la început, a existat o minge de materie infinit de densă și minusculă. Apoi, totul a explodat, dând naștere atomilor, moleculelor, stelelor și galaxiilor pe care le vedem astăzi.
sau cel puțin, asta ne-au spus fizicienii în ultimele decenii.
dar noi cercetări în fizică teoretică au dezvăluit recent o posibilă fereastră către universul foarte timpuriu, arătând că s-ar putea să nu fie „foarte devreme” până la urmă. În schimb, poate fi doar cea mai recentă iterație a unui ciclu bang-bounce care se desfășoară de … bine, cel puțin o dată și, eventual, pentru totdeauna.
desigur, înainte ca fizicienii să decidă să arunce Big Bang-ul în favoarea unui ciclu bang-bounce, aceste predicții teoretice vor trebui să supraviețuiască unui atac violent de teste de observare.
cosmologii viguroase
oamenii de știință au o imagine foarte bună a universului foarte timpuriu, ceva ce știm și iubim ca Teoria Big Bang. În acest model, cu mult timp în urmă, universul era mult mai mic, mult mai fierbinte și mult mai dens decât este astăzi. În acel infern timpuriu acum 13,8 miliarde de ani, toate elementele care ne fac ceea ce suntem s-au format în aproximativ o duzină de minute.
chiar mai devreme, această gândire merge, la un moment dat întregul nostru univers — toate stelele, toate galaxiile, toate totul — a fost de dimensiunea unei piersici și a avut o temperatură de peste un cvadrilion de grade.
uimitor, această poveste fantastică deține până la toate observațiile actuale. Astronomii au făcut totul, de la observarea radiației electromagnetice rămase din universul tânăr până la măsurarea abundenței celor mai ușoare elemente și au descoperit că toate se aliniază cu ceea ce prezice Big Bang-ul. Din câte putem spune, Acesta este un portret precis al universului nostru timpuriu.
dar oricât de bine ar fi, știm că imaginea Big Bang — ului nu este completă-lipsește o piesă de puzzle, iar acea piesă reprezintă primele momente ale universului însuși.
e o piesă destul de mare.
Related: de la Big Bang La prezent: Instantanee ale universului nostru în timp
conflagrația
problema este că fizica pe care o folosim pentru a înțelege universul timpuriu (un amestec minunat de complicat al relativității generale și al fizicii particulelor de mare energie) ne poate duce doar atât de departe înainte de a se descompune. Pe măsură ce încercăm să împingem din ce în ce mai adânc în primele momente ale cosmosului nostru, matematica devine din ce în ce mai greu de rezolvat, până la punctul în care pur și simplu … renunță.
principalul semn că avem teren încă de explorat este prezența unei „singularități” sau a unui punct de densitate infinită, la începutul Big Bang-ului. Luate la valoarea nominală, acest lucru ne spune că la un moment dat, universul a fost înghesuit într-un punct infinit de mic, infinit de dens. Acest lucru este evident absurd și ceea ce ne spune cu adevărat este că avem nevoie de o nouă fizică pentru a rezolva această problemă — setul nostru de instrumente actual nu este suficient de bun.
legate de: 8 moduri în care puteți vedea teoria relativității a lui Einstein în viața reală
pentru a salva ziua avem nevoie de o nouă fizică, ceva capabil să gestioneze gravitația și celelalte forțe, combinate, la energii ultrahigh. Și exact asta pretinde teoria corzilor: un model de fizică capabil să gestioneze gravitația și celelalte forțe, combinate, la energii ultrahigh. Ceea ce înseamnă că teoria corzilor susține că poate explica primele momente ale universului.
una dintre cele mai vechi noțiuni ale teoriei corzilor este universul „ekpyrotic”, care provine din cuvântul grecesc pentru „conflagrație” sau foc. În acest scenariu, ceea ce știm ca Big Bang a fost declanșat de altceva care se întâmplă înainte — Big Bang-ul nu a fost un început, ci o parte a unui proces mai mare.
extinderea conceptului ekpyrotic a dus la o teorie, motivată din nou de teoria corzilor, numită cosmologie ciclică. Presupun că, din punct de vedere tehnic, ideea că universul se repetă continuu este veche de mii de ani și precede fizica, dar teoria corzilor a dat ideii o bază matematică fermă. Universul ciclic merge exact așa cum v-ați putea imagina, sărind continuu între Big Bang-uri și abdomene mari, potențial pentru eternitate înapoi în timp și pentru eternitate în viitor.
înainte de începerea
oricât de cool ar suna, versiunile timpurii ale modelului ciclic au avut dificultăți în potrivirea observațiilor — ceea ce este o afacere majoră atunci când încerci să faci știință și nu doar să spui povești în jurul focului de tabără.
principalul obstacol a fost de acord cu observațiile noastre asupra fondului cosmic de microunde, resturile de lumină fosilă de când universul avea doar 380.000 de ani. În timp ce nu putem vedea direct dincolo de acel zid de lumină, dacă începeți teoretic să vă jucați cu fizica cosmosului infantil, veți afecta acel model de lumină postglow.
și astfel, se părea că un univers ciclic era o idee îngrijită, dar incorectă.
dar torța ekpyrotică a fost ținută aprinsă de-a lungul anilor, iar o lucrare publicată în ianuarie în baza de date arXiv a explorat ridurile din matematică și a descoperit câteva oportunități ratate anterior. Fizicienii, Robert Brandenberger și Ziwei Wang de la Universitatea McGill din Canada, au descoperit că în momentul „săriturii”, când universul nostru se micșorează la un punct incredibil de mic și revine la o stare de Big Bang, este posibil să aliniem totul pentru a obține rezultatul testat observațional.
cu alte cuvinte, fizica complicată (și, desigur, prost înțeleasă) a acestei epoci critice poate permite într-adevăr o viziune radical revizuită a timpului și locului nostru în cosmos.
dar pentru a testa pe deplin acest model, va trebui să așteptăm o nouă generație de experimente cosmologice, așa că să așteptăm să izbucnim șampania ekpyrotică.
Paul M. Sutter este astrofizician la SUNY Stony Brook și Institutul Flatiron, gazdă a Ask a Spaceman and Space Radio și autor al locul tău în univers.
- cele mai mari mistere nerezolvate din fizică
- cele mai ciudate 12 obiecte din univers
- Big Bang către civilizație: 10 evenimente de origine uimitoare
publicate inițial pe Live Science.
ofertă: economisiți 45% la’ cum funcționează ” totul despre spațiu ‘și’totul despre istorie’!
pentru o perioadă limitată de timp, puteți obține un abonament digital la oricare dintre cele mai bine vândute reviste științifice pentru doar 2,38 USD pe lună sau 45% din prețul standard pentru primele trei luni.Vezi oferta
știri recente