Олег Доминюк предлагает Вам запомнить сайт «Мир пристрастен»
Вы хотите запомнить сайт «Мир пристрастен»?
Да Нет
×
Прогноз погоды
Актуальное
Тысячи лет назад использовали ядерное оружие: в сети появилась карта атомных войн
10 июл, 10:59
+16 7
Яндекс.Метрика
Самое популярное
Йеллоустон: США готовятся к масштабной эвакуации людей

Йеллоустон: США готовятся к масштабной эвакуации людей

Еще три года назад доктор Henry Heasler (Генри Гислер), который считается самым авторитетным ученым Йеллоустонского парка, предсказал, что взрыву супервулкана

28 июл 17, 23:38
+83 154
Древние бомбоубежища найдены в Индии

Древние бомбоубежища найдены в Индии

Приблизительно в 35 километрах к северо-востоку от индийского города Гая в штате Бихар можно найти абсолютно плоскую выжженную солнцем равнину, среди которой п

19 окт 17, 00:36
+75 64
Поразительный артефакт возрастом в 300 миллионов лет

Поразительный артефакт возрастом в 300 миллионов лет

Эта удивительная история произошла еще в 1944 году, однако она по-прежнему будоражит умы независимых ученых, как и всех, кто интересуется историей нашей планет

20 сен 17, 09:12
+71 76
10 самых невероятных следов працивилизаций

10 самых невероятных следов працивилизаций

Скептики говорят о том, что в прошлом не существовало никаких цивилизаций с развитыми технологиями и невероятными сооружениями. Каждый странный артефакт или с

24 апр, 01:30
+69 6
В Греции нашли потрясающий артефакт которому 3500 лет

В Греции нашли потрясающий артефакт которому 3500 лет

Два года назад археологи из Университета Цинциннати обнаружили на юго-западе Греции захоронение воина, умершего 3,5 тыс. лет назад. Усыпальницу назвали гробниц

9 ноя 17, 00:56
+64 15
Мы не первая цивилизация на Земле

Мы не первая цивилизация на Земле

К такому выводу можно легко прийти, если обратиться к так называемым «неудобным артефактам». Неудобными они являются только для нашей ортодоксальной

15 июн, 15:12
+63 42
Тайна древней карты Марса из Александрийской библиотеки

Тайна древней карты Марса из Александрийской библиотеки

Александрию , как видно из названия, основал в 332—331 гг. до н.э. Александр Македонский. После него, при династии Птолемеев, она стала столицей Египта и крупнейш

6 апр, 13:52
+60 12
Индийский экстрасенс предрек катастрофу, которая произойдет непосредственно перед Новым годом

Индийский экстрасенс предрек катастрофу, которая произойдет непосредственно перед Новым годом

Мир еще хорошо помнит ужасное землетрясение в Индийском океане, происшедшее 26 декабря 2004 года, которое породило гигантское цунами, унесшее жизни многих жите

29 ноя 17, 01:35
+60 41
Самые фантастические артефакты пропадают бесследно

Самые фантастические артефакты пропадают бесследно

Археологи, а то и просто случайные люди, периодически находят фантастические артефакты, доказывающие, что высокоразвитая цивилизация на нашей планете существов

9 дек 17, 03:15
+59 12
Портрет пришельца на картине да Винчи

Портрет пришельца на картине да Винчи

Итальянский художник и изобретатель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи оставил после себя столько тайн и загадок, что на их изучение понадобится еще не одно сто

8 фев, 01:29
+53 17
Присоединиться

Отскок Вселенной: противоположность Большому Взрыву

развернуть

Отскок Вселенной: противоположность Большому Взрыву



Людей всегда увлекали две основные теории о происхождении Вселенной. «В одной из них Вселенная возникает в едином моменте творения (как в иудеохристианской и бразильской космогонии)», писали космологи Марио Новелло и Сантьяго Перес-Берглиффа в 2008 году. В другой — «Вселенная вечна и состоит из бесконечной серии циклов (как в космогонии вавилонян и египтян)». Разделение в современной космологии «каким-то образом эхом вторит космогоническим мифам», писали космологи.


Может показаться, что особого противоборства в последние несколько десятилетий не было. Теория Большого Взрыва, стандартная тема в учебниках и телепередачах, пользуется сильной поддержкой у современных космологов. Картина вечной вселенной была предпочтительней около сотни лет назад, но потеряла поддержку, когда астрономы увидели, что космос расширяется и что он был маленьким и простым 14 миллиардов лет назад. В самой популярной современной версии этой теории Большой Взрыв начался с так называемой «космической инфляции» — всплеска экспоненциального расширения, в ходе которого бесконечно малый кусочек пространства-времени раздулся в огромный, плоский, макроскопический космос, который с тех пор продолжал расширяться.

