Новое исследование может помочь узнать, что происходило до Большого взрыва — Naked Science
7 минут
Редакция
5

Новое исследование может помочь узнать, что происходило до Большого взрыва

Команда ученых предложила новый действенный тест инфляции — теории о том, что Вселенная резко расширилась за мимолетную долю секунды сразу после Большого взрыва. Цель исследователей — найти ответ на давний вопрос: на что была похожа Вселенная до Большого взрыва?

thebirthofun1
©Wikipedia

Несмотря на то что космическая инфляция хорошо известна разрешением нескольких серьезных вопросов о структуре и развитии Вселенной, есть и другие теории, способные это сделать. Согласно некоторым из них, до Большого взрыва Вселенная сжималась, а не расширялась, следовательно, имел место Большой отскок.

 

Чтобы определиться, что вернее — инфляция или иные идеи, — неоднократно поднимался вопрос о проблеме фальсифицируемости, то есть может ли теория быть испытана таким образом, чтобы ее можно было опровергнуть. Некоторые исследователи, включая Ави Лоэба из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA), выражают беспокойство относительно инфляции, предполагая, что ее с виду бесконечная адаптивность делает ее практически неподлежащей испытаниям.

 

Команда ученых под руководством Сингана Чена из CfA вместе с Лоэбом и Чжун-Чжи Сяньюй из Гарвардского университета применила идею, которую называют «первичными стандартными часами», к неинфляционным теориям и предложила метод, с помощью которого инфляцию можно проверить экспериментально. Исследование будет опубликовано в журнале Physical Review Letters, оно уже доступно в базе препринтов arXiv.org.

 

Команда начала с определения эволюции размера первичной Вселенной в других теориях, чтобы обнаружить свойства, которые бы отделили от них инфляцию.

 

Именно для этой цели и пригодились первичные стандартные часы. Они представляют собой любой тип тяжелых элементарных частиц в первичной Вселенной. Такие частицы должны существовать в любой теории, а их расположение должно осциллировать на некой регулярной частоте — наподобие движения маятника часов.

 

Иллюстрация сигналов часов для двух альтернативных сценариев – сжатия (сверху) и расширения (снизу). В каждом случае наблюдаются разные массы / © CfA/Zhong-Zhi Xianyu/Xingang Chen/Avi Loeb

 

Первичная Вселенная была не совсем равномерна. В ней были небольшие неровности в плотности на миниатюрных масштабах, которые в итоге стали основой для крупномасштабных структур, наблюдаемых сегодня во Вселенной. Это изначальный источник информации, на который полагаются физики, пытаясь выяснить, что же было до Большого взрыва. «Тиканье» стандартных часов сгенерировало сигналы, которые отпечатались на структурах этих неровностей. В разных теориях о первичной Вселенной стандартные часы предсказывают разные закономерности сигналов, так как история развития Вселенной каждой из теорий отличается друг от друга.

 

«Если мы представим, будто все, что мы знаем о том, что происходило до Большого взрыва, — это набор кадров на кинопленке, то стандартные часы говорят нам, как именно эти кадры должны проигрываться, — объясняет Чен. — Без какой-либо информации о часах мы не имеем понятия, как нужно проигрывать пленку — вперед или назад, быстро или медленно, — и мы не знаем, расширялась или сжималась первичная Вселенная и насколько быстро. Вот где кроется проблема. Стандартные часы поставили отметки на каждый кадр при съемках еще до Большого взрыва и говорят нам, как проигрывать пленку».

 

Ученые вычислили, как эти сигналы стандартных часов должны выглядеть в неинфляционных теориях, и предположили, как их следует искать при астрофизических наблюдениях.

 

«Если будет обнаружена закономерность сигналов, которая укажет на сжимающуюся Вселенную, это бы фальсифицировало всю инфляционную теорию», — говорит Сяньюй.

 

По словам исследователей, успех этой идеи заключается в экспериментах. Они считают, что сигналы будет сложно обнаружить, поэтому придется искать их в разных местах в космосе. Например, одним из них может быть реликтовое излучение, а другим — распространение галактик во Вселенной. Специалисты также отмечают, что поиск сигналов уже идет — и есть несколько интересных кандидатов. Тем не менее исследователи не торопятся с выводами и делают акцент на необходимости в большем объеме данных. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
7 часов назад
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

5 часов назад
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 15:24
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

2 мая
62 минуты
Николай Цыгикало

Знаменитый ракетный комплекс «Искандер» стал одним из символов российской военной мощи. Он не покидает центра внимания экспертов и средств массовой информации, а его тактико-технические характеристики приводятся в каждом информационном ресурсе военной тематики. Но цифры цифрами, а что за ними? Посмотрим на работу «Искандера» с разных сторон, чтобы разобраться в принципах действия и логике конструктивных решений. Тогда глубина понимания позволит пройти дальше одних лишь цифр ТТХ, и при всей важности они окажутся не на первом месте. Наш материал — самый полный рассказ о работе «Искандера» в открытом доступе.

