Paskutinė Hawkingo teorija

Pomirtiškai paskelbta teorija suteikia naują kosminės infliacijos ir lygiagrečių visatų perspektyvą

Fizikas Stephenas Hawkingas paskaitoje. Dabar buvo paskelbtas žurnalinis straipsnis apie kosminę infliaciją, paskelbtas prieš pat jo mirtį. © NASA / Paul E. Alers
skaityti garsiai

Paskelbta po mirties: Fizikas Stephenas Hawkingas prieš pat mirtį sukūrė naują modelį į vieną iš didžiausių kosmologijos paslapčių - kosminę infliaciją. Atitinkamai, šis eksponentinis Visatos plėtimasis buvo daug vienodesnis, nei spėjama populiariojoje teorijoje. Todėl mažai tikėtina, kad ji sukūrė daugybę skirtingų lygiagrečių visatų, rašo Hawkingas.

Remiantis populiaria teorija, jaunoji visata eksponentiškai išsiplečia netrukus po Didžiojo sprogimo - vos per sekundę ji pasiekė beveik dabartinį dydį. Tačiau kaip baigėsi ši kosminė infliacija ir kas ją paskatino, vis dar neaišku. Taigi ginčijamasi, kaip tolygiai įvyko šis sprogstamasis išsiplėtimas - ir ar galėjo sukurti net lygiagrečias visatas.

Fraktaliniai burbuliukai infliacijoje Nieko

„Bendroji vadinamosios amžinosios infliacijos teorija numato, kad mūsų visata yra tarsi begalinis fraktalas: ją sudaro skirtingų kišeninių visatų mozaika, atskirtos vis dar eksponentiškai besiplečiančio vandenyno“, - fenomeną paaiškino Stephenas Hawkingas. 2017 metų pabaiga konferencijoje. "Kadangi vietiniai fizikos ir chemijos įstatymai skirtingose ​​visatose skiriasi, jie kartu sudaro savotišką daugialypę versiją."

Pagal šį scenarijų mūsų žinoma visata būtų tik vienas iš daugelio kosminių burbulų, kuriuose infliacija pasibaigė anksti. Kitose srityse, kurių mes negalime kontroliuoti, infliacija vis dar tęsiasi. Todėl ši idėja taip pat vadinama amžinosios infliacijos teorija.

Remiantis populiaria teorija, infliacija paskatino fraktalinę visatą su daugybe lygiagrečių kosmų. © „clipdealer“

Scenarijus pažeidžia fizikos įstatymus

Tačiau Hawkingas ir jo kolega Thomas Hertog iš Leveno universiteto abejoja tokiu scenarijumi. Straipsnyje, parašytame prieš Hawkingo mirtį ir ką tik paskelbtame, jie paaiškina, kodėl mažai tikėtina, kad egzistuoja daugybė skirtingų visatos burbulų. Jų skaičiavimais, ši teorija prieštarauja įstatymams, kurie turėtų būti taikomi perėjimui nuo kvantinės infliacijos procesų prie klasikinės fizikos „normaliame kosmose“. displėjus

„Įprasto scenarijaus problema yra ta, kad ji įgauna savotišką foninę visatą, kuri vystosi pagal Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos taisykles. Taigi kvantinis efektas tik svyruotų “, - aiškina Hertog. „Tačiau nuolatinės infliacijos dinamika panaikina skirtumą tarp klasikinės ir kvantinės fizikos. Dėl to Einšteinas nutrūksta amžinosios infliacijos teorijoje “.

Svyravimai mažesni nei tikėtasi

Tai, kas nutiko vietoj infliacijos, apskaičiavo Hawkingas ir Hertogas, naudodamiesi savo holografinės visatos teorija. Po to mūsų kosmoso trimatę fiziką galima matematiškai apibūdinti kaip mažų dvimačių konstrukcinių elementų projekciją. „Dabar mes naudojame šias holografines lygtis, norėdami ištirti amžinąją infliaciją savotiškoje žaislų visatoje“, - teigė Hawkingas ir Hertog.

Jų rezultatas: priešingai nei ankstesni scenarijai, atrodo, kad infliacija sukelia daug mažiau didelių didelių priemonių svyravimus. „Vietoj to mes pastebime, kad amplitudės (...) yra eksponentiškai mažos“, - rašoma fizikų pranešime. "Iš to darome išvadą, kad nuolatinė infliacija sukuria visatas, kurios yra gana vienodos didžiausiuose mastuose".

Hawkingo rezultatai smarkiai riboja galimų lygiagrečių visatų skaičių. klipų pardavėjas

Multiverse tampa mažesnė

Anot Hawkingo ir Hertogo, bendras burbuliuotos mulčiavimosi paveikslas mažai tikėtinas. „Mūsų išvados abejoja plačiai paplitusi idėja, kad nuolatinė infliacija sukuria labai netaisyklingą visatą su pūslelių mozaikine struktūra, atskirtomis infliacijos zonomis“, - teigė tyrėjai. "Taigi tai nėra fraktalinė struktūra."

Jei tai patvirtins, tai taip pat drastiškai sumažins lygiagrečių visatų tikimybę. „Mes dar neatsilikome nuo vienos visatos“, - rašo Hawkingas. "Tačiau mūsų rezultatai reikalauja reikšmingo daugialypės terpės sumažinimo - galimų lygiagrečių visatų diapazonas yra daug mažesnis".

Kaip galite tai įrodyti?

Tačiau kol kas negalima įrodyti nei kosminės infliacijos, nei tikslios jos sekos. Tariamas šio eksponentinio kosminės foninės radiacijos plėtimosi signalas netrukus pasirodė esąs klaida - vietoj infliacijos svyravimų astronomai išmatavo kosminių dulkių signalą.

Dabar mokslininkai tikisi, kad būsimi eksperimentai, tokie kaip LISA kosminė observatorija, kada nors galės aptikti gravitacinių bangų, kurias skleidė kosminė infliacija, reliktus. (Aukštosios energijos fizikos žurnalas, 2018; doi: 10.1007 / JHEP04 (2018) 147)

(Kembridžo universitetas, 2018 05 03 - NPO)