Сегодня, используя один исходный ингредиент (инфлатонное поле), инфляционные модели воспроизводят многие известные детали космоса. Но в качестве истории происхождения теория инфляции проигрывает во многом: непонятно, что ей предшествовало и было до. Многие теоретики полагают, что инфлатонное поле должно естественным образом вписываться в более полную, хоть и пока неизвестную, теорию происхождения времени.

За последние несколько лет все больше космологов стали осторожно пересматривать альтернативу. Говорят, что Большой Взрыв мог быть… Большим Отскоком. Некоторые космологи предпочитают видеть картину, в которой Вселенная расширяется и циклически сжимается словно легкое, отскакивая всякий раз, когда сжимается до определенного размера; другие же предполагают, что космос отскочил лишь раз — и что он сжимался до отскока в течение бесконечно долгого времени и будет расширяться бесконечно долго после этого. В любой модели время продолжает течь в прошлое и будущее без конца.

С современной наукой есть надежда разрешить эту древнюю дискуссию. В ближайшие годы телескопы должны найти убедительные доказательства космической инфляции. Во время первого буйного роста — если он был — квантовая рябь на ткани пространства-времени должна была растянуться и отпечататься в виде небольших завихрений в поляризации древнего света — космического микроволнового фона. Эксперименты с участием современных и будущих телескопов ищут эти завихрения. Если их не найдут за следующие несколько десятилетий, это также не будет означать, что теория инфляции неверна (в конце концов, эти завихрения могут слишком тусклыми), но зато укрепит позиции космологии отскока, по которой этих завихрений не должно быть.

Несколько групп ученых одновременно добились поразительного прогресса. В прошлом году физики определили два новых варианта возможного отскока. Одна из моделей, описанная в работе, появившейся в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, была представлена Анной Идджас из Колумбийского университета, в продолжение ее предыдущей работы совместно с космологом Полом Штейнхардтом. Неожиданно, но другое новое решение с отскоком, принятое к публикации в Physical Review D, было предложено Питером Грэмом, Дэвидом Капланом и Сурджитом Рахендраном, хорошо известной тройкой ученых, которые занимались больше вопросами физики частиц и не имели отношения к сообществу космологов отскока.

Вообще, этот вопрос приобрел новое значение в 2001 году, когда Штейнхардт и еще три космолога заявили, что период медленного сжатия в истории Вселенной может объяснить ее исключительную гладкость и плоскость, которые мы наблюдаем сегодня, даже после отскока — без необходимости подключать инфляцию.

Безупречная простота вселенной, тот факт, что ни одна область неба не содержит больше материи, чем любая другая, и что пространство настолько плоское, насколько могут видеть телескопы, — все это удивительно и необъяснимо. Чтобы космос был настолько однородным, каким он является, эксперты считают, что когда космос был сантиметр в поперечнике, он должен был иметь одинаковую плотность всюду в пределах одной части на 100 000. Но по мере роста из небольших размеров, материя и энергия должны были немедленно комковаться и искажать пространство-время. Почему же наши телескопы не видят вселенную, разрушенную гравитацией?

«Инфляция вышла из идеи того, что гладкость и плоскость вселенной — это безумие», говорит космолог Нил Турок, директор Института теоретический физики Периметра в Ватерлоо, Онтарио, и соавтор работы 2001 года на тему космического сжатия, написанной Штейнхардтом, Джастином Хоури и Бертом Оврутом. По сценарию инфляции, регион размером с сантиметр вышел в процессе инфляционного расширения еще меньшего региона — небольшого пятнышка размером не больше одной триллионной от триллионной доли сантиметра. Растягиваясь в плоском и гладком инфлатонном поле, это пятнышко не должно было проходить через сильные флуктуации пространства и времени и растянулось в большую и гладкую вселенную вроде нашей. Раман Сундрум, физик-теоретик из Университета Мэриленда, сказал, что в инфляции ему нравится «встроенная отказоустойчивость». Если в процессе фазы взрывного роста и было накопление энергии, которое искажало пространство-время в определенном месте, эта концентрация должна была быстро расшириться.

Однако откуда конкретно пришло это невероятно маленькое пятнышко и почему оно было таким гладким и плоским, никто не знает. Теоретики нашли много возможных вариантов включить инфлатонное поле в теорию струн, на основе которой может быть создана квантовая теория гравитации. Но пока нет фактов ни за, ни против этих идей.