Позавчера, 17:46
17 минут
Александр Березин

SpaceX после затяжной серии аварий нормально посадила прототип Starship SN15. Огромная стальная ракета поднялась в воздух на десять километров, выполнила там сложные кульбиты, которые не могла сделать ни одна ракета ранее, а затем плавно опустилась вниз. Одни говорят, что это революция, другие — что «СССР так умел полвека назад». Кто прав и что будет дальше? Попробуем разобраться.

4 мая
4 минуты
Ольга Иванова

Ученые из Финляндии определили причины того, почему «собака бывает кусачей» по отношению к человеку и другим животным.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев

-
0
+
Статус фундаментальных ЮНЕСКО присваивает исследованиям, которые способствуют открытию законов природы, пониманию взаимодействий между явлениями и объектами реальной действительности. Все есть число семь и все из числа семь. (Пифагор) НОВЫЙ МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДЫ ЭНЕРГИИ И МАТЕРИИ ИЛИ ЗАКОН СВЯЗИ ИНФОРМАЦИИ Хижняк В.Д. Автор данной статьи выдвигает идею о том, что время-пространство изначально само по себе, объективно имеет единую природу, динамичную единую форму, проявляющую себя, естественно, на уровне микро-и макромира. Это уже более чем время-пространство, это уже время-пространство-энергия-материя. Или единая первичная элементарная частица (ЕПЭЧ), проявляющая себя как новый научный закон. Доказательство этого положения осуществляется методом построения некой динамической модели времени-пространства-энергии-материи с последующей проверкой ее при объяснении многих современных вопросов квантовой физики и космологии. Скорее всего, можно считать, что единственно приемлемым и единственно возможным первоисточником энергии-материи является замкнутое время – время движется по кругу в пространстве или некая сила замкнутая сама на себя. Основное свойство такого времени, естественно, является ее вечное движение. Конечно, в пространстве оно может располагаться как угодно. Но смысловое значение, вероятнее всего, имеет следующая модель. Замкнутое время расщепляется на две пары сил. Первая пара: время с левым кручением и, как противовес ему, время с правым кручением. Вторая пара сил рассматривается как некий парадокс: одновременное сжатие/растяжение пространства. С перетеканием энергии из фазы сжатия в фазу растяжения и наоборот. Результирующая сила получается как логарифмическая спираль, поскольку она обладает свойством бесконечного кручения. В конечном счете, образуется спираль времени-пространства, имеющая архитектуру, подобную архитектуре молекуле ДНК. Такая модель не противоречит и современным физическим представлениям о природе времени-пространства, в частности, теории струн. Степень сжатия/растяжения времени-пространства равна 10/7 за один полный оборот замкнутого времени. Следующее парадоксальное свойство замкнутого времени, в условиях ее бесконечно малой размерности, заключается в том, что оно одновременно имеет форму круга и линии (диаметра). Отношение между этими понятиями, как известно, есть π. Обобщая изложенное, если попробовать формализовать такое бесконечное движение, такую модель замкнутого времени, то приходим к следующей формуле: 10/7 = t log π (kπ). Логарифм по основанию π к числу (kπ). Где (kπ) есть изменение π за время скручивания логарифмической спирали. Скобки приняты просто для удобного объяснения того, что π изменяется на некий коэффициент k. Время скручивания спирали (t) и есть наблюдаемое нами конкретное, незамкнутое время. Смысл данной формулы состоит в том, что она показывает связь между общим (π) и частью от общего (kπ). Видна полная аналогия с формулой количества информации – формулой Хартли. Автор надеется, что есть несомненное обоснование для озвучивания полученной формулы как формулы связи информации или закона связи информации. Именно данный закон формирует все, известные науке, четыре фундаментальные виды взаимодействия и все элементарные частицы, участвующие в этих взаимодействиях. Именно при помощи озвученной формулы можно описать и взаимодействия и частицы и отсюда предполагать, что они есть суть различные проявления единой силы, единой частицы, единого закона. Проверяем справедливость высказанных утверждений на Стандартной модели, путем объяснения масс лептонов и кварков. В целом СМ, как мне представляется, есть некий первоатом или энергия-материя вообще. Состоит она из трех, как бы, первоэлектронов и из трех, как бы, первоядер. Которые, собственно и являются элементами первоатома. Общие принципы соединения элементов заключается в следующем. Электрон и его аналоги (мюон и тау) соединяются с соответствующими нейтрино (электронное, мюонное и тау нейтрино). Масса электронное нейтрино принимает значение, при котором логарифм становится положительным минимальным числом. Кварки соединяются как сумма кварков дающих протон и нейтрон или ядро в целом. Таким образом, электроны образуются из следующих сочетаний лептонов: электрон плюс электронное нейтрино (массу принимаем за 1,1 МэВ/с²); мюон плюс мюонное нейтрино (масса примерно равна 106 МэВ/с²); тау плюс тау нейтрино (масса примерно равна 