Vedci vyvinuli model zmenšujúceho sa vesmíru, ktorý existoval pred Veľkým treskom. klikni na zväčšenie
Veľký tresk opisuje, ako sa vesmír začal ako jediný bod pred 13,7 miliardami rokov a od tej doby sa rozširuje, ale nevysvetľuje to, čo sa predtým stalo. Vedci z Penn State University sa domnievajú, že v našom súčasnom vesmíre by mali byť stopy, ktoré by sa mohli použiť na ohliadnutie pred Veľkým treskom. Podľa ich výskumu existoval zmluvný vesmír s podobnou geometriou času a času ako náš rozširujúci sa vesmír. Vesmír sa zrútil a potom „odrazil“ ako Veľký tresk.
Podľa Einsteinovej všeobecnej teórie relativity Veľký tresk predstavuje začiatok, veľkú udalosť, na ktorej sa narodila nielen hmota, ale aj samotný časopriestor. Zatiaľ čo klasické teórie nenaznačujú existenciu pred týmto okamihom, výskumný tím v štáte Penn State použil kvantové gravitačné výpočty na nájdenie vlákien, ktoré vedú k skoršiemu času. "Všeobecnú relativitu je možné použiť na popísanie vesmíru späť do bodu, keď sa hmota stane takou hustou, že jej rovnice nevydržia," hovorí Abhay Ashtekar, držiteľ fyzickej stoličky Eberly a riaditeľ Ústavu gravitačnej fyziky. a geometria v štáte Penn. „Okrem toho sme potrebovali použiť kvantové nástroje, ktoré Einstein nemal k dispozícii.“ Kombináciou kvantovej fyziky so všeobecnou relativitou mohli Ashtekar a dvaja z jeho postdoktorandských vedcov, Tomasz Pawlowski a Parmpreet Singh, vytvoriť model, ktorý sleduje cez Veľký tresk zmenšujúci sa vesmír, ktorý vykazuje fyziku podobnú našej.
Vo výskume uverejnenom v aktuálnom čísle Listy o fyzickom preskúmaní tím ukazuje, že pred Veľkým treskom existoval zmluvný vesmír s priestorovo-časovou geometriou, ktorý je inak podobný tomu v našom súčasnom rozširujúcom sa vesmíre. Keď gravitačné sily zatiahli tento predchádzajúci vesmír dovnútra, dosiahlo sa to miesto, v ktorom kvantové vlastnosti časopriestoru spôsobujú skôr odpudivosť gravitácie ako jej zatraktívnenie. „Pomocou kvantových modifikácií Einsteinových kozmologických rovníc sme preukázali, že namiesto klasického Veľkého tresku je v skutočnosti kvantový odraz,“ hovorí Ashtekar. "Boli sme tak prekvapení zistením, že existuje ďalší klasický vesmír pred Veľkým treskom, že sme simulácie opakovali s rôznymi hodnotami parametrov v priebehu niekoľkých mesiacov, ale zistili sme, že scenár Big Bounce je robustný."
Zatiaľ čo všeobecná myšlienka iného vesmíru existujúceho pred Veľkým treskom bola navrhnutá už skôr, je to prvý matematický opis, ktorý systematicky určuje jeho existenciu a odvodzuje vlastnosti časopriestorovej geometrie v tomto vesmíre.
Výskumný tím použil slučkovú kvantovú gravitáciu, vedúci prístup k problému zjednotenia všeobecnej relativity s kvantovou fyzikou, ktorý bol tiež priekopníkom v Penn State Institute of Gravitational Physics and Geometry. V tejto teórii má časopriestorová geometria sama o sebe diskrétnu „atómovú“ štruktúru a známe kontinuum je iba aproximáciou. Tkanina priestoru je doslova tkaná jednorozmernými kvantovými vláknami. V blízkosti Veľkého tresku je táto látka násilne roztrhaná a dôležitá je kvantová povaha geometrie. To robí gravitáciu silne odpudivou, čo vedie k Big Bounce.
"Naša prvotná práca predpokladá homogénny model nášho vesmíru," hovorí Ashtekar. „Poskytlo nám to však dôveru v základné myšlienky kvantovej gravitácie slučky. Budeme pokračovať v zdokonaľovaní modelu, aby sme lepšie vykreslili vesmír, ako ho poznáme, a lepšie porozumeli znakom kvantovej gravitácie. “
Výskum sponzorovali Národná vedecká nadácia, Alexander von Humboldtova nadácia a Penn State Eberly College of Science.
Pôvodný zdroj: PSU News Release
