РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Предыстория Вселенной: Что было до Большого взрыва

Одно из редчайших научных исследований посвящено не только нашей Вселенной – но и той, что была до нее и дала жизнь мирозданию, в котором мы живем.
Тэги:
Предыстория Вселенной: Что было до Большого взрыва

«По сути, — говорит автор исследования, профессор Мартин Божовальд (Martin Bojowald), — я предлагаю новую математическую модель, которая вводит концепцию квантовых состояний, как существовавших до Большого взрыва и изменявшихся в ходе него — вместо принятой сегодня версии о том, что они появились вместе с нашей Вселенной лишь в процессе этого взрыва».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Божовальд показал, что хотя многие из свойств ранней Вселенной можно просчитать, некоторые из них принципиально не поддаются исследованию из-за «космической забывчивости», т. е. неопределенности квантовых сил, действовавших при Большом взрыве.

Как следует из эйнштейновской Общей Теории Относительности (ОТО), источником Большого взрыва послужило довольно «абсурдное» состояние мироздания — сингулярность, область с нулевым объемом, бесконечно высокой плотностью и энергией. Используя математическую «машину времени», Теорию петлевой квантовой гравитации (ТПКГ), Божовальд с коллегами двинулись еще дальше, в предысторию Большого взрыва.

Известно, что уравнения ОТО не применимы к ранней Вселенной с ее экстремальными энергиями. Однако объединение ее с квантовой механикой — цель множества современных теоретических исследований — расширит области применения обоих подходов. Один из самых перспективных путей сделать это — использовать аппарат ТПКГ.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Теория эта, предложенная Ли Смолином (Lee Smolin) и Эбхеем Аштекаром (Abhay Ashtekar) в 1980-х, — один из способов объединения ОТО с уравнениями квантовой механики. Она предлагает один из подходов к исследованию самого Большого взрыва и свойств той «предыдущей» Вселенной, коллапс которой, по мнению некоторых ученых, привел в конечном итоге к появлению нашего мироздания. До сих пор Большой взрыв был своего рода непреодолимым барьером, заглянуть за который представлялось принципиально невозможным — ведь все появилось в ходе взрыва, и сам вопрос о том, что было «до него», считался в принципе некорректным.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Согласно ТПКГ, ткань пространства-времени дискретна и «соткана» из одномерных квантовых «нитей», и лишь на больших масштабах Вселенная выглядит непрерывной и гладкой. Одно из следствий этого состоит в том, что изначальная сингулярность, из которой в ходе Большого взрыва и дальнейшей эволюции «разворачивались» измерения нашей Вселенной, обладала крайне малыми — но не нулевыми! — размерами, и крайне высокой — но не бесконечной! — энергией. Принимая это положение, сторонники ТПКГ смогли получить непротиворечивые расчетные данные, относящиеся к периоду до Большого взрыва.

В экстремальных (мягко говоря) условиях, при которых появилась Вселенная, одномерные нити «рвались» — этот процесс сторонники теории ПКГ называют «Большим отскоком», чтобы подчеркнуть, что он представлял собой скорее быстрое расширение прежде сжатой Вселенной, нежели появление новой из «ничего», из сингулярности.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Для того, чтобы получить данные о Вселенной, которая была до нашей, Божовальду пришлось разработать собственный подход к ТПКГ. Ему удалось сделать ряд успешных аппроксимаций и переформулировать некоторые квантово-гравитационные математические модели, максимально упростив уравнения ТПКГ, чтобы получить их аналитические решения. Полученные им уравнения требуют знания ряда параметров о текущем состоянии нашей собственной Вселенной, чтобы исходя из них отправиться в математическое путешествие назад во времени.

В них также входят комплементарные параметры, которые характеризуют квантовую неопределенность в рамках всей Вселенной до и после «Большого хлопка». Появление их неизбежно при расчетах квантовых состояний. Как в квантовой физике постулируется невозможность одновременного получения точных данных о положении и импульсе частицы, так и в модели Божовальда такой «неопределенной парой» являются объемы Вселенной до и после «Большого отскока».

Кроме того, показано, что по крайней мере один из расчетных параметров предыдущей Вселенной не пережил «Большого отскока», т. е. информация о нем принципиально отсутствует в нашей Вселенной. Эта «космическая забывчивость», по мнению Божовальда, приводит к тому, что в ходе бесконечных циклов расширения, сжатия, хлопка и нового расширения следующих одна за другой Вселенных образуются мироздания не идентичные, а отличающиеся друг от друга.

О других теориях, альтернативных Большому взрыву, читайте в статье «Забытый соперник Большого взрыва».

Загрузка статьи...