Mi történt a nagy robbanás előtt? Erre a kérdésre a szokásos válasz: „Nincs olyan dolog, mint„ a Nagyrobbanás előtt ”.” Ez az esemény kezdte az egészet. Sean Carroll fizikus szerint a helyes válasz: "Csak nem tudjuk." Carroll, valamint sok más fizikus és kozmológus elkezdte fontolóra venni a Big Bang előtti idő lehetőségét, valamint alternatív elméleteket arról, hogy miként jött létre világegyetemünk. Carroll megvitatta az ilyen típusú „spekulatív kutatásokat” az amerikai csillagászati társaság találkozóján, a múlt héten, Missouri állambeli St. Louisban tartott beszélgetés során.
"Érdekes idő ez a kozmológus" - mondta Carroll. Áldott és átkozott vagyunk. Aranykor van, de a probléma az, hogy a világegyetem modelljének nincs értelme. ”
Először is van egy leltárprobléma, ahol a világegyetem 95% -át nem veszik figyelembe. A kozmológusok látszólag úgy oldották meg ezt a problémát, hogy összekapcsolják a sötét anyagot és a sötét energiát. De mivel az anyaghoz „létrehoztuk” az anyagot, ez még nem azt jelenti, hogy megértjük az univerzum természetét.
Egy másik nagy meglepetés az univerzummal kapcsolatban a WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) űrhajó tényleges adatai alapján, amelyek a Kozmikus Mikrohullámú Háttérrel (CMB) tanulmányozták a Nagyrobbanás visszhangját.
"A WMAP pillanatképe arról, hogy a korai világegyetem hogyan nézett ki, azt mutatja, hogy forró, sűrű és sima [alacsony entrópia] az űr széles régiójában" - mondta Carroll. „Nem értjük, hogy miért van ez így. Ez még nagyobb meglepetés, mint a készletprobléma. Világegyetemünk nem csak úgy néz ki természetesnek. ” Carroll szerint az alacsony entrópiájú állapotok ritkák, plusz az összes lehetséges kezdeti körülmény, amely olyan univerzumba alakulhatott ki, mint a miénk, a túlnyomó többség entrópiája sokkal magasabb, nem alacsonyabb.
Carroll szerint az univerzummal kapcsolatos legmeglepőbb jelenség az, hogy a dolgok megváltoznak. És mindez következetes irányban történik a múltból a jövőbe, az egész világegyetemben.
- Az idő nyílának hívják - mondta Carroll. Ez az idő nyíl a termodinamika második törvényéből származik, amely entrópiát idéz elő. A törvény kimondja, hogy a zárt rendszerek mindig változnak a rendtől rendellenességig az idő múlásával. Ez a törvény alapvető fontosságú a fizika és a csillagászat szempontjából.
Az egyik nagy kérdés az univerzum kezdeti körülményeivel kapcsolatban az, hogy miért indult el az entrópia olyan alacsonyan? "És az alacsony entrópia a Big Bang közelében felel mindenért, ami az idő nyílánál van" - mondta Carroll. "Élet és halál, emlékezet, az idő áramlása." Az események rendben vannak, és nem fordíthatók vissza.
"Minden alkalommal, amikor megtörik egy tojást vagy egy pohár vizet, megfigyelő kozmológiát végez" - mondta Carroll.
Ezért annak érdekében, hogy megválaszoljuk az univerzummal és az idő nyílával kapcsolatos kérdéseinket, meg kell fontolnunk, hogy mi történt a Nagyrobbanás előtt.
Carroll ragaszkodott ahhoz, hogy ezekre fontos kérdésekre gondolkodni kell. "Ez nem csak a rekreációs teológia" - mondta. „Szeretnénk egy olyan történetet az univerzumról, amelynek értelme van. Ha vannak olyan dolgok, amelyek meglepőnek tűnnek, akkor egy olyan mechanizmust keresünk, amely érthetővé teszi a puzzle-t. Az alacsony entrópiájú univerzum valamire utal, és dolgoznunk kell annak megtalálásán. ”
Jelenleg nincs megfelelő világegyetem-modellünk, és a jelenlegi elméletek nem válaszolnak a kérdésekre. A klasszikus általános relativitáselmélet azt jósolja, hogy az univerzum szingularitással kezdődött, de csak a Nagyrobbanás után tud bizonyítani semmit.
Az inflációs elmélet, amely az univerzum rendkívül gyors (exponenciális) terjeszkedését javasolja az első néhány pillanatban, nem segít, mondta Carroll. „Ez csak entrópiás problémát súlyosbít. Az infláció megköveteli a kezdeti feltételek elméletét. ”
Vannak más modellek is, de Carroll javasolta, és úgy tűnt, támogatja a multi-univerzumok elképzelését, amelyek folyamatosan létrehozják a „csecsemő” univerzumokat. "Lehet, hogy a megfigyelhető világegyetem nem az egész történet" - mondta. "Ha egy nagyobb multiversz részei vagyunk, akkor nincs maximális entrópia egyensúlyi állapot, és az entrópiát a sajátunkhoz hasonló univerzumok létrehozásával állítják elő."
Carroll megbeszélte azokat az új kutatásokat, amelyeket ő és a fizikusok csapata elvégeztek, ismét a WMAP eredményeit vizsgálva. Carroll és csapata azt állítja, hogy az adatok azt mutatják, hogy a világegyetem "féloldalas".
A WMAP mérései azt mutatják, hogy a mikrohullámú háttér ingadozása az ég egyik oldalán körülbelül 10% -kal erősebb, mint a másik oldalon.
Ennek az „egyoldalú univerzumnak” a magyarázata az lenne, ha ezek az ingadozások egy olyan struktúrát képviselnének, amely megmaradt a világegyetemből, amely világegyetemünket előállította.
Carroll szerint mindezt segíteni fogja a kvantitatív gravitáció jobb megértése. „A kvantumingadozások új univerzumokat hozhatnak létre. Ha egy csendes tér hőingadozása csecsemő univerzumokhoz vezethet, akkor saját entrópiájuk lenne, és folytathatnák az univerzumok létrehozását. "
Nyilvánvaló, hogy - és Carroll hangsúlyozta ezt a pontot - az ezekkel a témákkal kapcsolatos bármilyen kutatást általában spekulációnak tekintik. "Ezek egyike sem szilárd dolgok" - mondta. Még pénzzel is fogadnék, hogy ez rossz. De remélhetőleg 10 év alatt visszajövök és elmondhatom neked, hogy mindent kitaláltunk. "
Igaz, hogy íróként, amikor Carroll beszédeit és ötleteit rövid cikkbe foglalják, megpróbálják nem igazságot tenni nekik. Nézze meg Carroll e és sok más gondolatát blogjában, a Cosmic Variance-ben. Olvassa el a Carroll beszélgetés nagyszerű összefoglalóját is, Chris Lintott írta a BBC-nek. Már több mint egy hétig elkísértem Carroll beszélgetését, és az idő kezdeteire gondolkodtam - sőt, hogy lehet, hogy idő előtt is van idő - érdekes és magával ragadó hetet készített. Látni kell, hogy ez az idő előrehozott-e vagy hátrafelé történt-e én megértésem szerint!
