最初は、無限に密集した、小さな物質の球がありました。 そして、それはすべて私たちが今日見る原子、分子、星や銀河を生じさせる、強打を行ってきました。
あるいは少なくとも、それは過去数十年にわたって物理学者によって言われてきたことです。
しかし、新しい理論物理学の研究は最近、非常に初期の宇宙への可能性のある窓を明らかにし、結局のところ”非常に初期”ではないかもしれないことを 代わりに、それは少なくとも一度、そしておそらく永遠に…よくのために起こっているバンバウンスサイクルのちょうど最新の反復かもしれません。
もちろん、物理学者がバンバン-バウンス-サイクルを支持してビッグバンを捨てることを決定する前に、これらの理論的予測は観測テストの猛攻撃を生
バウンス宇宙論
科学者たちは、ビッグバン理論として私たちが知っていて愛している非常に初期の宇宙の本当に良い絵を持っています。 このモデルでは、ずっと前に宇宙は今日よりもはるかに小さく、はるかに暑く、はるかに密度が高かった。 138億年前のその初期のインフェルノでは、私たちが何であるかを作るすべての要素は、約十分のスパンで形成されました。
それ以前にも、この考えは、ある時点で、私たちの全宇宙—すべての星、すべての銀河、すべてのすべて—は桃の大きさであり、1兆度以上の温度を持っていた。
驚くべきことに、この幻想的な物語は現在のすべての観測を保持しています。 天文学者は、若い宇宙からの残りの電磁放射を観察することから、最も軽い元素の豊富さを測定することまで、すべてを行い、それらがすべてビッグバンが予測するものと一致していることを発見しました。 私たちが知る限り、これは私たちの初期の宇宙の正確な肖像画です。
しかし、それは良いことですが、私たちはビッグバンの絵が完全ではないことを知っています—パズルのピースが欠けていて、そのピースは宇宙自体の最
それはかなり大きな作品です。
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大火
問題は、私たちが初期の宇宙を理解するために使用する物理学（一般相対性理論と高エネルギー素粒子物理学の素晴らしく複雑な誤謬）は、崩壊する前にこれまでのところ私たちを取ることができるということです。 私たちが宇宙の最初の瞬間に深く深く押し込もうとすると、数学は解決するのが難しくなり、それがちょうど…終了するまでずっと難しくなります。
私たちがまだ探査されていない地形を持っているという主な兆候は、ビッグバンの始まりに”特異点”、または無限の密度の点が存在することです。 額面で取られて、これはある時点で、宇宙は無限に小さく、無限に密な点に詰め込まれていたことを教えてくれます。 これは明らかに不条理であり、実際に私たちに伝えているのは、この問題を解決するために新しい物理学が必要であるということです—私たちの現在のツールキットだけでは十分ではありません。
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私たちはいくつかの新しい物理学、重力と他の力を扱うことがで そして、それはまさに弦理論が主張するものです：超高エネルギーで重力と他の力を組み合わせることができる物理学のモデル。 つまり、弦理論は、それが宇宙の最も初期の瞬間を説明できると主張していることを意味します。
初期の弦理論の概念の一つは、”大火”または火のためのギリシャ語の単語から来ている”ekpyrotic”宇宙です。 このシナリオでは、ビッグバンとして私たちが知っていることは、それ以前に起こっている他の何かによって引き起こされました—ビッグバンは始まりではなく、より大きなプロセスの一部でした。
エクピロティックの概念を拡張すると、再び弦理論によって動機づけられた理論が導かれ、循環宇宙論と呼ばれる。 私は、技術的には、宇宙が継続的に繰り返されるという考えは何千年も前のものであり、物理学に先行していると思いますが、弦理論はその考えを数学的な基礎にしました。 周期的な宇宙は、あなたが想像するかもしれないように正確に進み、大きな強打と大きなクランチの間で継続的にバウンスし、潜在的に永遠に時間
開始前
これが聞こえるようにクールな、周期モデルの初期のバージョンは、観測を一致させるのが困難でした—あなたが科学をしようとしているとき、
主なハードルは、宇宙がわずか380,000歳であったときに残された化石光である宇宙マイクロ波の背景の観測に同意したことでした。 その光の壁を直接見ることはできませんが、理論的には幼児宇宙の物理学をいじってみると、その残光のパターンに影響を与えます。
だから、循環宇宙はきちんとしたが間違った考えだったようだった。
しかし、エキピロティック聖火は長年にわたって点灯し続けており、月にarXivデータベースに発表された論文は、数学のしわを調査し、以前に逃した機会を カナダのマギル大学の物理学者、Robert BrandenbergerとZiwei Wangは、私たちの宇宙が信じられないほど小さな点に縮小してビッグバン状態に戻る「跳ね返り」の瞬間に、適切な観測的にテストされた結果を得るためにすべてを整列させることが可能であることを発見しました。
言い換えれば、この重要な時代の複雑な（そして、確かに、よく理解されていない）物理学は、実際に宇宙における私たちの時間と場所の根本的に改訂された
しかし、このモデルを完全にテストするには、新しい世代の宇宙論実験を待たなければならないので、ekpyrotic champagneを打ち破るのを待ちましょう。
Paul M.SutterはSUNY Stony BrookとFlatiron Instituteの天体物理学者であり、Ask A SpacemanとSpace Radioのホストであり、Your Place in The Universeの著者です。
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