Czy słynna teoria „Wielkiego Wybuchu” może wymagać rewizji? Grupa fizyków teoretycznych przypuszcza, że narodziny wszechświata mogły nastąpić po tym, jak czterowymiarowa gwiazda zapadnie się w czarną dziurę i wyrzuci gruz.
Zanim przejdziemy do ich wniosków, po prostu powiedzmy to, mówiąc, że nikt nic nie wie na pewno. Ludzie oczywiście nie byli w pobliżu w momencie, gdy wszechświat się zaczął. Standardowa teoria głosi, że wszechświat wyrósł z nieskończenie gęstego punktu lub osobliwości, ale kto wie, co tam było wcześniej?
„Jak wszyscy fizycy wiedzą, smoki mogły wylecieć z osobliwości”, stwierdził Niayesh Afshordi, astrofizyk z Perimeter Institute for Theoretical Physics w Kanadzie, który jest współautorem nowego badania.
Jakie są zatem ograniczenia teorii Wielkiego Wybuchu? Osobliwość jest jedną z nich. Trudno też przewidzieć, dlaczego wytworzyłby wszechświat o niemal jednorodnej temperaturze, ponieważ wiek naszego wszechświata (około 13,8 miliarda lat) nie daje wystarczająco dużo czasu - o ile nam wiadomo - na osiągnięcie równowagi temperaturowej .
Większość kosmologów twierdzi, że wszechświat musiał się rozszerzać szybciej niż prędkość światła, aby tak się stało, ale Ashford twierdzi, że nawet ta teoria ma problemy: „Wielki Wybuch był tak chaotyczny, że nie jest jasne, że byłaby nawet mała jednorodna łata dla inflacja, aby zacząć nad nią pracować ”.
Oto, co proponują fizycy:
- Skonstruowany przez nich model ma trójwymiarowy wszechświat unoszący się jak membrana (lub brane) w „wszechświecie masowym”, który ma cztery wymiary. (Tak, powoduje to również bóle głowy, więc chwilowo łatwiej jest myśleć o brane jako dwuwymiarowym, a „wszechświat masowy” jako trójwymiarowy, próbując to wyobrazić.) Możesz przeczytać bardziej techniczny szczegóły w artykule z 2000 roku, na którym oparta jest nowa teoria.
- Więc jeśli ten „wszechświat luzem” ma czterowymiarowe gwiazdy, gwiazdy te mogłyby przejść te same cykle życia, co te trójwymiarowe, które znamy. Najbardziej masywne eksplodowałyby jak supernowe, zrzuciłyby skórę i spowodowałyby zapadnięcie się najbardziej wewnętrznych części w postaci czarnej dziury.
- Czarna dziura 4-D miałaby „horyzont zdarzeń”, podobnie jak te 3D, które znamy. Horyzont zdarzeń stanowi granicę między wnętrzem a zewnętrzem czarnej dziury. Istnieje wiele teorii na temat tego, co dzieje się w czarnej dziurze, chociaż nigdy nie zaobserwowano niczego.
- We wszechświecie trójwymiarowym horyzont zdarzeń pojawia się jako dwuwymiarowa powierzchnia. Zatem we wszechświecie 4-D horyzontem zdarzeń byłby obiekt 3-D zwany hiperferą.
- Tak więc w zasadzie model mówi, że gdy gwiazda 4-D rozpada się na kawałki, resztki materiału utworzyłyby 3-D brane otaczające horyzont zdarzeń 3D, a następnie rozszerzyłyby się.
Długo i krótko? Aby sprowadzić to z powrotem do rzeczy, które możemy zobaczyć, z obserwacji jasno wynika, że wszechświat się rozszerza (i rzeczywiście staje się coraz szybszy wraz z rozszerzaniem się, być może z powodu tajemniczej ciemnej energii). Nowa teoria mówi, że ekspansja pochodzi ze wzrostu tego trójwymiarowego brana. Ale jest co najmniej jedno ograniczenie.
Podczas gdy model wyjaśnia, dlaczego wszechświat ma prawie jednolitą temperaturę (poprzedni wszechświat 4-D istniałby o wiele dłużej), teleskop Europejskiej Agencji Kosmicznej o nazwie Planck niedawno odwzorował niewielkie zmiany temperatury w kosmicznym tle mikrofalowym, co jak się uważa być resztkami początków wszechświata. (Przeczytaj więcej o CMB tutaj.)
Nowy model różni się od tych odczytów CMB o około cztery procent, więc badacze chcą udoskonalić model. Nadal jednak uważają, że model ma wartość. Planck pokazuje, że inflacja ma miejsce, ale nie pokazujedlaczegoinflacja się dzieje.
„Badanie może pomóc wykazać, w jaki sposób inflacja jest wywoływana przez ruch wszechświata poprzez rzeczywistość wyższego wymiaru” - stwierdzili naukowcy.
Możesz przeczytać więcej o ich badaniach na tym opublikowanym papierze Arxiv. Wpis w Arxivie nie określa, czy artykuł został przesłany do recenzowanych czasopism naukowych w celu publikacji.
Źródło: Nature
