındakı bütün bilinməyənlər ilə kvant sahəsi olmalıdır.

İnflyasiyanın kvant təbiəti o deməkdir ki, Kainatın bəzi “ciblərində” bitir və digərlərində davam edir. Metaforik təpəni və dərəyə yuvarlanmaq lazımdır, ancaq kvant sahəsidirsə, yayılması digər bölgələrdə davam edərkən bəzi bölgələrdə bitəcək deməkdir. SIEGEL / GALAXY GƏLƏCƏK

Əgər inflyasiyanın bütün kvant sahələrinin xüsusiyyətlərinə sahib olmasını tələb edirsinizsə:

  • xassələrinin onlara xas olan qeyri-müəyyənliklərə sahib olduğunu,
  • sahənin dalğa hərəkəti ilə təsvir olunduğunu,
  • və o sahənin dəyərləri zamanla yayıla bilər,

təəccüblü bir nəticəyə gəlirsən.

Harada inflyasiya baş verərsə (mavi kublar), vaxtında irəliyə doğru bir addım ataraq, daha çox kosmosun bölgələrini meydana gətirir. İnflyasiyanın bitdiyi yerlərdə (qırmızı Xs) çoxlu kublar olsa belə, gələcəkdə inflyasiyanın davam edəcəyi bölgələr daha çoxdur. Bunun heç sona gəlməməsi, inflyasiyanın başladığı anda

İnflyasiya hər yerdə bir anda bitmir, əksinə istənilən vaxt seçilmiş, əlaqəsi kəsilmiş yerlərdə, həmin yerlər arasındakı boşluq şişməyə davam edir. İnflyasiyanın bitdiyi və isti bir Big Bang'in başladığı çoxsaylı, nəhəng məkan bölgələri olmalıdır, ancaq boşluq bölgələri ilə ayrıldıqları üçün heç vaxt bir-birlərinə rast gələ bilməzlər. Harada inflyasiya başlasa, ən azı yerlərdə əbədiyyətə qədər davam etmək zəmanətlidir.

İnflyasiya bizim üçün bitdiyi yerdə isti bir Big Bang alırıq. Müşahidə etdiyimiz Kainatın hissəsi inflyasiyanın sona çatdığı bu bölgənin yalnız bir hissəsidir və daha çox gözə çarpan Kainat mövcuddur. Ancaq saysız-hesabsız çox bölgələr var, hamısı bir-birindən ayrılıb, eyni hekayə ilə.

Gündən-günə genişlənən kosmik okeanda bir-birindən səbəb olaraq ayrılan çoxsaylı, müstəqil Universitetlərin təsviri, Multiverse ideyasının bir təsviridir. Böyük partlayışın başlandığı və inflyasiyanın bitdiyi bir bölgədə genişlənmə sürəti azalacaq, inflyasiya onları əbədi olaraq ayıran iki belə bölgə arasında davam edir.

Budur çoxtərəfin fikri. Gördüyünüz kimi, nəzəri fizikanın iki müstəqil, yaxşı qurulmuş və geniş qəbul edilmiş tərəflərinə əsaslanır: hər şeyin kvant təbiəti və kosmik inflyasiyanın xüsusiyyətləri. Kainatımızın gözə çarpan hissəsini ölçmək üçün bir yol olmadığı kimi, ölçmək üçün də məlum bir yol yoxdur. Ancaq bunun altındakı iki nəzəriyyə, inflyasiya və kvant fizikası etibarlı olduğu ortaya çıxdı. Əgər onlar haqlıdırlarsa, onda çoxqavuşluq bunun qaçılmaz nəticəsidir və biz bunun içində yaşayırıq.

Çoxsaylı fikirdə deyilir ki, özümüz kimi ixtiyarsız çox sayda Kainat var, lakin bu, mütləq orada başqa bir versiyanın mövcud olduğunu ifadə etmir və bu, əlbəttə ki, özünüzün alternativ bir versiyasına girmək şansınızın olmadığını ifadə etmir. ... və ya ümumiyyətlə başqa bir Kainatdan bir şey. DAVY / FLICKR

Nə olsun? Bu, çox şey deyil, elə deyilmi? Qaçılmaz olan çox sayda nəzəri nəticələr var, ancaq bunları sınaya bilmədiyimiz üçün müəyyən bir şey bilə bilməyəcəyik. Multiverse bu uzun bir xətt içərisindədir. Bu, xüsusilə faydalı nəzəriyyə deyil, sadəcə bu nəzəriyyələrdən kənara çıxan maraqlı bir proqnozdur.

Bəs niyə bu qədər nəzəri fiziklər çoxtərəfli haqqında yazı yazırlar? Paralel Universitetlər və onların bu çoxşaxəli vasitəsilə əlaqəsi haqqında? Niyə çoxsaylı yerin simli mənzərə, kosmoloji sabit və hətta Kainatımızın həyat üçün incə qurulduğuna bağlı olduğunu iddia edirlər?

Açıqca pis bir fikir olsa da, daha yaxşıları yoxdur.

