Ker Than
Δημοσιεύτηκε στις 28 του Οκτώβρη, 2010
Ο κόσμος μας υπάρχει εδώ και σχεδόν 14 δισεκατομμύρια χρόνια, και σε ό, τι αφορά τους περισσότερους ανθρώπους, το σύμπαν θα πρέπει να συνεχίσουν να υπάρχουν για δισεκατομμύρια χρόνια περισσότερο.
Αλλά σύμφωνα με ένα νέο έγγραφο, υπάρχει μια θεωρία για την προέλευση του σύμπαντος που προβλέπει ο ίδιος ο χρόνος θα τελειώσει μέσα σε μόλις πέντε δισεκατομμύρια χρόνια-κατά σύμπτωση, ακριβώς γύρω από το χρόνο ο ήλιος μας είναι πλακόστρωτο για να πεθάνει.
Η πρόβλεψη προέρχεται από τη θεωρία της αιώνιας πληθωρισμού, ο οποίος λέει ότι το σύμπαν μας είναι μέρος του multiverse. Αυτή η τεράστια δομή απαρτίζεται από έναν άπειρο αριθμό συμπάντων, καθένα από τα οποία μπορούν να αναπαράγονται έναν άπειρο αριθμό συμπάντων κόρη. (Σχετικό: «Ρυμουλκό« Δομές »Νέα Άγνωστη Απόδειξη στο Σύμπαν μας.")
Το πρόβλημα με ένα πολυσύμπαν είναι ότι οτιδήποτε μπορεί να συμβεί θα συμβεί άπειρες φορές, και αυτό καθιστά τον υπολογισμό των πιθανοτήτων, όπως είναι οι πιθανότητες ότι η Γη-μέγεθος πλανητών είναι κοινά-φαινομενικά αδύνατο.
«Κανονική έννοιες της πιθανότητας, όπου λέτε, Event Α συμβαίνει δύο φορές και Event Β συμβεί τέσσερις φορές ούτως Γεγονός Β είναι δύο φορές πιο πιθανό-ικ εργασίας, διότι, αντί των δύο και τεσσάρων, έχεις άπειρο", δήλωσε ο Ken Olum της Πανεπιστήμιο Tufts στη Μασαχουσέτη, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Και τον υπολογισμό πιθανοτήτων σε ένα πολυσύμπαν δεν θα είναι απλώς ένα πρόβλημα για τους κοσμολόγους.
"Αν απείρως πολλοί παρατηρητές σε όλο το σύμπαν να κερδίσει το λαχείο, για ποιους λόγους μπορεί κανείς να εξακολουθούν να ισχυρίζονται ότι κερδίζει το λαχείο είναι απίθανο;" θεωρητικός φυσικός Ραφαήλ Bousso του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, Berkeley, και οι συνεργάτες του γράφουν στη νέα μελέτη.
Οι φυσικοί έχουν παρακάμπτουν αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας μια μαθηματική προσέγγιση που ονομάζεται γεωμετρική cutoffs, η οποία συνεπάγεται τη λήψη ένα πεπερασμένο λωρίδα του Πολυσύμπαντος και τον υπολογισμό των πιθανοτήτων με βάση το περιορισμένο δείγμα.
Αλλά στο νέο έγγραφο, που δημοσιεύθηκε σε απευθείας σύνδεση τον περασμένο μήνα στο Πανεπιστήμιο Cornell arXiv.org ιστοσελίδα, σημειώνει η ομάδα Bousso ότι αυτή η τεχνική έχει μια ακούσια και, μέχρι σήμερα, χωρίς εμπόδια συνέπεια.
«Δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε [cutoffs] ως απλές μαθηματικά εργαλεία που δεν αφήνουν αποτύπωμα," Bousso είπε. "Το ίδιο αποκοπής που σας έδωσε αυτά τα ωραία και πιθανώς σωστές προβλέψεις προβλέπει, επίσης, από το τέλος του χρόνου.
