Fluktuacje czasu i przestrzeni: poproszony o nowe wyjaśnienie ciemnej energii

W nowym badaniu naukowcy z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej sugerują, że Wszechświat rozszerza się z powodu wahań czasu i przestrzeni. W tej chwili wokół tajemniczej ciemnej energii сгрудилось wiele switched at birth teorii. Nowy badanie może prowadzić do lepszego zrozumienia ciemnej energii. Od końca 1920 roku astronomowie wiedzieli o tym, że Wszechświat jest w stanie dany. Początkowo przewidziana ogólnej teorii względności Einsteina, ten paradygmat doprowadziła do najszerszej przyjętej kosmologiczna modele — teorie Wielkiego Wybuchu. Jednak w latach 90-tych sytuacja stała się nieco mylące, ponieważ najnowsze obserwacje wskazują, że Wszechświat rozszerza się z coraz większą prędkością.

Wszystko to doprowadziło do powstania teorii ciemnej energii, niewidzialnej tajemniczej siły, która popycha rozszerzenie kosmosu. Podobnie ciemnej materii, której wyjaśniają "brakującą masę", ciemna energia stała się świętym Camelotu naukowców, którzy próbowali wyjaśnić jej, znaleźć lub chociaż stworzyć odpowiednie teoretyczne ramy dla niej. Nowe badania z Uniwersytetu Brytyjskiej Kolumbii mówi o tym, że ekspansja Wszechświata może być związane z флуктуациями w przestrzeni i czasie.

To nauka ostatnio publikująca w czasopiśmie Physical Review D, przeprowadzono pod kierownictwem Цинди Вонгом, magistrant / magistrantka wydziału fizyki i astronomii w UBC. Pod kierunkiem profesora Williama Унру (tego samego, który zaproponował efekt Унру) i za pomocą Huan Zhu (innego magistrant / magistrantka UBC), wrzucili na ciemną energię nowy wygląd.

Zespół rozpoczął z przeglądu niezgodności wynikających z dwóch podstawowych teorii, które łącznie wyjaśniają wszystkie zjawiska we Wszechświecie. Te teorie nie co innego, jak ogólna teoria względności i mechanika kwantowa — wyjaśniają, jak Wszechświat zachowuje się w największych skalach (gwiazdy, galaktyki, gromady) i najmniejszych (subatomowe cząstki).

Niestety, dwie z tych teorii nie są zgodne, jeśli chodzi o małej вопросика, znanego jak grawitacja. Do tej pory naukowcy starają się wyjaśnić z punktu widzenia mechaniki kwantowej. Istnienie ciemnej energii i rozszerzanie się Wszechświata — jeszcze jeden punkt kontrowersji. Po pierwsze, pracę magisterską z teorii rodzaju energii próżni, które stanowią najbardziej popularne wyjaśnienia ciemnej energii, mają poważne rozbieżności.

Według mechaniki kwantowej, energia próżni musi mieć bardzo dużą gęstość energii. Ale jeśli tak, to z ogólnej teorii względności wynika, że energia ta musi mieć bardzo silne działanie grawitacyjne, którego by było na tyle, aby Wszechświat eksplodował w rozmiarach.

"Problem w tym, — uważa profesor Унру, — że każdy naiwny obliczanie energii próżni daje ogromne wartości. Zakładając, że istnieją jakieś ograniczenia, aby gęstość energii nie przekracza znacznie планковскую gęstość energii (około 10⁹⁵ J/m³), wtedy można ustalić stałą Hubble ' a — okres, w którym Wszechświat jest około dwukrotnie w rozmiarach — 10^-44 sekundy. Okazuje się, typowe podejście polega na tym, aby założyć jakiś spadek tej wartości, aby realne tempo ekspansji wyniosła 10 miliardów lat. Ale to "trochę" jest dość tajemnicza i nikt nie zaproponował nawet do połowy przekonujące mechanizm".

Podczas gdy inni naukowcy próbowali modyfikować ogólną teorię względności i mechanikę kwantową, aby rozwiązać te sprzeczności, Wang i jego koledzy szukali innej drogi.

"Poprzednie badanie albo próbowali zmodyfikować mechanikę kwantową, aby energię próżni mniej lub modyfikować DOTYCHCZASOWE, aby grawitacja уравновешивала energię próżni. Ale mechanika kwantowa i OTO — to dwie najbardziej udanych teorii opisujących funkcjonowanie Wszechświata. Zamiast próbować zmodyfikować mechanikę kwantową lub OD tego, uważamy, że najpierw trzeba je lepiej zrozumieć. Dbamy o dużej gęstości energii próżni, przewidywane mechaniki kwantowej, i po prostu wpisujemy ją w STW, nie modyfikując nic".

W ramach swoich badań Wang i jego koledzy produkowali nowe obliczenia energii próżni, uwzględniające wysoką предсказанную gęstość energii. Następnie omówiliśmy możliwość, że na najmniejszych skalach — w miliardy razy mniej elektronów — tkanina czasu i przestrzeni narażona na dzikim флуктуациям, осциллирующим w każdym punkcie między rozszerzania się i kurczenia.

W miarę bujania się do tyłu i do przodu, drgania te powodują, że Wszechświat rozszerza się powoli, ale z coraz większym tempie. Po wykonaniu swoich obliczeń zauważyli oni, że to wyjaśnienie jest zgodne zarówno z obecnością kwantowej próżni gęstości energii, jak i z DRUGIEJ. Ponadto, wszystko to zgadza się z tym, że naukowcy obserwują już prawie wiek.

"Nasze obliczenia wykazały, że Wszechświat na bardzo małe skalę naprawdę rozszerza się i kurczy z absurdalnie dużą prędkością. Ale na szeroką skalę ze względu na uśredniania małych skalach, fizyki nie zauważają tej "kwantowej piany". Posiada niewielką poobraz efektem w tworzeniu stała kosmologiczna (efekt ciemnej energii). W pewnym sensie to jak fale na oceanie, które poruszają się tak, jakby ocean jest idealnie gładki, ale w rzeczywistości wiemy, że w tej pozornej prostocie kryje się wściekły taniec atomów składających się na wodzie, a fale wypośrodkowywają te fluktuacje, więc powierzchnia jest gładka".

W odróżnieniu odsprzecznych teorii Wszechświata, w którym różne siły, które sterują nimi, nie mogą żyć w świecie i muszą anulować jeden drugiego, w filmie Wong i jego kolegów Wszechświat jest w ciągłym ruchu. Efekty energii próżni взаимоисключаются, co prowadzi do rozszerzenia i przyspieszenia, które obserwujemy przez cały czas.

Mimo, że jest zbyt wcześnie, aby powiedzieć coś konkretnego, ten obraz высокодинамичной Wszechświata (nawet w najmniejszych skalach) może zmienić nasze rozumienie czasu i przestrzeni. Przynajmniej te teoretyczne wnioski należy stymulować debatę w środowisku naukowym, a także eksperymenty, które będą oferować bezpośrednie dowody. A to, jak wiemy, jedynym sposobem, aby zrozumieć Wszechświat, krok po kroku.