Циклическая модель: бесконечное перерождение Вселенной - Naked ScienceNaked Science
23 февраля
13 минут
Naked Science
206

Циклическая модель: бесконечное перерождение Вселенной

В начале 2000-х два физика из Принстонского университета предложили космологическую модель, согласно которой Большой взрыв не уникальное событие, а пространство-время существовало уже задолго до того, как родилась Вселенная.

cycover

В циклической модели Вселенная проходит через бесконечный самоподдерживающийся цикл. В 1930-х годах Альберт Эйнштейн высказал идею о том, что Вселенная может переживать бесконечный цикл больших взрывов и больших сжатий. Расширение нашей Вселенной может быть результатом коллапса предшествующей вселенной. В рамках этой модели можно сказать, что Вселенная возродилась из гибели своей предшественницы. Если это так, то Большой взрыв не был чем-то уникальным, это всего лишь один незначительный взрыв среди бесконечного числа других. Циклическая теория необязательно заменяет собой теорию Большого взрыва: она скорее пытается ответить на иные вопросы: например, что было до Большого взрыва и почему Большой взрыв привел к периоду быстрого расширения?

 

 

Модель Стейнхардта и Турока тем не менее оспаривает некоторые предположения модели Большого взрыва. Например, согласно им, Большой взрыв был не началом пространства и времени, а скорее переходом от более ранней фазы эволюции. Если говорить о модели Большого взрыва, то она гласит, что это событие положило непосредственное начало пространству и времени как таковым. Кроме того, в этом цикле сталкивающихся бран крупномасштабная структура Вселенной должна определяться фазой сжатия: то есть это происходит перед тем, как они столкнутся и произойдет очередной Большой взрыв. Согласно теории Большого взрыва, крупномасштабная структура Вселенной определяется периодом быстрого расширения (инфляции), который имел место вскоре после взрыва. Более того, модель Большого взрыва не предсказывает, сколько времени будет существовать Вселенная, а в рамках модели Стейнхардта продолжительность каждого цикла — примерно триллион лет.

 

Циклическая модель Вселенной / © Astronomy Magazine

 

Циклическая модель Вселенной хороша тем, что, в отличие от модели Большого взрыва, она может объяснить так называемую космологическую постоянную. Величина этой постоянной напрямую связана с ускоренным расширением Вселенной: она объясняет, почему пространство так быстро расширяется. Согласно наблюдениям, величина космологической постоянной очень мала. До недавнего времени считалось, что ее значение на 120 порядков меньше, чем предсказывает стандартная теория Большого взрыва. Эта разница между наблюдением и теорией уже давно представляет собой одну из самых больших проблем в современной космологии. Однако не так давно были получены новые данные о расширении Вселенной, согласно которым она расширяется быстрее, чем считалось. Остается ждать новых наблюдений и подтверждения (или опровержения) уже полученных данных.

 

Стивен Вайнберг, лауреат Нобелевской премии 1979 года, пытается объяснить разницу между наблюдением и предсказанием модели при помощи так называемого антропного принципа. Согласно ему значение космологической постоянной случайно и различается в разных частях Вселенной. Нас не должно удивлять, что мы живем в такой редкой области, где наблюдаем малую величину этой постоянной, так как только при этом значении могут развиваться звезды, планеты и жизнь. Некоторых физиков тем не менее такое объяснение не устраивает из-за отсутствия доказательств того, что в других регионах в наблюдаемой Вселенной эта величина отличается.

 

Инфляционная мультивселенная. Пузыри с разными свойствами образуются и расширяются на высокоэнергетическом фоне. Мы живем в одном из этих пузырей и наблюдаем только небольшую часть всей Вселенной, в которой преобладают известные нам законы физики / © Scienceexpress

 

Похожая модель была разработана американским физиком Лэрри Эбботом в 1980-х. Однако в его модели спад космологической постоянной до низких значений был таким продолжительным, что все вещество во Вселенной за такой период рассеялось бы по пространству, оставив его, по сути, пустым. Согласно циклической модели Вселенной Стейнхардта и Турока причина, по которой величина космологической постоянной настолько мала, в том, что изначально она была очень большой, но со временем, с каждым новым циклом, уменьшалась. Другими словами, при каждом большом взрыве количество вещества и излучения во Вселенной «обнуляется», но не космологическая постоянная. На протяжении множества циклов ее значение падало, и сегодня мы наблюдаем именно эту величину (5,98 x 10-10 Дж/м3).

 

В одном из интервью Нил Турок высказался об их со Стейнхардтом модели циклической Вселенной так:
 

«Мы предложили механизм, в котором теория суперструн и М-теория (наши лучшие объединенные теории квантовой гравитации) позволяют Вселенной проходить через Большой взрыв. Но чтобы понять, полностью ли согласовано наше предположение, необходимы дальнейшие теоретические работы».

 

Каждый скачок занимает все больше и больше времени, поэтому вся Вселенная проводит гораздо больше времени при самом низком положительном значении Λ (космологической постоянной), которое мы видим сегодня, чем при любом другом значении / © Physics World

 

Ученые надеются, что с развитием технологий появится и возможность испытать эту теорию наряду с другими. Так, согласно стандартной космологической модели (ΛCDM) вскоре после Большого взрыва последовал период, известный как инфляция, который наполнил Вселенную гравитационными волнами. В 2015 году был зарегистрирован гравитационно-волновой сигнал, форма которого совпадала с предсказанием Общей теории относительности для слияния двух черных дыр (GW150914). В 2017 году за это открытие физикам Кипу Торну, Райнеру Вайссу и Барри Бэришу присудили Нобелевскую премию. Также впоследствии были зарегистрированы гравитационные волны, исходившие от события слияния двух нейтронных звезд (GW170817). Однако гравитационные волны от космической инфляции еще не зарегистрированы. Более того, Стейнхардт и Турок отмечают, что если их модель верна, то такие гравитационные волны будут слишком малы, чтобы их можно было «засечь».

