I begynnelsen var det en uendelig tett, liten ball av materie. Så gikk det hele bang, noe som ga opphav til atomer, molekyler, stjerner og galakser vi ser i dag.
eller i det minste, det er det vi har blitt fortalt av fysikere de siste tiårene.
men ny teoretisk fysikkforskning har nylig avslørt et mulig vindu inn i det veldig tidlige universet, som viser at det kanskje ikke er» veldig tidlig » tross alt. I stedet kan det bare være den siste iterasjonen av en bang-bounce syklus som har pågått for … vel, minst en gang, og muligens for alltid.
selvfølgelig, før fysikere bestemmer Seg for å kaste Ut Big Bang til fordel for en bang-bounce syklus, vil disse teoretiske spådommene måtte overleve et angrep av observasjonstester.
Bouncing cosmologies
Forskere har et veldig godt bilde av det veldig tidlige universet, noe vi kjenner Og elsker Som Big Bang-teorien. I denne modellen var universet for lenge siden langt mindre, langt varmere og langt tettere enn det er i dag. I det tidlige infernoet for 13,8 milliarder år siden ble alle elementene som gjør oss til det vi er dannet i løpet av omtrent et dusin minutter.
enda tidligere går denne tenkningen, på et tidspunkt var hele vårt univers — alle stjernene, alle galakser, alt alt – størrelsen på en fersken og hadde en temperatur på over en kvadrillion grader.
Utrolig, denne fantastiske historien holder opp til alle nåværende observasjoner. Astronomer har gjort alt fra å observere den gjenværende elektromagnetiske strålingen fra det unge universet til å måle overflod av de letteste elementene og funnet ut at De alle stemmer overens med Hva Big Bang forutsier. Så vidt vi kan fortelle, er dette et nøyaktig portrett av vårt tidlige univers.
men så godt Som det er, vet Vi At Big Bang-bildet ikke er komplett — det mangler et puslespillbit, og det er universets tidligste øyeblikk.
Det er et ganske stort stykke.
Relatert: Fra Big Bang til nåtid: Øyeblikksbilder av vårt univers gjennom tiden
brannen
problemet er at fysikken som vi bruker til å forstå det tidlige universet (et fantastisk komplisert mishmash av generell relativitet og høy energi partikkelfysikk) kan ta oss bare så langt før de bryter ned. Når vi prøver å presse dypere og dypere inn i de første øyeblikkene i kosmos, blir matematikken vanskeligere og vanskeligere å løse, helt til det punktet hvor det bare … slutter.
hovedtegnet på at vi har terreng som ennå ikke er utforsket, er tilstedeværelsen av en «singularitet», eller et punkt med uendelig tetthet, i begynnelsen Av Big Bang. Tatt til pålydende, forteller dette oss at på et tidspunkt var universet proppet inn i et uendelig lite, uendelig tett punkt. Dette er åpenbart absurd, og hva det egentlig forteller oss er at vi trenger ny fysikk for å løse dette problemet — vår nåværende verktøykasse er bare ikke god nok.
Relatert: 8 måter Du kan se Einsteins relativitetsteori i virkeligheten
for å redde dagen trenger vi litt ny fysikk, noe som er i stand til å håndtere tyngdekraften og de andre kreftene, kombinert, ved ultrahøye energier. Og det er akkurat hva strengteori hevder å være: en modell av fysikk som er i stand til å håndtere tyngdekraften og de andre kreftene, kombinert, ved ultrahøye energier. Det betyr at strengteori hevder at det kan forklare universets tidligste øyeblikk.
En av de tidligste strengteori-forestillingene er «ekpyrotisk» univers, som kommer fra det greske ordet for» brann » eller brann. I dette scenariet ble Det Vi kjenner Som Big Bang utløst av noe annet som skjedde før Det — Big Bang var ikke en begynnelse, Men en del av en større prosess.
Utvidelse av ekpyrotisk konsept har ført til en teori, igjen motivert av strengteori, kalt syklisk kosmologi. Jeg antar at ideen om universet som kontinuerlig gjentar seg, er tusenvis av år gammel og foregår fysikk, men strengteori ga ideen fast matematisk jording. Det sykliske universet går omtrent akkurat som du kanskje forestiller deg, og hopper kontinuerlig mellom big bangs og big crunches, potensielt for evigheten tilbake i tid og for evigheten inn i fremtiden.
Før begynnelsen
så kult som dette høres ut, hadde tidlige versjoner av den sykliske modellen problemer med å matche observasjoner-noe som er en stor avtale når du prøver å gjøre vitenskap og ikke bare fortelle historier rundt leirbålet.
hovedhindringen var enig med våre observasjoner av den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, det fossile lysrester fra da universet bare var 380 000 år gammelt. Mens vi ikke kan se direkte forbi den veggen av lys, hvis du begynner teoretisk å tinkere med fysikken til spedbarnskosmos, påvirker du det etterglødende lysmønsteret.
Og så virket det som om et syklisk univers var en fin, men feil ide.
men ekpyrotisk fakkel har blitt holdt opplyst gjennom årene, og et papir publisert i januar til arxiv-databasen har utforsket rynkene i matematikken og avdekket noen tidligere ubesvarte muligheter. Fysikerne, Robert Brandenberger Og Ziwei Wang Fra McGill University I Canada, fant at i øyeblikket av «bounce», når vårt univers krymper til et utrolig lite punkt og vender tilbake Til En Big Bang-tilstand, er det mulig å stille alt opp for å få det riktige observasjonelt testede resultatet.
med andre ord, den kompliserte (og riktignok dårlig forstått) fysikken i denne kritiske epoken kan faktisk tillate et radikalt revidert syn på vår tid og sted i kosmos.
Men for å teste denne modellen fullt ut, må vi vente på en ny generasjon kosmologiske eksperimenter, så la oss vente på å bryte ut ekpyrotisk champagne.
Paul M. Sutter er astrofysiker VED SUNY Stony Brook og Flatiron Institute, vert For Ask A Spaceman Og Space Radio, og forfatter Av Din Plass I Universet.
- de største uløste mysteriene i fysikk
- de 12 merkeligste objektene i universet
- Big Bang til sivilisasjon: 10 fantastiske opprinnelse hendelser
Opprinnelig publisert På Live Science.
TILBUD: Spar 45% på ‘Hvordan Det Fungerer »Alt Om Plass ‘og’Alt Om Historie’!
i en begrenset periode kan du ta ut et digitalt abonnement på noen av våre bestselgende vitenskapsmagasiner for bare $ 2,38 per måned, eller 45% av standardprisen for de første tre månedene.Vis Avtale
Siste nytt