"Με άλλα λόγια, εάν χρησιμοποιείτε μια οριακή για τον υπολογισμό πιθανοτήτων σε αιώνια τον πληθωρισμό, την αποκοπή ίδια"-και ως εκ τούτου το τέλος του χρόνου »γίνεται ένα γεγονός που μπορεί να συμβεί."
Σύμπαν είναι μια φυσαλίδα σε ένα ζέσης Ποτ
Παρά το γεγονός αυτό περίεργο ρυτίδων, Bousso και οι συνεργάτες του πιστεύουν αιώνιος πληθωρισμός είναι μια σταθερή ιδέα. Οι περισσότεροι των υποκείμενων επιστημονικές παραδοχές της θεωρίας, όπως ο Άλμπερτ Αϊνστάιν θεωρίες της σχετικότητας-"όλα φαίνονται είδους αβλαβείς, και είναι δύσκολο να δούμε τι θα μπορούσε να τους αντικαταστήσουν", δήλωσε ο Bousso.
(Βλ. "Η βαρύτητα του Αϊνστάιν επιβεβαιώθηκε σε μια κοσμική κλίμακα.")
Στην πραγματικότητα, πολλοί φυσικοί πιστεύουν αιώνιος πληθωρισμός αποτελεί φυσική προέκταση της θεωρίας του πληθωρισμού, που έλυσε ορισμένα από τα προβλήματα με την αρχική θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης.
Σύμφωνα με την πρόωρη μοντέλα του big bang, ομάδες της ύλης που είναι τώρα σε αντίθετα άκρα του μακρινού φθάνει του σύμπαντος είναι πολύ μακριά για να έχουν ποτέ σε επαφή μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι το πρώιμο σύμπαν έπρεπε να έχει συσπειρωμένη.
Επιπλέον, με το επιτόκιο που το σύμπαν μας είναι τώρα επεκτείνεται, συνολικό σχήμα της θα πρέπει να έχουν κάμψει την πάροδο του χρόνου.Επίσης, η αρχική στιγμή της δημιουργίας θα πρέπει να έχει γεμίσει το σύμπαν με τα βαριά, σταθερά σωματίδια που ονομάζονται μαγνητικά μονόπολα.
Αλλά οι παρατηρήσεις κατά τα τελευταία λίγα χρόνια της ακτινοβολίας που έμεινε από τη Μεγάλη Έκρηξη πούμε αλλιώς: Το πρώιμο σύμπαν ήταν ενιαία, το σχήμα του σημερινού σύμπαντος είναι επίπεδη, και τα μαγνητικά μονόπολα δεν έχουν ποτέ παρατηρηθεί οριστικά.
Standard λογαριασμούς θεωρία του πληθωρισμού για όλα αυτά λέγοντας το σύμπαν γνώρισε μια περίοδο εξαιρετικά ταχείας ανάπτυξης, στις πρώτες στιγμές του, τελικά σταθεροποίηση για να δημιουργήσετε το διαμέρισμα, ενιαίο σύμπαν που βλέπουμε σήμερα.
Αιώνια πληθωρισμός είναι ένα επόμενο βήμα στη θεωρία του πληθωρισμού, και επιτρέπει στους επιστήμονες για να αποφευχθεί κάποια άλλα δύσκολα ζητήματα κοσμολογία, όπως αυτό που υπήρχε πριν από το σύμπαν μας (απάντηση: άλλα σύμπαντα) και γιατί το σύμπαν μας φαίνεται να έχει ιδιότητες τελειοποιηθεί για τη ζωή (απάντηση : όλα είναι πιθανά).
(Βλ. επίσης: "Κάθε Black Hole Περιέχει ένα άλλο σύμπαν;")
"Αν δεν έχουμε μια θεωρία [για να εξηγήσει το ταχύτερο στιγμές του universe], έχουμε μερικές αρκετά καλές ιδέες για το τι μια τέτοια θεωρία θα μοιάζει ... και αυτές οι ιδέες φαίνεται να περιλαμβάνουν κατ 'ανάγκη άλλα σύμπαντα», δήλωσε ο Charles Lineweaver, ένας αστροφυσικός στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας, ο οποίος δεν ήταν μέλος της ομάδας μελέτης.
"Μια καλή αναλογία θα ήταν ότι οι θεωρίες μας προβλέπουν βρασμού δοχείο του νερού, καθώς και την προέλευση του σύμπαντος είναι ο σχηματισμός μιας από τις φυσαλίδες στο κάτω μέρος της γλάστρας. Η θεωρία προτείνει σθεναρά την ύπαρξη άλλων φυσαλίδες, γιατί όταν βράσει το νερό, μπορείτε να πάρετε ποτέ μόνο ένα φούσκα ».
Ώρα Ερχόμενοι σε ένα απότομο τέλος;
Αλλά αιώνιος πληθωρισμός δεν είναι ακόμα τέλειο, όπως το πρόβλημα με τις πιθανότητες στο multiverse δείχνει.
Εάν οι πιθανότητες να εργαστούν σε ένα πολυσύμπαν, πρέπει να υπάρχει πραγματική cutoffs που φέρνουν διάφορα σύμπαντα με τα άκρα τους, επικεφαλής της μελέτης Bousso λέει. Σύμφωνα με τους τύπους που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό cutoffs, ένα σύμπαν που είναι 13,7 δισεκατομμυρίων ετών θα φτάσει αποκοπής του σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια, η ομάδα του καταλήγει.
Για τους περισσότερους ανθρώπους, η ιδέα ότι ένα μαθηματικό εργαλείο θα μπορούσε να αναχθεί σε ένα γεγονός του πραγματικού κόσμου μπορεί να φαίνεται περίεργο, αλλά υπάρχουν προηγούμενα για αυτό στη φυσική.
Για παράδειγμα, Olum Πανεπιστήμιο Tufts είπε, υπήρξε μια εποχή που πολλοί φυσικοί αντιστάθηκε στην ιδέα ότι τα πρωτόνια, τα υποατομικά σωματίδια με θετικό τέλη-είναι οι ίδιοι που αποτελείται από μικρότερα σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ. (Σχετικό: «. Proton μικρότερες από όσο πιστεύαμε-Μαΐου Επανεγγραφή νόμοι της Φυσικής»)
Από μαθηματική άποψη, κουάρκ να σας εξηγήσουν τη λεγόμενη δύναμη στον πυρήνα ενός ατόμου-και στον πραγματικό κόσμο βοηθούν αντιπροσωπεύουν πλέον το «ζωολογικός κήπος» του παράξενα σωματίδια που είναι ήδη ανακαλυφθεί σε επιταχυντές.
«Οι άνθρωποι είπε αυτήν την ιδέα ότι υπάρχουν σωματίδια μέσα σε ένα πρωτόνιο που δεν μπορεί ποτέ να βγούμε και ότι δεν μπορούμε να αντικρίσουμε τόσο στην απομόνωση είναι τρελό," Olum είπε. "Υπήρξε μια πολύ καιρό, όταν οι άνθρωποι πίστευαν κουάρκ ήταν απλώς ένα χρήσιμο εργαλείο υπολογισμού, αλλά στην πραγματικότητα δεν πιστεύουν σε αυτά. Σήμερα, όμως, ο καθένας πιστεύει ότι τα κουάρκ είναι πραγματικά θεμελιώδη σωματίδια."
Με το ίδιο πνεύμα, αν οι θεωρητικοί πιστεύουν στην αιώνια πληθωρισμού, θα πρέπει είτε να πιστεύουν ότι cutoffs δεν είναι έγκυρες τεχνικές πιθανότητες πληροφορικής-ή ότι cutoffs τα πραγματικά γεγονότα που προβλέπουν το τέλος του χρόνου, Bousso και οι συνεργάτες του λένε.
Τι αποκοπής του πραγματικού κόσμου θα μοιάζουν και ποια μορφή από το τέλος του χρόνου θα λάβουν είναι ασαφείς, η ομάδα λέει. Εάν αυτό συμβεί, θα ήταν πιθανώς οι απότομες και απρόσμενες.