Космическая инфляция также имеет спорное следствие. Теория, представленная в 1980-х годах Аланом Гутом, Андреем Линде, Алексеем Старобинским и Штейнхардтом, почти автоматически приводит к гипотезе о том, что наша Вселенная — это случайный пузырь в бесконечном море мультивселенных. Как только инфляция начинается, расчеты показывают, что она будет продолжаться вечно и останавливаться только местами, в «кармашках», в которых затем будут расцветать вселенные по типу нашей. Возможность вечно расширяющейся в процессе инфляции мультивселенной подсказывает, что конкретно наш пузырь может навсегда остаться непонятным, поскольку все возможное происходило в мультивселенной бесконечное множество раз. Разумеется, такой вывод вызывает рвотный позыв у экспертов. Сложно представить, что наша вселенная может быть лишь одна из множества. Штейнхардт и сам назвал эту идею «чушью».

Это отношение частично мотивировало его и других исследователей заняться отскоками. «В модели отскока нет периода инфляции», говорит Турок. Вместо этого они добавили период сжатия перед Большим Взрывом, объясняющий нашу однородную вселенную. «Как газ в вашей комнате полностью однородный, потому что молекулы воздуха столкнулись и перемешались, так и Вселенная была большой и медленно сжалась, что дало ей время разгладиться».

Хотя первые модели сжимающейся Вселенной были запутанными и неточными, многие ученые убедились в основной идее: что медленное сжатие может объяснить многие особенности нашей расширяющейся Вселенной. «И тогда узким бутылочным горлышком стал отскок. Люди сошлись во мнении, что перейти в фазу сжатия весьма интересно, но не в том случае, если вы не можете перейти в фазу расширения».

Отскок — это непросто. В 1960-х годах британские физики Роджер Пенроуз и Стивен Хокинг доказали набор так называемых «теорем о сингулярности», показывающих, что в очень общих условиях сжатие материи и энергии неизбежно обернется неизмеримо плотной точкой — сингулярностью. Эти теоремы с трудом могут вместить представление, как сжимающаяся вселенная, в которой материя, пространство-время и энергия сворачиваются внутрь, избегает коллапса до сингулярности — в которой классическая теория гравитации и пространства-времени Альберта Эйнштейна перестает функционировать и в которой начинают работать правила квантовой гравитации. Почему сжимающаяся вселенная сможет избежать судьбы массивной звезды, которая умирает, сжимаясь в точку, и становится черной дырой?

Обе предложенных модели отскока используют бреши в теоремах о сингулярности — те, которые много лет казались тупиковыми. Космологи отскока давно признали, что отскоки могут быть возможными, если бы вселенная содержала вещество с отрицательной энергией (или другие источники отрицательного давления), которое бы противодействовало гравитации и отталкивало бы все. Ученые пытались использовать эту лазейку с начала 2000-х годов, но всегда приходили к тому, что добавление ингредиентов с отрицательной энергией делает их модели вселенной нестабильными, потому что квантовые флуктуации положительной и отрицательной энергии могут спонтанно рождаться в вакууме космоса с нулевой энергией. В 2016 году российский космолог Валерий Рубаков и его коллеги даже доказали теорему, которая исключила большой класс механизмов отскока.

Затем Идджас нашла механизм отскока, который может обойти и это исключение. Ключевой ингредиент в ее модели — простая сущность, «скалярное поле», которое, по идее, могло вступить в игру, когда вселенная сжималась и энергия становилась высококонцентрированной. Скалярное поле могло спрятать себя в гравитационном поле таким образом, чтобы оказывать отрицательное давление на вселенную, препятствуя сжатию и растягивая пространство-время. Работа Идджас — «лучшая попытка обуздать все возможные нестабильности и создать по-настоящему стабильную модель с этим особенным типом вещества», говорит Жан-Люк Лейнерс, космолог-теоретик из Института гравитационной физики Макса Планка в Германии, который также работал над вариациями отскока.

Грэм, Каплан и Рахендран представили свою идею не-сингулярного отскока в препринте на сайте arxiv.org в сентябре 2017 года. Свою работу они начали с вопроса о том, могла ли предыдущая фаза сжатия в истории вселенной объяснить значение космологической постоянной — разительно небольшого числа, которое определяет количество темной энергии, вшитой в ткань пространства-времени, энергии, которая подталкивает ускоряющееся расширение вселенной.