15 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Авиастроительная компания Bell Helicopter показала макет разведывательно-ударного вертолета Bell 360 Invictus, ранее привлекшего большое внимание СМИ.

Сегодня, 18:07
1 ch1
Илья Ведмеденко

Пассажирский самолет Sukhoi Superjet 100 выполнил программу испытаний с сайберлетами — законцовками крыла саблевидной формы.

Вчера, 11:25
3 минуты
ТюмГУ

Ученые ТюмГУ оценили трансформацию физического состояния и химического состава почв субарктической зоны Тюменской области.

Вчера, 15:38
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

Сегодня, 13:42
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

Вчера, 19:07
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

Вчера, 15:38
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

Сегодня, 13:42
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

Вчера, 19:07
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментарий
Саша Ветер
7 месяц назад
-
0
+
Во первых: Понятие пространство есть понятие синтетическое и должно при обсуждении подобных вопросов указывать на ту часть спектра абсолютного пространства к которой обсуждаемая тема имеет отношение иначе возникает бардак в голове! Во вторых: На мой взгляд пространство состоит Из геометрического и физического понятия и это очень важно! В третьих: Физический спектр пространства делится на две большие категории: а) На нематериальную (где к понятию физических явлений нельзя применять законы материи или точнее сказать где они теряют эти свойства и определения материи). б)На материальную(Из чего собственно и состоит наша вселенная) в)Их постоянное взаимодействие и тесная связь в геометрической части спектра и порождает вечную путаницу у философов, математиков и физиков С уважение ваш Д.Т. Это личное мнение и не более того! Автор: Вороной Табрик Равильевич г.Маргилан(Узбекистан)
    Михаил Крец
    7 месяц назад
    -
    0
    +
    Пространства не существует: оно - лишь понятие. Реальное существование имеет лишь материя.
Олег Ефимов
7 месяц назад
-
0
+
Археологи копают и копают, и что то находят. И многому новая религия Наука не может найти объяснение. Сами ученные копают и не могут сами объяснить, что это такое.
    Анатолий Антонов
    7 месяц назад
    -
    0
    +
    "Сами ученные копают и не могут сами объяснить, что это такое." *** Просто копают не в той "песочнице"!
Олег Ефимов
7 месяц назад
-
0
+
Не может быть того, чего не может быть. Человек ничего нового не может придумать, всё это уже было. Космология индуизма уже давно ответила на все вопросы и противоречия Большого взрыва. День и ночь Брахмы, кальпа и махапралая, Маха - Вишну. Индуизм считается религией- значит в своё время считался источником знания. Сейчас Наука является источником знания- значит Наука современная религия. Источнику знания Науке не помешало бы использовать знания у предыдущих источников знания. Через 2100 лет Наука станет ортодоксальной религией. Бинарную , восьмеричную систему счисления в информатике наука взяла уже у индуизма.
Анатолий Антонов
7 месяц назад
-
0
+
"В циклической модели Вселенная проходит через бесконечный самоподдерживающийся цикл." "Согласно циклической модели Вселенной Стейнхардта и Турока причина, по которой величина космологической постоянной настолько мала, в том, что изначально она была очень большой, но со временем, с каждым новым циклом, уменьшалась." *** Уважаемые ученые явно не дружат с элементарной логикой. С одной стороны, по их теории, Вселенная "проходит через бесконечный самоподдерживающийся цикл", но, с другой стороны, "изначально космологическая постоянная во Вселенной "была очень большой, но со временем, с каждым новым циклом, уменьшалась." Это как это? Одно из двух, или БЕСКОНЕЧНЫЕ циклы, или некое "начало" и последующее уменьшение космологической постоянной с каждым циклом!? В своей работе «Первые три минуты» С. Вайнберг совершенно справедливо утверждает, что каждый цикл расширения и сжатия должен приводить к определенным прогрессирующим изменениям во Вселенной (во времени, а это значит, что у Вселенной должно быть начало, иначе вся история Вселенной будет регрессом, растянувшимся на вечность.
    Михаил Крец
    7 месяц назад
    -
    0
    +
    У вещественной Вселенной действительно было начало и оно таково, как описано в Библии. Вначале живая материя полевого состояния родила первые элементарные частицы, фактически являющиеся живыми сущностями полевой формы жизни. Старшая сущность, подобно заводилам человеческих сообществ, предложила тусовку-танец, которая и была начальным "Светом" - плазменным состоянием материи. Со временем эти сущности научились формировать устойчивые тусовки, которые ныне называем атомами. После каждого уровня организации этих сущностей, они расходились на отдых, что влекло за собой исчезновение вещества Вселенной, что некоторые ученые истолковывают "сжатием". Таких процессов перерождения Вселенной уже было шесть и нынешний - седьмой.
      Анатолий Антонов
      7 месяц назад
      -
      0
      +
      "У вещественной Вселенной действительно было начало и оно таково, как описано в Библии." *** Есть такое мнение у У[БОГИХ]
        Михаил Крец
        7 месяц назад
        -
        0
        +
        Ты что, браток, - родился Баобабом?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.