Obrazový kredit: University of Chicago
Veľký tresk by mohol byť normálnou udalosťou v prirodzenom vývoji vesmíru, ku ktorej dôjde opakovane v neuveriteľne rozsiahlych časových mierkach, keď sa vesmír rozširuje, vyprázdňuje a ochladzuje.
„Radi by sme povedali, že veľký tresk nie je ničím zvláštnym v histórii nášho vesmíru.“ povedal Sean Carroll, odborný asistent vo fyzike na University of Chicago. Absolventka Carrol a University of Chicago Jennifer Chen uverejní elektronicky príspevok, v ktorom popíše svoje nápady, na adrese http://arxiv.org/.
Výskum Carrollovej a Chenovej sa zameriava na dve ambiciózne otázky: prečo čas plynie iba jedným smerom a mohol veľký tresk vzniknúť z kolísania energie v prázdnom priestore, ktoré je v súlade so známymi fyzikálnymi zákonmi?
Otázka času sa fyzikov znepokojovala celé storočie, pretože základné fyzikálne zákony väčšinou nerozlišujú medzi minulosťou a budúcnosťou. Sú časovo symetrické? Povedala Carroll.
S otázkou času je úzko spojená koncepcia entropie, miera poruchy vo vesmíre. Ako ukázal fyzik Ludwig Boltzmann pred sto rokmi, entropia sa postupom času prirodzene zvyšuje. „Môžete zmeniť vajce na omeletu, ale nie na omeletu na vajíčko?“ Povedala Carroll.
Zostáva však záhadou, prečo bola entropia na začiatku vesmíru nízka. Obtiažnosť tejto otázky už dávno trápi vedcov, ktorí ju najčastejšie jednoducho nechávajú ako hádanku, aby ju v budúcnosti mohli zodpovedať.
Carroll a Chen sa teraz pokúsili odpovedať.
Predchádzajúci vedci pristúpili k otázkam o veľkom tresku s predpokladom, že entropia vo vesmíre je konečná. Carroll a Chen majú opačný prístup. Znovu predpokladáme, že entropia vesmíru je nekonečná. Vždy sa to môže zvýšiť ,? Povedal Chen.
Aby bolo možné úspešne vysvetliť, prečo vesmír vyzerá tak, ako vyzerá dnes, musia oba prístupy prispôsobiť proces nazývaný inflácia, ktorý je rozšírením teórie veľkého tresku. Astrofyzici vynašli teóriu inflácie, aby mohli vysvetliť vesmír tak, ako sa zdá dnes. Podľa inflácie prešiel vesmír obdobím obrovskej expanzie za zlomok sekundy po veľkom tresku.
Ale v tomto scenári je problém: kostra v skrini ,? Povedala Carroll. Na začiatku inflácie by vesmír zahŕňal mikroskopicky malú náplasť v extrémne nepravdepodobnej konfigurácii, nie to, čo by vedci očakávali od náhodne zvoleného počiatočného stavu. Carroll a Chen tvrdia, že všeobecný počiatočný stav sa bude pravdepodobne podobať chladnému a prázdnemu priestoru - nie je to očividne priaznivý východiskový bod pre začiatok inflácie.
Vo vesmíre konečnej entropie niektorí vedci navrhli, že náhodné kolísanie by mohlo spustiť infláciu. To by si však vyžadovalo, aby molekuly vesmíru kolísali zo stavu s vysokou entropiou do jedného z entropie s nízkou entropiou - štatistická snímka.
„Podmienky potrebné na infláciu nie sú také ľahké,“ Povedala Carroll. Existuje argument, že je jednoduchšie, ak sa náš vesmír objaví z náhodnej fluktuácie, ako inflácia začína náhodnou fluktuáciou.
Scenár Carrollovej a Chenovej nekonečnej entropie je inšpirovaný zistením z roku 1998, že vesmír sa bude navždy rozširovať kvôli záhadnej sile nazývanej „temná energia“. Za týchto podmienok je prirodzená konfigurácia vesmíru takmer taká prázdna. „V našom súčasnom vesmíre entropia rastie a vesmír sa rozširuje a stáva sa prázdnejším.“ Povedala Carroll.
Ale aj prázdny priestor má slabé stopy energie, ktoré kolísajú v subatomárnom meradle. Ako už predtým navrhli Jaume Garriga z Universitat Autonoma de Barcelona a Alexander Vilenkin z Tufts University, tieto fluktuácie môžu vytvárať svoje vlastné veľké rany v malých oblastiach vesmíru, ktoré sú v čase a priestore značne oddelené. Carroll a Chen rozširujú túto myšlienku dramaticky a naznačujú, že inflácia by sa mohla začať? v dávnej minulosti nášho vesmíru, aby sa mohol zdať, že čas plynie dozadu (z našej perspektívy) pozorovateľom ďaleko v našej minulosti.
Bez ohľadu na smer, ktorým sa uberajú, nové vesmíry vytvorené v týchto veľkých treskoch budú pokračovať v procese zvyšovania entropie. V tomto nekonečnom cykle vesmír nikdy nedosiahne rovnováhu. Keby to dosiahlo rovnováhu, nič by sa nikdy nestalo. Nebol by žiadny čas.
„Neexistuje žiadny štát, do ktorého by si mohol ísť, to je maximálna entropia. Entropiu môžete kedykoľvek viac zvýšiť vytvorením nového vesmíru a jeho rozšírením a ochladením ,? Carroll vysvetlil.
Pôvodný zdroj: News of University of Chicago
