Ааламдын циклдик модели: заттын бузулушу чексиз болот

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

2000-жылдардын башында Принстон университетинин эки физики космологиялык моделди сунушташкан, ага ылайык Биг Бенг уникалдуу окуя эмес, бирок космостук убакыт аалам жаралганга чейин эле бар болгон.

Циклдик моделде аалам чексиз өзүн-өзү камсыз кылуучу циклден өтөт. 1930-жылдары Альберт Эйнштейн аалам чоң жарылуулардын жана чоң кысуулардын чексиз циклин баштан өткөрө алат деген идеяны айткан. Биздин ааламдын кеңейиши мурунку ааламдын кыйрашынын натыйжасы болушу мүмкүн. Бул моделдин алкагында биз Аалам мурункусунун өлүмүнөн кайра жаралган деп айта алабыз. Эгер ошондой болсо, анда Биг Бенг уникалдуу бир нерсе болгон эмес, бул чексиз сандагы башкалардын ичинен кичинекей бир жарылуу. Циклдик теория Биг Бенг теориясын сөзсүз алмаштырбайт, тескерисинче, башка суроолорго жооп берүүгө аракет кылат: мисалы, Биг Бенгге чейин эмне болгон жана Биг Бенг эмне үчүн тез кеңейүү мезгилине алып келген?

Ааламдын жаңы циклдик моделдеринин бири Пол Штайнхардт жана Нил Турок тарабынан 2001-жылы сунушталган. Штайнхардт бул моделди «Ааламдардын циклдик модели» деп аталган макаласында сүрөттөгөн. Сап теориясында мембрана же "бран" бир катар өлчөмдөрдө бар объект болуп саналат. Штайнхардт менен Туроктун ою боюнча, биз көрүп турган үч мейкиндик өлчөм бул браналарга туура келет. Кошумча, жашыруун өлчөм менен бөлүнгөн эки 3D брондору параллелдүү болушу мүмкүн. Бул брендер - аларды металл плиталар катары кароого болот - бул кошумча чен-өлчөм боюнча жылып, бири-бири менен кагылышып, Биг Бенгди, демек ааламдарды (биздикине окшош) жаратат. Алар кагылышканда, окуялар стандарттуу Биг Бенг моделине ылайык ишке ашат: ысык материя жана радиация пайда болот, тез инфляция пайда болот, анан баары муздайт - галактикалар, жылдыздар жана планеталар сыяктуу түзүлүштөр пайда болот. Бирок, Штайнхардт жана Турок бул брондордун ортосунда ар дайым кандайдыр бир өз ара аракеттенүү бар экенин айтышат, алар алар аралык деп аташат: ал аларды бириктирип, кайра кагылышып, кийинки Биг Бенгди жаратат.

Стейнхардт менен Туроктун модели ошого карабастан Биг Бенг моделинин кээ бир божомолдорун четке кагат. Мисалы, алардын пикири боюнча, Биг Бенг мейкиндик менен убакыттын башталышы эмес, эволюциянын мурунку фазасынан өтүү болгон. Эгер Биг Бенг модели жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда бул окуя мейкиндик менен убакыттын дароо башталышын белгилеген деп айтылат. Кошумчалай кетсек, бул кагылышуу циклинде Ааламдын масштабдуу түзүлүшү кысуу фазасы менен аныкталышы керек: башкача айтканда, бул алар кагылышып, кийинки Биг Бенг пайда боло электе болот. Биг Бенг теориясына ылайык, ааламдын масштабдуу түзүлүшү жарылуудан көп өтпөй болгон тез кеңейүү (инфляция) мезгили менен аныкталат. Болгондо да, Биг Бенг модели ааламдын канча убакыт бар болорун алдын ала айта албайт жана Штайнхардт моделинде ар бир циклдин узактыгы болжол менен триллион жылды түзөт.