Работая над самой сложной частью — отскоком — тройка ученых использовала вторую, в значительной степени забытую лазейку в теоремах сингулярности. Они черпали вдохновение из странной модели вселенной, предложенной логиком Куртом Геделем в 1949 году, когда он вместе с Эйнштейном работал в Институте передовых исследований в Принстоне. Гедель использовал законы общей теории относительности для создания теории вращающейся вселенной, вращение которой удерживало ее от гравитационного коллапса точно так же, как орбита Земли не дает ей упасть на Солнце. Гедель особенно подчеркивал тот факт, что его вращающаяся вселенная допускала «закрытые времениподобные кривые», то есть по сути петли времени. До самой смерти он считал, что вселенная вращается в точности как предполагает его модель. Сегодня ученые знают, что это не так; в противном случае одни направления и упорядоченности в космосе были бы предпочтительней других. Но Грэм и компания задумались о небольших, закрученных пространственных измерениях, которые могут существовать в космосе, вроде шести дополнительных измерений, постулируемых теорией струн. Может ли сжимающаяся вселенная вращаться в этих направлениях?

Представьте себе, что есть только одно из этих скрученных дополнительных измерений, крошечный круг в каждой точке пространства. Как говорит Грэм, «в каждой точке пространства есть дополнительное направление, в котором вы можете двигаться, четвертое пространственное измерение, но вы можете пройти лишь небольшую дистанцию и вернетесь в то место, с которого начинали движение». Если же компактных дополнительных измерений будет как минимум три, то по мере сжатия вселенной вещество и энергия могут начать крутиться в них, и сами измерения будут крутиться с материей и энергией. Вращение в дополнительных измерениях может внезапно инициировать отскок. «Все это вещество, которое должно было сжаться в сингулярность, из-за вращения в дополнительных измерениях не попадет туда», говорит Грэм. «Все это вещество должно было сжаться в одной точке, но вместо этого оно улетит прочь».

Работа ученых привлекла внимание людей за пределом обычного круга космологов отскока. Шон Кэрролл, физик-теоретик из Калифорнийского технологического института, относится к ней скептически, но называет саму идею «очень умной». Он считает, что важно разрабатывать альтернативы традиционной истории инфляции, чтобы понять, насколько лучше теория инфляции будет смотреться в сравнении — особенно когда будут запущены телескопы нового поколения. Он также считает, что если у альтернативной теории будет хотя бы 5% шанса на успех, ее стоит проверить. И эта работа — не исключение.

Источник →

Опубликовано 08.02.2018 в 01:38

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Лаврентий Палыч Берия
Лаврентий Палыч Берия 8 февраля, в 16:58 Теория "отскока" глупа. Вселенная расширяясь до какого то предела не сможект остановиться так, что бы сохранить силы гравитации что бы они начали стягивать материю обратно в кучу для нового большого взрыва.
Скорее всего, вселенная будет разлетаться до того состояния когда гравитационные силы потеряют между собой взаимодействие и тогда время вообще может остановиться. В фантастике был рассказ на эту тему "стеклянная вселенная" -когда время остановилось везде и вселенная застыла на месте навсегда.
Текст скрыт развернуть
-1
Wlad Wlad
Wlad Wlad 8 февраля, в 17:10 Мне всегда нравились попытки грантоедов оправдать свое существование.
На сегодняшний день мы даже не знаем есть ли такие ФИЗИЧЕСКИЕ категории как "Время" и "Гравитация", но с апломбом беремся рассуждать об их сути.
Текст скрыт развернуть
2
Владимир Петров
Владимир Петров 8 февраля, в 18:35 Глупость дегенератов-физиков предела не имеет! Текст скрыт развернуть
1
Дима
Дима 8 февраля, в 20:24 Расширение Вселенной учёные доказывают красным смещением, но ведь изучая удалённые звёзды мы видим их прошлом . Что если время тогда (миллиарды лет назад) текло с другой скоростью? и на самом деле дальние звёзды неподвижны, просто доходящий до нас свет излучался во времени текущем с другой скоростью? Объясните пожалуйста в чем здесь ошибка. Текст скрыт развернуть
0
Андрей Щеголеватых
Андрей Щеголеватых 8 февраля, в 23:27 Теория отскока включает в себя рациональное
зерно - количество измерений большее, чем 3-4. Или Вселенная более многомерна, чем мы
можем её представить...
Текст скрыт развернуть
0
Показать новые комментарии
Показаны все комментарии: 5
Сейчас обсуждают
Тысячи лет назад использовали ядерное оружие: в сети появилась карта атомных войн

Тысячи лет назад использовали ядерное оружие: в сети появилась карта атомных войн

