Есть ли у «прыгающих вселенных» начало?

вселенная

Кредит: Pixabay/CC0 общественное достояние

Пытаясь понять природу космоса, некоторые теоретики предполагают, что Вселенная расширяется и сжимается бесконечными циклами.

Поскольку предполагается, что такое поведение будет вечным, у Вселенной не должно быть ни начала, ни конца — только вечные циклы роста и сокращения, которые навсегда уходят в будущее и навсегда в прошлое.

Это привлекательная концепция отчасти потому, что она устраняет необходимость в состоянии, называемом сингулярностью, которое соответствует «началу времени» в других моделях.

Но новое исследование, проведенное физиками из Университета Буффало Уиллом Кинни и Ниной Стейн, указывает на то, что циклические или «прыгающие» космологии терпят неудачу.

Исследование показывает, что последняя версия этой теории — циклическая модель, разрешающая давние опасения по поводу энтропии, — ставит новую проблему (или, скорее, возвращает к старой). Кинни и Стайн заключают, что циклические вселенные, описанные в рамках этой модели, должны иметь начало.

«Люди предлагали отбрасывать вселенные, чтобы сделать Вселенную бесконечной в прошлом, но мы показываем, что один из новейших типов этих моделей не работает», — говорит Кинни, доктор философии, профессор физики в Колледже Университета Нью-Йорка. Искусства и науки. «В этом новом типе модели, которая решает проблемы с энтропией, даже если у Вселенной есть циклы, у нее все равно должно быть начало».

«Есть много причин интересоваться ранней Вселенной, но я думаю, что моя самая любимая — это естественная человеческая склонность хотеть знать, что было раньше», — говорит Стейн, доктор философии UB. студент-физик, говоря о важности исследований. «Во всех культурах и историях люди рассказывали истории о творении, о «начале». Мы всегда хотим знать, откуда мы пришли».

Исследование, финансируемое Национальным научным фондом, было опубликовано в июне в Журнал космологии и физики астрочастиц. Статья называется «Циклическая космология и геодезическая полнота».

Если у Вселенной было начало, то как оно началось?

Кинни является автором книги 2022 года под названием «Бесконечность миров», в которой рассказывается эпическая история космической инфляции, конкурирующей теории о происхождении Вселенной. Согласно этой модели, ранняя Вселенная характеризовалась периодом быстрого расширения от сингулярности, за которым последовал сверхгорячий Большой взрыв, в результате которого образовались первичные элементы, из которых впоследствии образовались галактики, звезды и планеты, а также атомы в наших телах и все остальное. другие живые существа.

Космическая инфляция является ведущей теорией. Но основное внимание уделяется тому, что происходит во время и после эпохи быстрого расширения. Он не объясняет, что было до этого, и не описывает условия начальной сингулярности.

Истинно циклическая Вселенная могла бы обойти эти проблемы: если Вселенная вовлечена в бесконечные циклы расширения и сжатия, у нее вообще не должно быть начала. Но, как отмечает Кинни, эти прыгающие модели поднимают целый ряд несостоятельных вопросов.

«К сожалению, уже почти 100 лет известно, что эти циклические модели не работают, потому что во Вселенной со временем накапливается беспорядок или энтропия, поэтому каждый цикл отличается от предыдущего. Это не совсем циклично», — говорит Кинни. . «Недавняя циклическая модель решает эту проблему накопления энтропии, предполагая, что Вселенная расширяется с каждым циклом, разбавляя энтропию. Вы растягиваете все, чтобы избавиться от космических структур, таких как черные дыры, которые возвращают Вселенную к исходное однородное состояние перед началом следующего отскока».

«Но, — добавляет он, — короче говоря, мы показали, что при решении проблемы энтропии вы создаете ситуацию, когда вселенная должна иметь начало. Наше доказательство в целом показывает, что любая циклическая модель, которая устраняет энтропию путем расширения, должна иметь начало».

«Мысль о том, что был момент времени, до которого не было ничего, не было времени, беспокоит нас, и мы хотим знать, что было до этого — включая ученых», — говорит Штейн. — Но, насколько мы можем судить, должно было быть «начало». Есть точка, для которой нет ответа на вопрос: «Что было до этого?» “

И, конечно же, есть дополнительные исследовательские вопросы, говорит Кинни: «Наше доказательство не применимо к циклической модели, предложенной Роджером Пенроузом, в которой Вселенная бесконечно расширяется в каждом цикле. Мы работаем над этим».


Использование голограмм для освещения пространства де Ситтера


Дополнительная информация:
Уильям Х. Кинни и др., Циклическая космология и геодезическая полнота, Журнал космологии и физики астрочастиц (2022). DOI: 10.1088/1475-7516/2022/06/011

Предоставлено Университетом в Буффало

Цитата: Есть ли у «прыгающих вселенных» начало? (2022, 5 августа) получено 6 августа 2022 г. с https://phys.org/news/2022-08-universes.html.

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Leave a Comment