Powstał matematyczny model Wielkiego Odbicia

| Astronomia/fizyka
Illustris Collaboration

Obecnie wszechświat się rozszerza i - jak mówi najbardziej rozpowszechniona teoria na temat jego powstania - jest to rezultat Wielkiego Wybuchu u zarania dziejów. W Physical Review Letters ukazał się artykuł, którego autorzy - doktor Steffen Gielen z Imperial College London oraz doktor Neil Turok, dyrektor Perimeter Institute for Theoretical Physics w Kanadzie - wyjaśniają teoretyczne podstawy konkurencyjnej teorii, Wielkiego Odbicia. Zgodnie z nią wszechświat cyklicznie rozszerza się i kurczy, a Wielki Wybuch to jedynie odbicie będące wynikiem skurczenia się poprzedniego wszechświata.

Mimo, że teoria Wielkiego Odbicia narodziła się w 1922 roku dotychczas nikt nie wykazał, że jest ona prawdopodobna. Zrobili to dopiero Gielen i Turok.

Obserwacje kosmologiczne sugerują, że na początku wszechświat wyglądał identycznie we wszystkich skalach wielkości, a to oznacza, że te same prawa fizyki obowiązywały we wszystkich skalach. Mówimy tutaj o konformalnej symetrii. W dzisiejszym wszechświecie symetria ta nie istnieje. W świecie subatomowym, gdzie rządzi mechanika kwantowa, obowiązują inne prawa niż w większych wymiarach. Bez mechaniki kwantowej nie istniałyby atomy. Krążące wokół jądra elektrony w końcu straciłyby energię i opadłyby na jądro niszcząc je.

Turok i Gielen uważają, że to właśnie mechanika kwantowa pozwala na istnienie Wielkiego Odbicia. Po odbiciu następuje rozszerzanie, następnie dochodzi do Wielkiego Kolapsu. Wszechświat się kurczy. Jednak gdy osiągnie pewen graniczny wymiar pojawia się w nim konformalna symetria, w każdym rozmiarze obowiązują zasady mechaniki kwantowej i to one chronią wszechświat przed całkowitym kolapsem i zniszczeniem. Dochodzi do Wielkiego Odbicia i ponownego rozszerzania się. Mechanika kwantowa ratuje nas gdy wszystko się sypie. Nie pozwala elektronom opaść i zniszczyć atomy. Może więc chronić wszechświat przed takim scenariuszem i prowadzić do periodycznych Wielkich Wybuchów i Wielkich Kolapsów - mówi doktor Gielen.

Wychodząc z powyższych założeń Gielen i Turok stworzyli matematyczny model ewolucji wszechświata zgodny z Wielkim Odbiciem. Model zawiera kilka prostych założeń pasujących do obecnych poglądów na młody wszechświat jak np. założenie, że był on wypełniony głównie promieniowaniem i niemal nie zawierał materii. Model pokazał, że teoria Wielkiego Odbicia może być prawdziwa. Wielkim zaskoczeniem naszej pracy jest fakt, że mogliśmy opisać na gruncie mechaniki kwantowej pierwsze chwile Wielkiego Wybuchu i uczyniliśmy przy tym bardzo mało rozsądnych założeń dotyczących obecności materii. Z naszego modelu wynika, że Wielki Wybuch to odbicie po wcześniejszym kurczeniu się - mówi Turok.

Autor:

Źródło: PhysOrg

wszechświat Wielki Wybuch Wielkie Odbicie