Ekpyrotyczny wszechświat - Ekpyrotic universe

Teoria wielkiej kraksy ( / ˌ ɛ k s aɪ R ɒ t ɪ k / ) jest Kosmologiczny modelu wczesnej świata , który wyjaśnia pochodzenie w strukturze na dużą skalę z kosmosu . Model został również włączony do teorii cyklicznego wszechświata (lub ekpirotycznej teorii cyklicznego wszechświata ), która proponuje pełną kosmologiczną historię, zarówno przeszłość, jak i przyszłość.

Pochodzenie

Oryginalny ekpyrotic Model został wprowadzony przez Justin Khoury , Burt Ovrut , Paul Steinhardtem i Neil Turok w 2001 roku.

Steinhardt stworzył nazwę na podstawie wczesnego słowa ekpyrosis ( starogrecki : ἐκπύρωσις, ekpyrōsis , „pożoga”); odnosi się do starożytnego stoickiego modelu kosmologicznego, w którym wszechświat jest uwięziony w wiecznym cyklu ognistych narodzin, ochłodzenia i odrodzenia.

Teoria odnosi się do fundamentalnego pytania, które pozostaje bez odpowiedzi w modelu inflacyjnym Wielkiego Wybuchu: „Co się stało przed Wielkim Wybuchem?” Wyjaśnienie, zgodnie z teorią ekpyrotyczną, jest takie, że Wielki Wybuch był w rzeczywistości wielkim odbiciem, przejściem z poprzedniej epoki kurczenia się do obecnej epoki ekspansji. Kluczowe wydarzenia, które ukształtowały nasz wszechświat, miały miejsce przed odbiciem, aw wersji cyklicznej wszechświat odbija się w regularnych odstępach czasu.

Zastosowania teorii

Oryginalne modele ekpyrotyczne opierały się na teorii strun , branach i dodatkowych wymiarach , ale większość współczesnych modeli ekpirotycznych i cyklicznych wykorzystuje te same składniki fizyczne, co modele inflacyjne (pola kwantowe ewoluujące w zwykłej czasoprzestrzeni). Podobnie jak kosmologia Wielkiego Wybuchu, teoria ekpyrotyczna dokładnie opisała podstawowe cechy naszego wszechświata. Przewiduje jednolity , płaski wszechświat z wzorami gorących i zimnych punktów, zgodnie z obserwacjami kosmicznego mikrofalowego tła (CMB), obserwacjami potwierdzonymi z większą precyzją przez eksperymenty satelitarne WMAP i Planck . Obserwacja KMPT od dawna uważana jest za dowód Wielkiego Wybuchu, ale zwolennicy teorii ekpyrotycznej i cyklicznej twierdzą, że KMPT jest również spójny z Wielkim Odbiciem, jak zakładają te modele. Inni badacze argumentują, że dane z obserwacji Plancka z KMPT „znacznie ograniczają realną przestrzeń parametrów scenariuszy ekpirotycznych / cyklicznych”. Pierwotne fale grawitacyjne , jeśli kiedykolwiek zostaną zaobserwowane, mogą pomóc naukowcom rozróżnić różne teorie dotyczące pochodzenia wszechświata.

Implikacje dla kosmologii

Zaletą modeli ekpirotycznych i cyklicznych jest to, że nie tworzą one multiwersu . Jest to ważne, ponieważ kiedy skutki fluktuacji kwantowych są odpowiednio uwzględnione w modelu inflacyjnym Wielkiego Wybuchu, uniemożliwiają one wszechświatowi osiągnięcie jednorodności i płaskości, które próbują wyjaśnić kosmolodzy. Zamiast tego, nadmierne fluktuacje kwantowe powodują, że wszechświat rozpada się na plamy o każdej możliwej kombinacji właściwości fizycznych. Zamiast formułować jasne prognozy, inflacyjna teoria Wielkiego Wybuchu dopuszcza dowolny wynik, tak więc obserwowane przez nas właściwości można traktować jako przypadek, wynikający z konkretnego fragmentu multiwersu, w którym znajduje się Ziemia. Większość regionów multiwersu miałaby bardzo różne właściwości.

Laureat Nagrody Nobla Steven Weinberg zasugerował, że jeśli multiwers jest prawdziwy, „nadzieja na znalezienie racjonalnego wyjaśnienia dokładnych wartości mas kwarków i innych stałych standardowego modelu, który obserwujemy w naszym Wielkim Wybuchu, jest skazana na porażkę, ponieważ ich wartości byłyby przypadek konkretnej części multiwersu, w którym żyjemy ”.

Pomysł, że właściwości naszego wszechświata są przypadkowe i pochodzą z teorii, która dopuszcza multiwers innych możliwości, jest trudny do pogodzenia z faktem, że wszechświat jest niezwykle prosty (jednolity i płaski) w dużych skalach, a cząstki elementarne wydają się być opisane za pomocą prostych symetrii i interakcji. Koncepcji przypadkowej nie można również zafałszować eksperymentem, ponieważ wszelkie przyszłe eksperymenty można postrzegać jako jeszcze inne przypadkowe aspekty.

W modelach ekpirotycznych i cyklicznych wygładzanie i spłaszczanie występuje w okresie powolnego skurczu, więc fluktuacje kwantowe nie są zawyżone i nie mogą wytworzyć multiwersu. W rezultacie modele ekpyrotyczne i cykliczne przewidują proste właściwości fizyczne, które są zgodne z aktualnymi dowodami eksperymentalnymi, bez tworzenia multiwersu.

Zobacz też

Uwagi i odniesienia

Dalsza lektura