Credit imagine: Universitatea din Chicago
Big bang-ul ar putea fi un eveniment normal în evoluția naturală a universului care se va întâmpla în mod repetat pe scări de timp incredibil de vaste, pe măsură ce universul se extinde, se golește și se răcește, potrivit celor doi fizicieni ai Universității din Chicago.
„Ne place să spunem că big bang-ul nu este nimic special în istoria universului nostru ,? a spus Sean Carroll, profesor asistent în fizică la Universitatea din Chicago. Carroll și studentul absolvent al Universității din Chicago, Jennifer Chen, va publica electronic o lucrare care descrie ideile lor la http://arxiv.org/.
Cercetările lui Carroll și Chen abordează două întrebări ambițioase: de ce timpul curge într-o singură direcție și ar putea fi marea bătaie dintr-o fluctuație a energiei în spațiul gol care se conformează legilor fizicii cunoscute?
Întrebarea despre săgeata timpului i-a neliniștit pe fizicieni timp de un secol pentru că, în cea mai mare parte, legile fundamentale ale fizicii nu disting între trecut și viitor. Ei sunt simetrici în timp, Spuse Carroll.
Și o legătură strânsă cu problema timpului este conceptul de entropie, o măsură de dezordine în univers. După cum a arătat fizicianul Ludwig Boltzmann în urmă cu un secol, entropia crește în mod natural odată cu timpul. Puteți transforma un ou într-o omletă, dar nu o omletă într-un ou ,? Spuse Carroll.
Însă misterul rămâne cu privire la motivul pentru care entropia era scăzută în univers pentru a începe. Dificultatea acestei întrebări i-a deranjat de mult pe oamenii de știință, care, cel mai adesea, îl lasă pur și simplu ca pe un puzzle să răspundă în viitor.
Carroll și Chen au încercat să răspundă acum.
Cercetătorii precedenți au abordat întrebări despre big bang cu presupunerea că entropia în univers este finită. Carroll și Chen adoptă abordarea opusă. „Postulăm că entropia universului este infinită. Ar putea crește întotdeauna ,? Spuse Chen.
Pentru a explica cu succes de ce universul arată așa cum se întâmplă astăzi, ambele abordări trebuie să se adapteze unui proces numit inflație, care este o extensie a teoriei big bang. Astrofizicienii au inventat teoria inflației pentru a putea explica universul așa cum apare astăzi. Conform inflației, universul a suferit o perioadă de expansiune masivă într-o fracțiune de secundă după big bang.
Dar există o problemă cu acel scenariu: un „schelet în dulap”, Spuse Carroll. Pentru a începe inflația, universul ar fi cuprins un plasture micșor microscopic într-o configurație extrem de puțin probabilă, nu ceea ce oamenii de știință s-ar aștepta de la o condiție inițială aleasă aleatoriu. Carroll și Chen susțin că o condiție inițială generică este probabil să semene cu spațiul rece, gol - nu un punct de plecare evident favorabil pentru debutul inflației.
Într-un univers de entropie finită, unii oameni de știință au propus că o fluctuație aleatorie ar putea declanșa inflația. Totuși, acest lucru ar necesita ca moleculele universului să fluctueze de la o stare de entropie înaltă la una de entropie scăzută - o perspectivă statistică.
? Condițiile necesare pentru inflație nu sunt atât de ușor de început ,? Spuse Carroll. Există un argument că este mai ușor doar ca universul nostru să apară dintr-o fluctuație aleatorie decât ca inflația să înceapă de la o fluctuație aleatoare.
Scenariul lui Carroll și Chen de entropie infinită este inspirat de constatarea în 1998 că universul se va extinde pentru totdeauna din cauza unei forțe misterioase numite „energie întunecată”. În aceste condiții, configurația naturală a universului este una aproape goală. ? În universul nostru actual, entropia este în creștere și universul se extinde și devine mai gol ,? Spuse Carroll.
Dar chiar și spațiul gol are urme slabe de energie care fluctuează pe scara subatomică. Așa cum sugerează anterior Jaume Garriga, de la Universitat Autonoma de Barcelona și Alexander Vilenkin, de la Universitatea Tufts, aceste flucuări pot genera propriile bretele mari în zone minuscule ale universului, larg separate în timp și spațiu. Carroll și Chen extind această idee în mod dramatic, sugerând că inflația ar putea începe? Invers? în trecutul îndepărtat al universului nostru, astfel încât timpul ar putea părea să curgă înapoi (din perspectiva noastră) către observatori îndepărtați în trecutul nostru.
Indiferent de direcția în care se îndreaptă, noile universuri create în aceste bretonii mari vor continua procesul de creștere a entropiei. În acest ciclu fără sfârșit, universul nu atinge niciodată echilibrul. Dacă ar atinge echilibrul, nu s-ar întâmpla nimic. Nu ar exista nicio săgeată a timpului.
Nu există nicio stare la care să te duci că este entropie maximă. Puteți crește întotdeauna entropia mai mult prin crearea unui nou univers și permițându-i să se extindă și să se răcească ,? A explicat Carroll.
Sursa originală: Comunicat de presă al Universității din Chicago
