• Tuesday June 18,2019

Apa yang berlaku sebelum Big Bang?

Anonim

Apa yang berlaku sebelum Big Bang? Adakah soalan itu masuk akal?

Apabila ahli astronomi berfikir tentang Big Bang, secara amnya mereka tidak benar-benar bermakna bahawa satu saat tunggal ketika Universe terbakar. Ini benar-benar nama yang diberikan kepada model yang digunakan untuk menggambarkan apa yang berlaku sepotong kecil nipis masa selepas itu.

Masalahnya, pada ketika itu, pada T = 0, undang-undang fizik kita.

Baiklah, mereka berhenti. Anda akan membahagi dengan banyak sifar, yang menyebabkan banyak sakit kepala. Anda mendapat perkara seperti isipadu sifar dan kepadatan tak terhingga bahan dan tenaga. Ia bukan bahawa masa ini tidak wujud secara fizikal, atau sesuatu yang mustahil berlaku, itu hanya bahawa matematik yang kita gunakan sekarang tidak boleh menggambarkannya. Dan saya jelaskan: apa yang berlaku selepas satu ketika ini kita dapat model dengan baik. Kami mungkin tidak mempunyai gambaran yang lengkap, dan model itu masih boleh digantikan (lebih lagi pada masa itu), tetapi kita mempunyai pemahaman yang agak baik tentang bagaimana Alam Semesta berkelakuan selepas T = + 0.0000000000000.

1 saat. Tetapi pada T = 0, fuggeddaboutit. Dan T <0? Cara kerja matematik, soalan itu tidak masuk akal.

Masalah asasnya adalah bahawa relativiti Einstein memberikan kita gambaran yang baik tentang beberapa perkara (graviti skala besar, contohnya), dan mekanik kuantum memberitahu kita tentang perkara-perkara lain (bagaimana zarah berperilaku), tetapi tidak ada yang berjaya menggabungkan kedua, dan mereka mesti digabungkan untuk memahami bahawa Pertama Nanonanonanonanonanecondond. Einstein sendiri cuba, dan gagal.

Ia mungkin, sekarang, bahawa ini telah berubah.

Martin Bojowald, penolong profesor fizik di Penn State University, mungkin telah memecahkan halangan ini untuk kali pertama. Dia mengusahakan teori yang dipanggil Loop Quantum Gravity, dan ia menggabungkan relativiti dan mekanik kuantum. Menggunakan matematik baru ini, sesuatu yang luar biasa berlaku: pada T = 0, jumlah Alam Semesta tidak sifar, dan ketumpatan tidak terbatas.

Dengan kata lain, matematik masih berfungsi, walaupun di The Big Moment.

Gelombang Quantum Gravity telah seketika, tetapi Bojowald nampaknya mempermudahnya, dengan menggunakan istilah matematik yang berbeza. Ini membolehkan penyelesaian untuk menentukan apa yang sebelum ini menjadi masalah yang sukar dikawal. Dan apa yang dinyatakan oleh penyelesaiannya adalah sesuatu yang.

Baiklah, ia 's menakjubkan.

Ia telah difikirkan untuk kadang-kadang bahawa mungkin terdapat beberapa Alam semesta terdahulu yang wujud "sebelum " kita. Ini adalah idea yang sukar, kerana dalam model Big Bang, ruang dan masa dicipta pada saat awal. Tetapi jika penyelesaian Bojowald betul, ia membawa jalan untuk memahami Alam Semesta ini sebelumnya. Ia di luar sana, di mana-mana, dan ia dikontrak. Akhirnya ia menjadi ultradense, bola kecil ruang dan waktu. Pada satu ketika, ia menjadi sangat kecil dan begitu padat yang berlaku undang-undang kuantum yang luar biasa - seperti Prinsip Ketidakpastian yang menyatakan bahawa lebih banyak yang anda ketahui tentang satu ciri objek (katakan, kedudukannya) yang kurang anda ketahui tentang yang lain ( halaju). Terdapat beberapa undang-undang sedemikian, dan mereka membuatnya sukar - mustahil, benar-benar - untuk mengetahui segala-galanya tentang alam semesta pada masa itu.

