Kreditna slika: University of Chicago
Veliki fiziki univerze v Čikagu bi lahko bil velik nalet v naravnem razvoju vesolja, ki se bo večkrat zgodil v neverjetno velikih časovnih lestvicah, ko se vesolje širi, izpraznjuje in hladi.
? Radi rečemo, da velik udarec v zgodovini našega vesolja ni nič posebnega? je dejal Sean Carroll, docent za fiziko na univerzi v Chicagu. Diplomirana študentka Carroll in University of Chicago Jennifer Chen bo na elektronski spletni strani http://arxiv.org/ objavila prispevek z opisom njihovih idej.
Carroll in Chen? S raziskovanje obravnavata dve ambiciozni vprašanji: zakaj čas teče samo v eno smer in ali bi lahko velik prask nastajal zaradi nihanja energije v praznem prostoru, ki je v skladu z znanimi fizikalnimi zakoni?
Vprašanje o puščici časa fizike že stoletja stiska, ker "temeljni zakoni fizike večinoma ne razlikujejo med preteklostjo in prihodnostjo. So? Časovno simetrični? Je rekel Carroll.
Tesno vezan na vprašanje časa je koncept entropije, ki je merilo motnje v vesolju. Kot je pred stoletjem pokazal fizik Ludwig Boltzmann, se entropija s časom naravno povečuje. ? Lahko spremenite jajce v omleto, ne pa omlete v jajce ,? Je rekel Carroll.
Toda skrivnost ostaja, zakaj je bila entropija v vesolju nizka. Težavnost tega vprašanja že dolgo moti znanstvenike, ki ga v prihodnosti najpogosteje preprosto zapustijo kot uganko.
Carroll in Chen sta poskusila odgovoriti zdaj.
Prejšnji raziskovalci so na vprašanja o velikem udaru pristopili s predpostavko, da je entropija v vesolju končna. Carroll in Chen se lotita nasprotnega pristopa. "Postavljamo, da je entropija vesolja neskončna. Vedno se lahko poveča,? Je rekel Chen.
Za uspešno razlago, zakaj je vesolje videti tako, kot je danes, morata oba pristopa vključevati postopek, imenovan inflacija, ki je podaljšek teorije velikega praska. Astrofiziki so izumili teorijo inflacije, da bi lahko razložili vesolje, kot se zdi danes. Glede na inflacijo je vesolje v velikem delu sekunde po velikem sunku doživelo veliko množično širitev.
Toda obstaja težava s tem scenarijem: okostje v omari ,? Je rekel Carroll. Začetek inflacije bi vesolje zajelo mikroskopsko majhen obliž v izjemno malo verjetni konfiguraciji, ne tistega, kar bi znanstveniki pričakovali od naključno izbranega začetnega stanja. Carroll in Chen trdita, da bo splošni začetni pogoj dejansko podoben hladnemu, praznemu prostoru? Ni očitno ugodno izhodišče za začetek inflacije.
V vesolju končne entropije so nekateri znanstveniki predlagali, da lahko naključno nihanje sproži inflacijo. To pa bi zahtevalo, da bi molekule vesolja nihale iz stanja visoke entropije v eno od nizkih entropij - statistični daljši posnetek.
? Pogoji, potrebni za inflacijo, niso tako enostavni ,? Je rekel Carroll. "Obstaja argument, da je lažje, da se naše vesolje pojavi iz naključnega nihanja, kot da se inflacija začne iz naključnega nihanja."
Carroll in Chenov scenarij neskončne entropije navdihuje ugotovitev leta 1998, da se bo vesolje za vedno razširilo zaradi skrivnostne sile, imenovane "temna energija." V teh pogojih je naravna konfiguracija vesolja tista, ki je skoraj prazna. ? V našem trenutnem vesolju entropija raste in vesolje se širi in postaja praznejše? Je rekel Carroll.
Toda tudi na praznem prostoru so rahle sledi energije, ki nihajo na subatomskem merilu. Kot sta že predhodno predlagala Jaume Garriga z univerze Autitoma Barcelona in Alexander Vilenkin z univerze Tufts, lahko ta nihanja ustvarijo lastne velike udarce po drobnih območjih vesolja, ki so široko ločeni v času in prostoru. Carroll in Chen to idejo dramatično podaljšata, nakazujeta, da bi se inflacija lahko začela? v daljni preteklosti našega vesolja, tako da se zdi, da čas teče nazaj (z naše perspektive) do opazovalcev daleč v naši preteklosti.
Ne glede na to, v katero smer vodijo, bodo nova vesolja, ustvarjena v teh velikih pramenih, nadaljevala proces vse večje entropije. V tem neskončnem ciklu vesolje nikoli ne doseže ravnovesja. Če bi dosegla ravnotežje, se ne bi nikoli zgodilo nič. Ne bi bilo puščice časa.
Ni države, na katero bi lahko prišli, je največja entropija. Entropijo lahko vedno povečate tako, da ustvarite novo vesolje in mu omogočite, da se razširi in ohladi ,? Carroll je razložil.
Izvirni vir: News of Release University of Chicago