1797 МэВ/с²). Ядра образуются из следующих сочетаний кварков: три u-кварка плюс три d-кварка (масса равна 27 МэВ/с²); три c-кварка плюс три s-кварка (масса равна 4 2000 МэВ/с²); три t-кварка плюс три b-кварка (масса равна 537 900 МэВ/с²). Суммарные массы по лептонам составляют примерно 1 904 МэВ/с², а по кваркам - 542 127 МэВ/с². Общая же масса всех лептонов и кварков в первоатоме примерно равна 544 031 МэВ/с². Выделенные шесть элементов можно рассматривать как некие энергетические пороги единой формулы: 10/7 = t log π (kπ). Где t принимает значения от некоторого самого большого положительного числа до 10/7. Производим вычисления в порядке возрастания масс элементов. Логарифмируем массы каждого элемента “первоатома” с его общей массой (544 031 МэВ/с²). Получаем следующие примерные значения t : 10/0,05; 10/1,8; 10/2,5; 10/4; 10/4,4; 10/7. Видна общая закономерность, объясняющая массы элементарных частиц, а частные смещения их относительно целых чисел в знаменателе: 10/1; 10/2; 10/3; 10/4; 10/5; 10/6 можно объяснить, скорее всего, частными причинами. Основными причинами, из которых, на мой взгляд, являются следующие моменты. В квантовом мире нет жестко зафиксированных параметров, все имеет примерное значение. Все течет, все изменяется, и даже такая величина как π. На процесс образования масс элементарных частиц действует триединая сила. Одновременное действие сил с положительным, отрицательным и электрически нейтральным зарядами. Что собственно и вызывает смещение масс элементарных частиц. Надеюсь, что этот подход есть путь к пониманию природы Хиггс бозона. Предварительно можно очертить его природу следующим образом. Это есть нечто среднее из всех фундаментальных сил взаимодействия (априори гравитация также включается), масса кванта одновременно может принимать известные массы калибровочных бозонов. Приведенное утверждение проверяется путем логарифмирования масс W бозонов к отдельным массам кварков по найденной формуле: 10/7 = t log π (kπ). Где π есть масса W бозона, а kπ – массы отдельных кварков. Смысл ее состоит в том, что она отображает степень участия массы W бозона в образовании масс отдельных кварков пропорционально их энергетическим порогам (t): 10/1; 10/2; 10/3; 10/4; 10/5; 10/6. В результате получаем следующие значения: 1,4; 0,9; 1,3; 1,5; 1,5; 1,8. Порядок приведенных величин одинаков, а их расхождения, скорее всего, также можно объяснить. Предлагаемый метод может объяснить, в общем, образно и другие вопросы квантовой физики и космологии. В частности природу темной энергии. Если принять ее как энергию на сжатие времени-пространства в отличие от их растяжения. И даже пересмотра некоторых теорий, например теории Большого взрыва. Более того, я надеюсь, что заявленный метод есть направление исследований в изучении таких вопросов как жизнь и сознание. 27.12.05 © В.Д. Хижняк P.S. Сжатие /растяжение или, другими словами, притяжение/отталкивание, т.е. предлагаемый метод и есть решение вопроса о природе гравитации (заявленный закон объединяет притяжение с отталкиванием).
Большой Взрыв Мое мнение: Большой Взрыв - Это мгновенный переход старой Вселенной в другую новую Вселенскую форму через точку Сингулярности. Точка Сингулярности, это точка мгновенного перехода старого Качества в новое Качество. Схлопыванию Вселенной может предшествовать долгий процесс ее сжатия или расширения. Расширение и сжатие для Космоса это однополярные понятия. Эти понятия зависит от точки обзора, с которой они рассматриваются. Они (эти понятия) тесно связаны с Пространством и Временем. А Время во Вселенной имеет два противоположных Вектора направленности: отсчет времени можно проводить в двух противоположных направлениях. Подобное объяснение Большого Взрыва подтверждает утверждение о Космосе как о Единой, Вечной, Бесконечной Субстанции. Спасибо
-
0
+
Сколько уже можно этот Большой Взрыв мусолить, неужели ещё не ясно, что мы живём на изнанке коллапсара, внутри белой дыры?
02.04.2019
-
0
+
Почему именно республика с монархической формой правления? Эти два понятия не тождественны друг другу и скорее всего более прогрессивная форма правления Парламентская Республика.
-
0
+
Вера и разум не совместимы. Почти все академики РАН - верующие. Веруют в недоказанное. - В Бога,; - во второе начало термодинамики; - в то, что был большой взрыв; - в то, что предки академиков и даже президента РФ слезли с дерева ещё недавно; - в то, что придёт рынок и всё расставит по местам; - в то, что демократия - это лучшее, что придумали на Земле. На самом деле демократия - самая деспотическая форма правления и тяготеет к деспотии и тирании. Самая либеральная форма правления - МОНАРХИЯ РЕСПУБЛИКАНСКАЯ. Не путать с монархией конституционной. Монархию республиканскую придумал И.Кант, но кто из главнюков читает Канта? И вообще, кто из них умеет читать? Напишите письмо Путину - ответит девочка из канцелярии. Почему? Догадайтесь сами. А на самом деле Медведев приказал Указом 201 от 17 февраля 2010г. не передавать письма Президенту РФ. Очевидно он знал, что Путин читать не умеет...?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: