Raziskovalci so razvili model krčenja vesolja, ki je obstajal pred velikim praskom. Kliknite za povečavo
Big Bang opisuje, kako se je Vesolje začelo kot enotno točko pred 13,7 milijardami let in se od takrat širi, vendar ne pojasnjuje, kaj se je zgodilo pred tem. Raziskovalci z univerze Penn State menijo, da bi morale biti v našem današnjem vesolju najdene sledi dokazov, ki bi jih lahko pogledali nazaj pred velikim praskom. Glede na njihove raziskave je obstajalo pogodbeno vesolje s podobno vesoljsko-časovno geometrijo kot naše razširjajoče se vesolje. Vesolje se je porušilo in nato "odskočilo" kot Veliki prasak.
Po Einsteinovi splošni teoriji relativnosti Veliki prasak predstavlja Začetek, velik dogodek, na katerem se je rodila ne samo materija, temveč tudi vesolje in čas. Medtem ko klasične teorije ne ponujajo namigov o obstoju pred tem trenutkom, je raziskovalna skupina v državi Penn uporabila kvantne gravitacijske izračune, da bi našla niti, ki vodijo v zgodnejši čas. "Splošna relativnost se lahko uporabi za opis vesolja do točke, ko postane zadeva tako gosta, da njene enačbe ne zdržijo," pravi Abhay Ashtekar, vodja katedre za fiziko družine Eberly in direktor Inštituta za gravitacijsko fiziko in Geometry v državi Penn. "Poleg tega smo morali uporabiti kvantna orodja, ki Einsteinu niso bila na voljo." Z združevanjem kvantne fizike s splošno relativnostjo sta Ashtekar in dva njegova doktorska raziskovalca Tomasz Pawlowski in Parmpreet Singh lahko razvila model, ki skozi Veliki prašek sledi vse bolj krčljivemu vesolju, ki ima fiziko, podobno naši.
V raziskavah, o katerih so poročali v trenutni številki revij Physical Review Letters, skupina kaže, da je pred velikim praskom obstajalo pogodbeno vesolje z geometrijo vesolja in časa, ki je sicer podobna tistemu, ki se trenutno širi. Ko so gravitacijske sile to prejšnje vesolje potegnile navznoter, je prišlo do točke, ko kvantne lastnosti vesolja in časa povzročijo, da bi gravitacija postala odbojna, ne pa privlačna. "Z uporabo kvantnih sprememb Einsteinovih kozmoloških enačb smo pokazali, da namesto klasičnega velikega poka v resnici obstaja kvantni odskok," pravi Ashtekar. "Bili smo tako presenečeni nad ugotovitvijo, da obstaja še eno klasično vesolje pred velikim Big Bangom, da smo simulacije ponavljali z različnimi vrednostmi parametrov več mesecev, vendar smo ugotovili, da je scenarij Big Bounce močan."
Medtem ko je bila že pred časom predlagana splošna ideja o drugem vesolju, ki je obstajala pred velikim praskom, je to prvi matematični opis, ki sistematično ugotavlja svoj obstoj in odvzema lastnosti geometrije vesolja in časa v tem vesolju.
Raziskovalna skupina je uporabila kvantno gravitacijo v zanki, vodilni pristop k problemu poenotenja splošne relativnosti s kvantno fiziko, ki je bil pionir na Penn State Institute of Gravitational Physics and Geometry. V tej teoriji ima geometrija vesolja in časa diskretno "atomsko" strukturo in že znani kontinuum je le približek. Tkanina prostora je dobesedno tkana z enodimenzionalnimi kvantnimi nitmi. V bližini Big Bang-a se ta tkanina nasilno raztrga in kvantna narava geometrije postane pomembna. Gravitacija naredi močno odbijajočo, kar povzroči velik odskok.
"Naše prvotno delo prevzame homogen model našega vesolja," pravi Ashtekar. "Vendar nam je zaupal v osnovne ideje o kvantni gravitaciji zanke. Še naprej bomo izpopolnjevali model, da bomo bolje prikazali vesolje, kot ga poznamo, in bolje razumeli značilnosti kvantne gravitacije. "
Raziskavo so sponzorirali Nacionalna znanstvena fundacija, Fundacija Aleksandra von Humboldta in Visoka akademija znanosti Eberly Penn State.
Izvirni vir: PSU News Release