Simli mənzərə nəzəri potensialla dolu bir maraqlı fikir ola bilər, lakin Kainatımızda müşahidə edə biləcəyimiz heç bir şeyi proqnozlaşdırmır. 'Qeyri-təbii' problemləri həll etməyə əsaslanan bu gözəllik fikri, elmin tələb etdiyi səviyyəyə qalxmaq üçün kifayət deyil.

Simli nəzəriyyə kontekstində, prinsipcə, demək olar ki, hər hansı bir dəyəri götürə biləcək çox böyük parametr dəsti var. Nəzəriyyə onlar üçün heç bir proqnoz vermir, buna görə də onları əllə qoymaq məcburiyyətindəyik: simli vakuanın gözlənmə dəyərləri. Simli nəzəriyyədə görünən məşhur 10500 kimi inanılmaz çox sayda eşitmisinizsə, simli vakuanın mümkün dəyərləri istinad etdikləri şeylərdir. Onların nə olduğunu və ya niyə etdikləri dəyərlərə sahib olduqlarını bilmirik. Bunların necə hesablanacağını heç kim bilmir.

Multivarkanın digər ciblərində mövcud ola biləcək fərqli paralel

Buna görə, bunun əvəzinə, bəzi insanlar "bu çoxşaxəlidir!" Düşüncə xətti belə gedir:

  • Fundamental sabitlərin niyə etdikləri dəyərlərə sahib olduğunu bilmirik.
  • Fizika qanunlarının niyə olduğunu bilmirik.
  • String nəzəriyyəsi fizika qanunlarımızı fundamental sabitlərimizlə verə biləcək bir çərçivədir, ancaq bizə başqa qanunlar və / və ya digər sabitlik verə bilər.
  • Buna görə də, müxtəlif bölgələrin çox fərqli qanunları və / və ya sabitləri olduğu çox böyük bir çoxluğumuz varsa, onlardan biri də bizim ola bilər.

Böyük problem ondadır ki, bu yalnız çox böyük spekulyativ deyil, inflyasiya və bildiyimiz kvant fizikasını nəzərə alsaq, şişirən bir fəzanın fərqli bölgələrdə fərqli qanunları və ya sabit olduğunu düşünməyə heç bir səbəb yoxdur.

Bu düşüncə xətti heyran deyil? Nə praktik olaraq başqasıdır.

Kainatımızın Yer kürəsinə bənzər bir dünya istehsal etməsi nə dərəcədə ehtimal və ya çətin idi? Kainatımızı tənzimləyən təməl sabitlər və ya qanunlar fərqli olsaydı, bu ziddiyyətlər nə dərəcədə düzgün olardı? Bu görüntünün qapağından götürülmüş bir Bəxtiyar Kainat, bu mövzuları araşdıran belə kitablardan biridir.

Daha əvvəl izah etdiyim kimi, Multiverse öz-özünə elmi bir nəzəriyyə deyil. Əksinə, bu gün ən yaxşı başa düşüldükləri kimi fizika qanunlarının nəzəri nəticəsidir. Bəlkə də bu qanunların qaçılmaz bir nəticəsidir: əgər kvant fizikası ilə idarə olunan bir inflyasiya Kainatı varsa, bu çox şeylə əlaqəli olduğunuz bir şeydir. Lakin - String nəzəriyyəsi kimi bir çox böyük problem var: bizim müşahidə etdiyimiz və izah etməyəcəyimiz bir şeyi proqnozlaşdırmır və gedib axtara biləcəyimiz heç bir şeyi proqnozlaşdırmır.

Kvant vakuumundakı virtual hissəcikləri göstərən bir kvant sahə nəzəriyyəsi hesablamasının vizuallaşdırılması. Boş yerdə belə bu vakuum enerjisi sıfıra bərabər deyil. Multivarkanın digər bölgələrində eyni, sabit bir dəyərə sahib olub-olmadığını bilə bilmədiyimiz bir şeydir, amma bunun belə olması üçün heç bir motivasiya yoxdur.DEREK LİNVEBER

Bu fiziki Kainatda, bacardığımız hər şeyi müşahidə etmək və biçdiyimiz hər biliyi ölçmək vacibdir. Yalnız mövcud məlumatların tam dəstindən ümid etmək olar ki, Kainatımızın təbiəti ilə bağlı elmi, elmi nəticələr çıxarsın. Bu nəticələrin bəzilərinin ölçülə bilməyəcəyimiz təsirləri olacaq: çölün mövcudluğu bundan irəli gəlir. Lakin insanlar bundan sonra fundamental sabitlər, fizika qanunları və ya simli vakuanın dəyərləri barədə nəticə çıxara bildiklərini iddia etdikdə, artıq elmlə məşğul olmurlar; spekulyasiya edirsiniz. İstəkli düşüncə, məlumat, təcrübə və ya müşahidə edilə bilən bir şey əvəz edə bilməz. Bunlara sahib olmadıqdan sonra, fərqlənməyin bu gün mövcud olduğumuz ən yaxşı elmin bir nəticəsi olduğunu bilin, ancaq sınaqdan keçirə biləcəyimiz hər hansı bir elmi proqnoz vermir.

Ümid edirəm bu, Astrofizika mövzusuna bir qədər əhəmiyyət verə bilər ..

Jyotiraditya