Ааламдын циклдик моделинин жакшы жагы, Биг Бенг моделинен айырмаланып, ал космологиялык туруктуу деп аталган нерсени түшүндүрө алат. Бул константтын чоңдугу Ааламдын тездик менен кеңейишине түздөн-түз байланыштуу: ал эмне үчүн космос мынчалык тездик менен кеңейип жатканын түшүндүрөт. Байкоолорго Караганда, космологиялык константа-нын мааниси ете аз. Акыркы убакка чейин, анын мааниси стандарттуу Биг Бенг теориясы тарабынан болжолдонгондон 120 эсеге аз деп эсептелген. Байкоо менен теориянын ортосундагы бул айырма көптөн бери заманбап космологиядагы эң чоң көйгөйлөрдүн бири болуп келген. Бирок, жакында эле Ааламдын кеңейиши боюнча жаңы маалыматтар алынган, ага ылайык ал мурда ойлогондон тезирээк кеңейүүдө. Жаңы байкоолорду жана буга чейин алынган маалыматтарды тастыктоону (же төгүнгө чыгарууну) күтүш керек.

Стивен Вайнберг, 1979-жылы Нобель сыйлыгынын лауреаты, антропикалык принцип деп аталган нерсени колдонуу менен моделге байкоо жүргүзүү менен алдын ала айтуунун ортосундагы айырманы түшүндүрүүгө аракет кылат. Анын айтымында, космологиялык туруктуулуктун мааниси кокустук болуп саналат жана Ааламдын ар кайсы бөлүктөрүндө айырмаланат. Бул константтын кичинекей бир маанисин байкаган сейрек аймакта жашап жатканыбызга таң калбашыбыз керек, анткени бул маани менен гана жылдыздар, планеталар жана жашоо өнүгө алат. Ал эми кээ бир физиктер бул маанинин байкала турган Ааламдын башка аймактарында башкача экенин көрсөткөн далилдердин жоктугунан улам бул түшүндүрмө менен канааттанышкан жок.

Ушундай эле модель 1980-жылдары америкалык физик Ларри Эббот тарабынан иштелип чыккан. Бирок, анын моделинде, космологиялык константтын төмөнкү маанилерге чейин төмөндөшү ушунчалык узак болгондуктан, мындай мезгил ичинде Ааламдагы бардык материя мейкиндикте чачырап, аны бош калтырып кетет. Штайнхардт менен Туроктун Ааламдын циклдик модели боюнча, космологиялык константтын маанисинин аз болушунун себеби, ал башында абдан чоң болгон, бирок убакыттын өтүшү менен ар бир жаңы цикл сайын азайып турган. Башкача айтканда, ар бир чоң жарылуу менен Ааламдагы заттын жана радиациянын көлөмү «нөлгө» барабар, бирок космологиялык туруктуу эмес. Көптөгөн циклдердин ичинде анын мааниси төмөндөп, бүгүнкү күндө биз дал ушул маанини (5, 98 х 10-10 Дж / м3) байкап жатабыз.

Интервьюсунда Нил Турок өзүнүн жана Штайнхардттын циклдик аалам модели жөнүндө төмөнкүчө айтып берди:

«Биз суперсап теориясы менен М-теориясы (биздин кванттык гравитациянын эң жакшы айкалышкан теориялары) ааламга Чоң жарылуудан өтүүгө мүмкүндүк берген механизмди сунуштадык. Бирок биздин болжолубуз толугу менен шайкеш келеби же жокпу, түшүнүү үчүн, андан ары теориялык иш керек.

Окумуштуулар технологиянын өнүгүшү менен бул теорияны башкалар менен бирге сынап көрүү мүмкүнчүлүгү пайда болот деп үмүт кылышууда. Ошентип, стандарттуу космологиялык моделге (ΛCDM) ылайык, ааламды гравитациялык толкундар менен толтурган Биг Бенгден көп өтпөй инфляция деп аталган мезгил келди. 2015-жылы гравитациялык толкун сигналы катталган, анын формасы эки кара тешиктин (GW150914) биригиши үчүн Жалпы салыштырмалуулук теориясынын божомолуна дал келген. 2017-жылы физиктер Кип Торн, Райнер Вайсс жана Барри Бариш бул ачылышы үчүн Нобель сыйлыгына татыктуу болушкан. Андан кийин, эки нейтрон жылдызынын (GW170817) биригүүсүнөн келип чыккан гравитациялык толкундар да катталган. Бирок, космостук инфляциянын гравитациялык толкундары азырынча каттала элек. Анын үстүнө Штайнхардт менен Турок эгер алардын модели туура болсо, анда мындай гравитациялык толкундар өтө кичинекей болуп, «аныктоо» мүмкүн эмес экенин белгилешет.