Apa yang dilakukan oleh Bojowald, seperti yang saya faham (kertas kerja seperti yang saya tulis ini belum keluar, jadi saya pergi dengan pengetahuan terhad saya LQG dan teori-teori lain seperti itu) menyederhanakan matematik yang cukup untuk dapat mengesan sesetengah sifat Universe mundur, hingga ke T = 0, yang mana dia menyebut Bounce Big. Alam semesta sebelumnya runtuh, dan "melantun " ke luar lagi, membentuk Alam Semesta kita. Tidak syak lagi aspek fizikal Alam Semesta terdahulu ini agak berbeza; ketidakpastian kuantum pada saat melantun akan memastikan bahawa. Ia mungkin seperti kami, atau ia mungkin agak asing. Dalam persamaannya, ia adalah isipadu alam semesta sebelumnya yang tidak dapat ditentukan. Berapa besarnya? Ia sememangnya mustahil untuk diketahui.

Dalam erti kata lain, ketidakpastian ini menyapu sabak bersih setelah Semesta bangkit kembali.

Saya ingin menekankan bahawa semua ini sangat menarik, dan mungkin boleh dijadikan penyelesaian yang lebih baik untuk keadaan fizikal sebenar alam Semesta daripada apa yang kita ada sekarang. Atau, biarkan menghadapinya: ia mungkin akan dibuang ke dalam tandas. Ia agak awal untuk mengetahui. Tetapi ia menarik, dan memberikan gambaran ke masa depan kosmologi, di mana kita tidak boleh dihadkan oleh alam semesta tunggal yang kita hidup. Teori lain, yang dipanggil Teori Brane, adalah serupa - ia menimbulkan bahawa terdapat Universe lain juga, dan mereka, baik, mereka melantun dan seterusnya, berlanggar setiap beberapa ratus bilion atau trilion tahun. Dan itu bukan sekadar teori peluru yang aneh.

ia mungkin dapat menjelaskan perkara gelap dan tenaga gelap, dan kenapa Universe kita kelihatan mempercepatkan. Ini lebih baik daripada apa yang saya boleh tulis untuk entri blog ini (walaupun ia akan menjadi buku saya yang seterusnya, heh heh). Terdapat banyak maklumat mengenainya di web jika anda berminat (di sini 'a halaman yang baik untuk memulakan anda).

Juga, dan apa yang paling menarik tentang teori-teori ini, adalah mereka membuat ramalan, ramalan yang boleh disahkan atau dipalsukan berdasarkan pemerhatian. Ini adalah eksperimen yang rumit untuk dipastikan, tetapi sesetengah mungkin dapat dilaksanakan dalam beberapa tahun akan datang (contohnya, teori asal-usul kosmologi yang berbeza meramalkan tingkah laku yang berlainan bagi Alam Semesta pada masa-masa awal, dan ini akan mencetuskan diri pada objek yang boleh diperhatikan).

Teori-teori ini mungkin kelihatan seperti mumbo-jumbo atau sihir, tetapi mereka mempunyai sifat sains yang sangat asas: mereka boleh diuji.

Dan tentu saja, saya perlu menggunakannya untuk melekatkannya kepada penciptaan sekali lagi. Satu perkara yang mereka suka bercakap adalah "penalaan halus", bagaimana banyak pemalar fizikal (seperti caj pada elektron, dan kekuatan graviti dan daya nuklear) kelihatan sangat disesuaikan dengan baik untuk menghasilkan bukan hanya kami Alam semesta, tetapi kehidupan bijak di dalamnya: kami.

Nah, sesetengah daripada kita.

Para penciptaan menyatakan bahawa satu-satunya cara ini mungkin berlaku adalah jika beberapa jenis Pereka Pintar - dan tidak boleh menjadi coy, mereka bermaksud Tuhan - menetapkan nilai-nilai ini dengan tepat apa yang mereka ada. Malah hanya merit yang tidak betul. Saya bercakap tentang ini dalam klip video yang saya hantar minggu lepas, jadi saya tidak terangkan di sini. Pergi menontonnya.

Tetapi sekarang kita melihat satu lagi jawapan kepada penciptaan: mungkin ini bukan satu-satunya alam semesta. Mungkin ada rentetan mereka, menjangkau masa yang tepat, dalam meta-time beyond time. Di Universes lain, mungkin elektron mempunyai lebih banyak caj, dan bintang-bintang tidak boleh terbentuk. Atau mungkin ia kurang, dan setiap bintang runtuh ke dalam lubang hitam. Tetapi jika anda mendapat Universes yang mencukupi, dan pemalar berubah setiap satu, maka akhirnya seseorang akan mendapat campuran yang betul. Bintang-bintang akan bertahan selama berbilion tahun, planet boleh membentuk, kehidupan dapat berkembang, dan pada satu debu bola biru, bahan kimia dapat cukup rumit sehingga mereka dapat melihat diri mereka sendiri, memahami apa yang mereka lihat, dan mengagumi fakta mereka kewujudan sendiri.