Dailystar приводит ряд доказательство того, что тысячи лет назад на земле уже велись сражения с применением ядерного оружия. Так, в египетской пустыне и Шотлан

10 июл, 10:59
+16 7
По всему миру автомобили врезаются в невидимые преграды

По всему миру автомобили врезаются в невидимые преграды

Один видеоблогер собрал воедино информацию о странных явлениях, связанных с автокатастрофами. Так, в последнее время машины начали врезаться в невидимые прегра

11 июл, 00:49
+14 21
Эхнатон или Иисус? Молитва - Отче Наш, за 1000 лет до Иисуса

Эхнатон или Иисус? Молитва - Отче Наш, за 1000 лет до Иисуса

В мае 2002 года группа историков, работающая в Британском научном музее, неожиданно обнаружила, не изученный ранее документ, в котором на египетском

11 июн, 00:43
+26 17
Популярное за месяц
Учёные бьют тревогу: океаническое течение Гольфстрим поменяло направление

Учёные бьют тревогу: океаническое течение Гольфстрим поменяло направление

Не так давно мониторинг течений, которые проводили итальянские океанографы, принёс весьма тревожные результаты: течение Гольфстрим теперь не достигает Шпицбер

27 июн, 01:08
+35 23
На орбите Земли находится гигантский объект

На орбите Земли находится гигантский объект

Интересный сервис livemeteors.com позволяет в реальном времени посмотреть, что находится в данный момент на орбите Земли. Ресурс собирает данные на основе ради

25 июн, 16:06
+31 28
Тайны бурятского «Нострадамуса»

Тайны бурятского «Нострадамуса»

Говоря о тех, кто смог загля­нуть в будущее и предсказать его, люди чаще всего вспоминают Вангу, Нострадаму­са и Мессинга. И даже в Бу­рятии не каждый знает о

22 июн, 01:05
+25 4

Последние комментарии

Вальтер Юпитер
Вальтер Юпитер
Вальтер Юпитер
Вальтер Юпитер
Вальтер Юпитер

Поиск по блогу

Популярное за неделю
На Марсе растут деревья?

На Марсе растут деревья?

Не зря говорят. что бы спрятать что-то, положи это на самое видное место. Фотографии с поверхности Красной планеты, которые присылают автоматические станции ле

14 июл, 00:27
+17 8
Тысячи лет назад использовали ядерное оружие: в сети появилась карта атомных войн

Тысячи лет назад использовали ядерное оружие: в сети появилась карта атомных войн

Dailystar приводит ряд доказательство того, что тысячи лет назад на земле уже велись сражения с применением ядерного оружия. Так, в египетской пустыне и Шотлан

10 июл, 10:59
+16 7
Таинственная древняя звездная карта Инков

Таинственная древняя звездная карта Инков

Цивилизация инков очень загадочная и оставила нам множество секретов, один из них - золотая звездная карта, которую нашли археологи недалеко от Куско, когда ра

13 июл, 10:23
+14 2
По всему миру автомобили врезаются в невидимые преграды

По всему миру автомобили врезаются в невидимые преграды

Один видеоблогер собрал воедино информацию о странных явлениях, связанных с автокатастрофами. Так, в последнее время машины начали врезаться в невидимые прегра

11 июл, 00:49
+14 21
В Китае обнаружили угрозу для всего человечества

В Китае обнаружили угрозу для всего человечества

ВВС News передает, что на территории Китая специалисты из Агентства экологических расследований нашли доказательства использования в промышленности хлорфторугл

13 июл, 10:33
+12 10
Читать истории про договор с дьяволом. Сделка с дьяволом

Читать истории про договор с дьяволом. Сделка с дьяволом

Старинный документ привел меня в ужас, он открывал путь в самый настоящий ад! Моя поездка в Прагу подходила к концу. Осталось изучить кое-какие монасты

11 июл, 00:42
+11 1
Инопланетяне по какой-то причине массово покинули Луну

Инопланетяне по какой-то причине массово покинули Луну

Астроном-любитель, когда изучал поверхность Луны при помощи телескопа, заметил целую флотилию НЛО. Инопланетяне по какой-то причине решили массово покинуть при

14 июл, 00:36
+9 7
Выгозеро стало космодромом для НЛО и хранит на своем дне корабль пришельцев

Выгозеро стало космодромом для НЛО и хранит на своем дне корабль пришельцев

События в 2014 году заинтересовали ученых, потому что огромный внеземной объект на большой скорости пронесся вниз и пробил 12-метровую дыру во

11 июл, 00:44
+8 2