Tie, kas skaitėte Didžiojo Sprogimo teoriją, žinote, jog egzistuoja Planko konstanta, iki kurios dabartinė fizika nebegalioja ir reikalai persikelia į kvantinį lygį. Kas ir kaip vyksta tokiame taške? Niekas atsakyti negali, bet bandančių tai padaryti po truputi atsiranda. Jeigu mėgstate pasukti galvą moksliniais rebusais - ši tema jums kaip tik. Lengvus straipsnius mėgstantiems, geriau jau paieškot kitos naujienos :)

„Mano straipsnyje supažindinama su nauju matematiniu modeliu, kurį galime panaudoti siekdami daugiau sužinoti apie kvantinės būsenos savybes Didžiojo atšokimo metu – idėją, kuri išstumia klasikinį Didįjį sprogimą, žymintį mūsų Visatos pradžią“, – pasakoja Penn state universiteto (JAV) fizikos profesorius asistentas Martinas Bojovaldas (Martin Bojowald). Bojovaldo tyrinėjimai rodo ir tai, jog įmanoma sužinoti nemažai ankstesnės Visatos savybių, tačiau dėl kai kurių iš jų niekada nebūsime tikri, nes skaičiavimai atskleidžia „kosminį užmaršumą“, pasireiškiantį dėl milžiniškų kvantinių jėgų Didžiojo atšokimo metu.

Idėja, jog Visata prasidėjo nuo Dižiojo sprogimo, buvo kliūtis bandant paaiškinti besiplečiančios Visatos kilmę, nors Didysis sprogimas fizikų ilgai buvo vertinamas kaip geriausias modelis.

A. Einšteino bendrojoje reliatyvumo teorijoje nurodoma, jog Didžiojo sprogimo pradžia matematiškai yra negalima būsena – nulinio tūrio „vienumas“, pasižymintis begaliniu tankiu ir be galo didele energija. Tačiau dabar Bojovaldas ir kiti to paties universiteto fizikai tyrinėja tai, kas nebuvo žinoma net ir A. Einšteinui – laiko tarpą prieš Didįjį sprogimą.

Ši teorija, suderinanti bedrąją reliatyvumo teoriją su kvantinės fizikos lygtimis, yra pirmasis matematinis žingsnis, kuriuo siekiama sistemingai įrodyti Didžiojo atšokimo egzistavimą ir nustatyti galimos dabartinės mūsų Visatos pirmtakės savybes.

„Bendroji reliatyvumo teorija nesiremia kvantine fizika, kuri būtina, norint aprašyti milžiniškas energijas, vyravusias ankstyvojoje mūsų Visatos evoliucijos stadijoje, - aiškina Bojovaldas. – Tačiau dabar vystome kilpinės kvantinės gravitacijos teoriją, kuri apima reikalingą kvantinę fiziką“. Mokslininkai išsiaiškino, kad mūsų Visatos pradžios taškas pasižymėjo minimaliu, tačiau nelygiu nuliui tūriu bei maksimalia energija, kuri nebuvo begalinė. Su šiais apribojimais teorijos lygtys duoda galimus matematinius sprendinius, aprašančius Visatą prieš Didįjį atšokimą.

Kvantinė gravitacijos teorija rodo, jog erdvėlaikio „audinys” pasižymi „atomine” geometrija – jis supintas iš vienmačių kvantinių „siūlų”. Didžiojo atšokimo sąlygomis, toks „audinys” pradeda smarkiai irti, priversdamas gravitaciją įgauti stiprią stūmą taip, jog, užuot be galo susispaudusi (pagal bendrąją reliatyvumo teoriją), Visata atšoko atgal. Būtent Didysis atšokimas ir davė pradžią mūsų besiplečiančiai Visatai. Teorija aprašo susispaudusią Visatą prieš Didįjį atšokmą, kurios erdvėlaikio geometrija vis dėlto panaši į dabartinę.

„Buvo reikalingas kur kas tikslesnis matematinis modelis už egzistuojančius skaitmeninius, kuriems reikalingos tolesnės sprendinių aproksimacijos ir kurie nepasižymi tokiu išbaigtumu ir apibendrintumu, kokio norėtųsi“, - pasakoja fizikas. Jis išvystė tokį modelį, kuris duoda tikslius analitinius sprendinius, sprendžiant matematinių lygčių rinkinį. Bojovaldas perrašė kvantinės gravitacijos diferencialines lygtis į dalinių diferencialinių lygčių sistemą, kurią galima kur kas lengviau suintegruoti.

Šio modelio lygčių parametrai, aprašantys dabartinės Visatos būseną, privalo būti itin tikslūs, kad mokslininkai galėtų atsekti ankstesnes Visatos būsenas. Minėtosios lygtys turi ir laisvųjų parametrų, kurie kol kas nėra tiksliai žinomi, tačiau būtini aprašant kai kurias savybes. Bojovaldas išsiaiškino, jog du iš jų yra papildomi: vienas svarbus tik prieš Didįjį atšokimą, o kitas – po jo.

Papildomieji parametrai nusako kvantinį neapibrėžtumą visatos ribose prieš ir po Didžiojo sprogimo. „Šie neapibrėžtumai pasireiškia, kai sistemą nagrinėjame kvantiniame kontekste“, – teigia Bojovaldas. Tyrimai atskleidė, jog analogiškai kvantinės mechanikos atveju, kai vienu negalima turėti griežtai apibrėžtų mikrodalelės koordinatės ir atitinkamos greičio dedamosios verčių, egzistuoja panašūs sąryšiai tarp visatos tūrio prieš Didįjį atšokimą ir po jo. „Visgi niekaip nebus įmanoma nustatyti tikslaus neapibrėžtumo ankstesnės Visatos tūriui, bandant skaičiuoti atgaline tvarka nuo dabartinės Visatos parametrų, kad ir kokius tikslius matavimus atliktume“, - aiškina jis. Šis pastebėjimas numato tolesnius apribojimus, bandant išsiaiškinti, ar medžiaga Visatoje prieš Didįjį sprogimą pasižymėjo labiau kvantinėmis ar įprastinėmis savybėmis.

Bojovaldas, išsiaiškinęs, jog mažiausiai vieno iš ankstesnės Visatos parametrų nebeliko po Didžiojo atšokimo, priėjo papildomą išvadą – tikėtina, kad paskesnės visatos nebus tikslios viena kitos kopijos. „Nesibaigiančio visiškai identiškų visatų kartojimosi, regis, yra išvengiama dėl akivaizdaus vidinio „kosminio užmaršumo“ egzistavimo“, – priduria jis.

Supratote ką nors? Kažką ir mes supratome. O ką konkrečiai, kol kas nekomentuosim - reik "susigulėt" viskam. O gal nežinote pačios Sprogimo teorijos? Tada jums reiktų paskaityti šį straipsnį. Kol vieni mokslininkai mąsto apie pačią Didžiojo Sprogimo teoriją, kiti ją bando paneigti. Kurią pusę renkatės jūs?

Šaltinis: MokslasPlius

Komentarai (22)