Dan mungkin, mungkin, mereka juga boleh memikirkan bagaimana semuanya berlaku. Ini bukan fantasi, orang-orang, sains itu. Itulah cara kerja.


Artikel Yang Menarik

Trojan Bound: NASA Memberi Lucy Spacecraft Light Green

Trojan Bound: NASA Memberi Lucy Spacecraft Light Green

Dari Ryugu ke Bennu, penerokaan asteroid telah menjadi kemarahan di kalangan ahli astronomi akhir-akhir ini. Dan sekarang, kita satu langkah lebih dekat untuk meneroka beberapa asteroid yang paling misterius dalam sistem solar. Pada 30 Oktober, NASA mengumumkan bahawa mereka telah diberi lampu hijau untuk memulakan pembinaan Lucy, sebuah kapal angkasa yang akan menyiasat asteroid trojan Jupiter dan akan dilancarkan pada bulan Oktober tahun 2021

Primer Pria Tinggi Menjauhkan Wafting Seks mereka pada Wanita, Yang Benci

Primer Pria Tinggi Menjauhkan Wafting Seks mereka pada Wanita, Yang Benci

Para penyelidik menyebutnya "bau menggoda." Seorang lemur cincin ekor lelaki menggosok bau tandatangannya ke ekornya yang panjang, berbulu, lalu meluncur ke atas kepalanya ke arah seorang wanita yang berdekatan. Lelaki nampaknya berniat untuk melakukan gerakan ini sebagai gangguan seksual. Tetapi ia sering membuat mereka bertarung-dengan lemurs kedua-dua jantina

Teleskop Terbesar Dunia Akan Menyediakan  "Gambar Bayi " Alam Semesta

Teleskop Terbesar Dunia Akan Menyediakan "Gambar Bayi " Alam Semesta

Gunung berapi Hawaii yang tidak aktif Mauna Kea telah dipilih sebagai tapak teleskop terbesar di dunia, teleskop Thirty Meter yang sangat dijangka. Cermin besarnya akan mempunyai sembilan kali kapasiti pengumpulan cahaya sebagai teleskop terbesar yang beroperasi hari ini, dan akan dapat melihat semula permulaan alam semesta

Adakah bernyanyi bersama dengan lagu-lagu kegemaran anda menjadikan anda pemandu yang lebih teruk?

Adakah bernyanyi bersama dengan lagu-lagu kegemaran anda menjadikan anda pemandu yang lebih teruk?

Anda sedang mempercepatkan lebuh raya, mengimbangi lirik lagu kegemaran anda. Sepertinya cara yang tidak berbahaya untuk menjauh dari batu-tetapi boleh menyanyi bersama-sama dengan lagu kegemaran anda membahayakan lebih daripada telinga penumpang anda? Untuk menguji sama ada penyanyi membuat orang menjadi pemandu yang lebih teruk, saintis ini meletakkan orang ke dalam simulator memandu dan mengukur prestasi mereka semasa memandu, memandu dan mendengar muzik, atau sambil menyanyi bersama

Nyanyian nyawa sebenar ada, dan penyelidik sedang menimba ilmu

Nyanyian nyawa sebenar ada, dan penyelidik sedang menimba ilmu

Vampir berjalan di antara kita. Tetapi orang-orang ini tidak mempunyai mimpi buruk - jauh dari itu sebenarnya. Hanya duduk minum dengan salah seorang dari mereka dan minta diri sendiri. Itulah jika anda dapat mencarinya. Mereka tidak semestinya mencari untuk dijumpai. Saya telah menghabiskan lima tahun menjalankan kajian etnografi tentang para vampir sebenar yang tinggal di New Orleans dan Buffalo

Apakah Rang undang-undang SOPA, dan Kenapakah Ia Menimbulkan Ruckus Itu?

Apakah Rang undang-undang SOPA, dan Kenapakah Ia Menimbulkan Ruckus Itu?

Infographic yang dihasilkan oleh penganjur Hari Penapisan Amerika menggambarkan salah satu hujah terhadap rang undang-undang SOPA. Ia telah menjadi beberapa hari yang sibuk dalam perbincangan ucapan bebas di Amerika Syarikat, dan jika anda adalah pembaca tetap blog berteknologi, kemungkinan anda telah mula mendengar tentang salah satu minggu ini isu-isu: Hentikan Akta Pembajakan Online, atau SOPA