Pētnieki ir izstrādājuši saraušanās Visuma modeli, kas pastāvēja pirms Lielā sprādziena. Noklikšķiniet, lai palielinātu
Lielais sprādziens apraksta to, kā Visums sākās kā viens punkts pirms 13,7 miljardiem gadu un kopš tā laika ir paplašinājies, taču tas nepaskaidro, kas notika pirms tam. Pensijas štata universitātes pētnieki uzskata, ka mūsu pašreizējā Visumā vajadzētu atrast pierādījumu pēdas, kuras varētu izmantot, lai atskatītos pirms Lielā sprādziena. Pēc viņu pētījumiem, bija kontrahentu visums ar līdzīgu telpas-laika ģeometriju, kas līdzīgs mūsu paplašinātajam Visumam. Visums sabruka un pēc tam “atlēca” kā Lielais sprādziens.
Saskaņā ar Einšteina vispārējo relativitātes teoriju, Lielais sprādziens ir sākums, grandiozs notikums, kurā radās ne tikai jautājums, bet arī pats telpas laiks. Kaut arī klasiskās teorijas nepiedāvā norādes par eksistenci pirms šī brīža, Penn State pētnieku grupa ir izmantojusi kvantu gravitācijas aprēķinus, lai atrastu pavedienus, kas ved uz agrāku laiku. “Vispārējo relativitāti var izmantot, lai aprakstītu Visumu līdz punktam, kurā matērija kļūst tik blīva, ka tās vienādojumi neiztur,” saka Abhajs Ašhtekars, Eberlija ģimenes fizikas krēsla turētājs un Gravitācijas fizikas institūta direktors. un ģeometrija Penn State. "Pēc šī brīža mums bija jāpielieto kvantu rīki, kas nebija pieejami Einšteinam." Apvienojot kvantu fiziku ar vispārējo relativitāti, Ashtekars un divi viņa pēcdoktorantūras pētnieki Tomašs Pavlovskis un Parmpreet Singh spēja izveidot modeli, kas caur Lielo sprādzienu izseko līdz sarūkošajam visumam, kurā eksponēta fizika, kas līdzīga mūsējai.
Pētījumos, par kuriem tika ziņots pašreizējā Physical Review Letters numurā, komanda rāda, ka pirms Lielā sprādziena bija kontrahentu visums ar telpas-laika ģeometriju, kas citādi ir līdzīgs tam, kāds ir mūsu pašreizējam paplašinošajam Visumam. Kad gravitācijas spēki ievilka šo iepriekšējo Visumu uz iekšu, tas sasniedza punktu, kurā telpas-laika kvantu īpašības liek gravitācijai kļūt atgrūdošai, nevis pievilcīgai. “Izmantojot Einšteina kosmoloģisko vienādojumu kvantu modifikācijas, mēs parādījām, ka klasiskā lielā sprādziena vietā faktiski ir kvantu lielība,” saka Ašhtekars. "Mēs bijām tik pārsteigti par atklājumu, ka ir vēl viens klasisks, pirms lielā sprādziena visums, ka vairāku mēnešu laikā mēs atkārtojām simulācijas ar dažādām parametru vērtībām, bet mēs atklājām, ka Big Bounce scenārijs ir spēcīgs."
Lai gan vispārējā ideja par citu Visumu, kas pastāvēja pirms Lielā sprādziena, tika ierosināta jau iepriekš, šis ir pirmais matemātiskais apraksts, kas sistemātiski nosaka tā eksistenci un secina telpas-laika ģeometrijas īpašības šajā Visumā.
Pētnieku grupa izmantoja kvantu kvantu gravitāciju, kas ir galvenā pieeja vispārējās relativitātes un kvantu fizikas apvienošanas problēmai, kura tika aizsākta arī Penna štata Gravitācijas fizikas un ģeometrijas institūtā. Šajā teorijā pašam telpas-laika ģeometrijai ir diskrēta “atoma” struktūra, un pazīstamais kontinuums ir tikai aptuvens. Kosmosa audums burtiski ir austs ar viendimensionāliem kvantu pavedieniem. Netālu no Lielā sprādziena šis audums ir vardarbīgi plosīts, un svarīga kļūst ģeometrijas kvantu būtība. Tas padara smagumu stipri atgrūdošu, izraisot lielo atlēcienu.
“Sākotnējā darbā tiek pieņemts vienveidīgs mūsu Visuma modelis,” saka Aštekars. “Tomēr tas ir devis mums pārliecību par cilpu kvantu gravitācijas pamatidejām. Mēs turpināsim pilnveidot modeli, lai labāk attēlotu Visumu tādu, kādu mēs to zinām, un labāk izprastu kvantu gravitācijas iezīmes. ”
Pētījumu sponsorēja Nacionālais zinātnes fonds, Aleksandra fon Humbolta fonds un Penn State Eberly zinātnes koledža.
Oriģinālais avots: PSU ziņu izlaidums