Και ακόμα κι αν οι άνθρωποι μπορούσαν να δουν μια οριακή έρχονται, έχουμε σχεδόν σίγουρα δεν θα το βλέπει από τη Γη.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο ήλιος μας-τώρα ένα αστέρι μέσης ηλικίας σε περίπου 4,57 δισεκατομμύρια χρόνια παλιό θα φθάνει στο τέλος της ζωής του μέσα σε περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια. Σε εκείνο το σημείο στο χρόνο, ο ήλιος θα ξεμείνει από καύσιμα στον πυρήνα του και θα αρχίσει να αποβάλλει τα εξωτερικά στρώματά του φυσικού αερίου, διογκώνοντας για να γίνει ένας κόκκινος γίγαντας και, τελικά, ένα πλανητικό νεφέλωμα.
ακριβής μοίρα της Γης κατά τη διάρκεια αυτού του γεγονότος είναι ασαφής, αλλά λίγοι επιστήμονες θα υποστήριζαν ότι η ζωή στον πλανήτη θα μπορούσε να επιβιώσει ο θάνατος του ήλιου.
Τέλος του χρόνου δεν είναι αναπόφευκτη
Παρά το γεγονός ότι Lineweaver Αυστραλιανού Εθνικού Πανεπιστημίου συμφωνεί ότι υπολογισμό πιθανοτήτων σε μια αιώνια Πολυσύμπαν είναι προβληματική, δεν σκέφτεται να προβλέψουμε μια αποκοπής του πραγματικού κόσμου είναι η λύση.
"Ποτέ δεν αποκλείω τίποτα απολύτως, αλλά δεν το λάβουμε πολύ σοβαρά", δήλωσε ο Lineweaver. "Πάω να αμφισβητούν τις παραδοχές [πίσω από την αιώνια πληθωρισμού] πιο σοβαρά."
Olum Πανεπιστήμιο Tufts της επίσης δεν νομίζω οι φυσικοί πρέπει να δεχτεί το τέλος του χρόνου ως αναπόφευκτη.
"Κανείς δεν ξέρει γιατί [αιώνιος πληθωρισμός] θα πρέπει να είναι λάθος, αλλά κανείς δεν γνωρίζει ακριβώς γιατί ο χρόνος θα πρέπει να λήξει ούτε. Για μένα, αυτά τα πράγματα είναι επί ίσοις όροις», είπε.
(Δείτε επίσης: «Ύπαρξη Σύμπαντος μπορεί να εξηγηθεί από το νέο υλικό.")
Ο πληθωρισμός κατά μέρος, υπάρχουν πολλές θεωρίες της φυσικής για το πώς το σύμπαν μπορεί να καταλήξει. Σε ένα «μεγάλο αγκάθι», για παράδειγμα, το σύμπαν θα αντιστραφούν οι τρέχουσες επέκτασή της και να συρρικνωθεί σε μια μαύρη τρύπα.
Στη συνέχεια υπάρχει το "θερμικό θάνατο" θεωρία, στο οποίο το σύμπαν διαστέλλεται για πάντα μέχρι να φτάσει σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας, στην οποία τίποτα δεν μπορεί να συμβεί.
Μια άλλη ιδέα είναι ονομάζεται το μεγάλο ξήλωμα, στην οποία η επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος σχίζει τελικά όλη η ύλη χώρια, άτομο προς άτομο. (Βλ. επίσης "Αϊνστάιν και μετέπειτα» στο περιοδικό National Geographic.)
Αν η θεωρία της αιώνιας πληθωρισμού είναι σωστή, τότε ακόμα και όταν το σύμπαν μας παύει να είναι, το μεγαλύτερο Πολυσύμπαν θα συνεχιστεί.
Δεν έχει σημασία το σενάριο το οποίο ακούγεται πιο πιθανή, «δεν υπάρχει καμία ανάγκη να πάει μακριά και να πωλήσει τα αποθέματα σας, διότι το σύμπαν θα τελειώσει σε πέντε δισεκατομμύρια χρόνια,» δήλωσε ο Olum.
Και «Είτε έτσι είτε αλλιώς, έχουμε πολύ καιρό για να πάρει τη σωστή ιστορία."
για το National Geographic News
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου