" "
Главни КозмологијаЕво коначне теорије Степхена Хавкинга о великом праску

Ево коначне теорије Степхена Хавкинга о великом праску

Козмологија : Ево коначне теорије Степхена Хавкинга о великом праску

Степхен Хавкинг с правом се сматра једним од најутицајнијих научника нашег времена. У његово време на овој планети, познати физичар, научни комуникатор, аутор и светилиште постало је име домаћинства, синоним за Еинстеин, Невтон и Галилео. Оно што је још импресивније јесте чињеница да је успео да задржи посвећеност науци, образовању и хуманитарним напорима упркос патњи од споре, дегенеративне болести.

Иако је Хавкинг недавно преминуо, његов утицај се још увек осети. Непосредно прије смрти Хавкинг је предао чланак који нуди своју коначну теорију о поријеклу Универзума. Рад, који је објављен раније ове недеље (у среду, 2. маја), нуди ново прихваћање теорије великог праска која би могла да изврши револуцију у начину на који размишљамо о Универзуму, како је створен и како се развијао.

Рад под насловом „Глатки излаз од вечне инфлације?“ Објављен је у часопису Хигх Енерги Пхисицс. Теорија је први пут објављена на конференцији на Универзитету у Цамбридгеу, јула прошле године, на којој је професор Тхомас Хертог (белгијски физичар са Универзитета КУ Леувен), поводом његовог 75. рођендана, поделио Хавкингов рад (чији је Хертог коаутор).

Последња теорија Степхена Хавкинга о Великом праску, која је поднета непосредно пре него што је преминуо, недавно је објављена. Кредит: Универзитет у Кембриџу

Према садашњем научном консензусу, сва тренутна и прошла материја у Универзуму настала је истовремено - пре отприлике 13, 8 милијарди година. У то време, сва материја је сабијена у веома малу куглу са бесконачном густином и интензивном топлином. Одједном се ова лопта почела надувати експоненцијалном брзином, а Универзум је, како знамо, почео.

Међутим, широко је веровање да ће, од када је започела ова инфлација, квантни ефекти то заувек наставити у неким регионима Универзума. То значи да је глобално инфлација Универзума вечна. У том погледу, посматрачки део нашег Универзума (који мери 13, 8 милијарди светлосних година у било ком правцу) је само регион у коме је инфлација завршила и формирале се звезде и галаксије.

Као што је Хавкинг објаснио у интервјуу са Универзитета у Цамбридгеу прошле јесени:

Уобичајена теорија вечне инфлације предвиђа да је глобално наш универзум попут бесконачног фрактала, са мозаиком различитих џепних свемира, раздвојених надуваним океаном. Локални закони физике и хемије могу се разликовати од једног џепа до другог, што би заједно створио мултиверзум. Али никада нисам био обожаватељ мултиверзума. Ако је скала различитих свемира у мултиверзуму велика или бесконачна, теорија се не може испитати.

У свом новом раду, Хавкинг и Хертог нуде нову теорију која предвиђа да Универзум није бесконачни мултиверзум сличан фракталима, већ је коначан и разумно гладак. Укратко, они теоретизирају да је вјечна инфлација, као дио теорије Великог праска, погрешна. Као што је Хертог објаснио:

Проблем са уобичајеним рачуном вечне инфлације је тај што претпоставља постојећи позадински универзум који се развија према Еинстеин-овој теорији опште релативности и квантне ефекте третира као мале флуктуације око тога. Међутим, динамика вечне инфлације брише раздвајање између класичне и квантне физике. Као посљедица тога, теорија Ајнштајна се распада у вечној инфлацији

Супротно овоме, Хавкинг и Хертог нуде објашњење засновано на теорији струне, грани теоријске физике која покушава ујединити општу релативност са квантном физиком. Ова теорија је предложена да објасни како гравитација утиче на три друге основне силе Универзума (слабе и јаке нуклеарне силе и електромагнетизам), стварајући тако Теорију свега (ТоЕ).

Једноставно речено, ова теорија описује основне саставнице Универзума као ситне, једнодимензионалне вибрирајуће жице. Хавкингов и Хертогољев приступ користи холографски концепт теорије струна који постулира да је Универзум велики и сложен холограм. У овој теорији, физичка стварност у одређеним 3Д просторима може се математички свести на 2Д пројекције на површини.

Ова илустрација приказује еволуцију Универзума, од Великог праска са леве стране, до модерног времена на десној страни. Слика: НАСА

Заједно, Хавкинг и Хертог развили су варијацију овог концепта како би пројектовали димензију времена у вечној инфлацији. То им је омогућило да опишу вечну инфлацију без да се ослањају на општу релативност, чиме су инфлацију свели на безвремено стање дефинисано на просторној површини на почетку времена. У том погледу, нова теорија представља промену од Хавкинговог ранијег рада о „теорији без граница“.

Позната и под називом Хартле и Хавкинг Но Боунари предлог, ова теорија је гледала Универзум као квантну честицу - додељујући му таласну функцију која је описала све могуће Универзуме. Ова теорија је такође предвиђала да ће се, ако се вратите уназад, на време Универзума, смањити и затворити попут сфере. И на крају, предвиђало је да ће се Универзум на крају престати ширити и урушавати у себи.

Како Хертог објашњава, ова нова теорија представља одмак од оног ранијег рада:

„Када временом пратимо еволуцију нашег универзума, у неком тренутку стижемо до прага вечне инфлације, где наша позната предоџба о времену престаје да има икакво значење. Сада кажемо да постоји граница у нашој прошлости. "

Користећи ову теорију, Хавкинг и Хертог били су у могућности извући поузданија предвиђања о глобалној структури Универзума. Поред тога, Универзум за који се предвиђа да ће изаћи из вечне инфлације на прошлој граници такође је коначан и много једноставнији. На крају, али не најмање битно, теорија је предиктивнија и тестиранија од бесконачног Мултиверзума који је предвиђала стара теорија вечне инфлације.

Уметников утисак спајања бинарних црних рупа. Кредит: ЛИГО / А. Симоннет.

"Нисмо спуштени ни према једном јединственом универзуму, али наша открића подразумевају значајно смањење мултиверзије, на много мањи спектар могућих свемира", рекао је Хокинг. Теоретски, коначан и гладак Универзум је онај који можемо да посматрамо (бар локално) и који ће бити вођен физичким законима које смо већ упознали. У поређењу са бесконачним бројем Универзума којим управљају различити физички закони, то сигурно поједностављује математику!

Гледајући унапред, Хертог планира да проучи импликације ове теорије на мањим размерама користећи податке добијене свемирским телескопима о локалном Универзуму. Поред тога, нада се да ће искористити недавне студије које се тичу гравитационих таласа (ГВс) и многих откривених догађаја. У основи, Хертог верује да су исконске ГВ генериране на излазу из вечне инфлације најперспективније средство за тестирање модела.

Због ширења нашег Универзума од Великог праска, ове ГВ-ове имале би веома велике таласне дужине, оне које су изван нормалног распона опсерваторија гравитационог таласа Ласер Интерферометри (ЛИГО) или Девирових детектора. Међутим, свемирска антена за ласерску интерферометрију (ЛИСА) - план вођен свемирским гравитационим опсерваторијом, вођеном од ЕСА - и други будући експерименти могу их бити способни да мере.

Иако је дуже с нама, посљедња теорија Хавкинга могла би бити његов дубоки допринос науци. Ако му будућа истраживања буду доказала да је тачна, Хавкинг ће решити један од најзахтевнијих проблема савремене астрофизике и космологије. Још само једно достигнуће човека који је провео свој живот мењајући како људи мисле о Универзуму!

Даље читање: Университи оф Цамбридге

Категорија:
Карневал свемира # 266
Седмични свемирски Хангоут: 5. децембра 2018. године: Др Памела Гаи разговара о ЦосмоКуест Хангоутатхон-у!