Universumi olisi voinut syntyä vain suuren räjähdyksen seurauksena, koska kaikki sen muodostumisen vaihtoehtoiset skenaariot johtavat vastasyntyneen maailmankaikkeuden välittömään romahtamiseen ja tuhoamiseen, sanotaan Physical Review D. -lehdessä julkaistun artikkelin mukaan.
”Kaikki nämä teoriat on kehitetty selittämään maailmankaikkeuden alkuperäistä” sileää”rakennetta sen syntymähetkellä ja” haastamaan”sen muodostumisen pääolosuhteet. Olemme osoittaneet, että ne todella tuottavat päinvastaista kuvaa - heihin syntyy voimakkaita häiriöitä, jotka lopulta johtavat koko järjestelmän romahtamiseen , kirjoittaa Jean-Luc Lehners Potsdamin (Saksa) gravitaatiofysiikan instituutista. ja hänen kollegansa.
Useimmat kosmologit uskovat, että maailmankaikkeus syntyi singulaarisuudesta, joka alkoi kasvaa nopeasti ensimmäisinä hetkinä ison iskun jälkeen. Toinen astrofysiikkojen ryhmä uskoo, että maailmankaikkeuden syntymää edelsi sen "edeltäjän" kuolema, mikä todennäköisesti tapahtui ns. "Suuren ripin" aikana.
Näiden teorioiden pääongelma on, että ne eivät ole yhteensopivia suhteellisuusteorian kanssa - sillä hetkellä, kun maailmankaikkeus oli dimensioimaton piste, sillä olisi pitänyt olla ääretön energiatiheys ja avaruuden kaarevuus, ja sen sisällä olisi pitänyt ilmestyä voimakkaita kvanttivaihteluita, mikä on mahdotonta. visio Einsteinin aivorinnasta.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat ovat kehittäneet viimeisen 30 vuoden aikana useita vaihtoehtoisia teorioita, joissa universumi syntyy erilaisissa, vähemmän ääriolosuhteissa. Esimerkiksi Stephen Hawking ja James Hartle 30 vuotta sitten ehdottivat, että maailmankaikkeus oli kohta paitsi avaruudessa, myös ajassa, ja ennen syntymää aikaa, sanan ymmärtämisessämme, yksinkertaisesti ei ollut. Ajan ilmestyessä tila oli jo suhteellisen”tasainen” ja homogeeninen niin, että voisi syntyä “normaali” maailmankaikkeus, jolla olisi “klassisia” fysiikan lakeja.
Neuvostoliittolais-amerikkalainen fyysikko Alexander Vilenkin puolestaan uskoo, että universumimme on eräänlainen väärän tyhjiön "kupla" iankaikkisen ja jatkuvasti kasvavan jättiläisen multiuniversumin sisällä, jossa tällaisia kuplia syntyy jatkuvasti tyhjiön kvanttivaihtelujen seurauksena, syntyessä kirjaimellisesti tyhjästä.
Molemmat teoriat antavat meille mahdollisuuden kiertää "ajan alkamisen" kysymystä ja Ison räjähdyksen olosuhteiden yhteensopimattomuutta Einsteinin fysiikan kanssa, mutta samalla ne herättävät uuden kysymyksen - ovatko sellaiset universumin laajenemisvaihtoehdot kykeneviä tuottamaan sen nykyisessä muodossaan?
Kuten Lenersin ja hänen kollegoidensa laskelmat osoittavat, tällaiset universumin syntymän skenaariot eivät itse asiassa voi toimia periaatteessa. Useimmissa tapauksissa ne eivät johda meidän kaltaisen "tasaisen" ja rauhallisen maailmankaikkeuden syntymiseen, vaan sen rakenteen voimakkaiden häiriöiden ilmaantuvuuteen, mikä tekee sellaisista "vaihtoehtoisista" universeista epävakaita. Lisäksi tällaisen epävakaan maailmankaikkeuden syntymisen todennäköisyys on paljon suurempi kuin sen vakaiden vastineiden, mikä asettaa kyseenalaiseksi Hawkingin ja Vilenkinin ajatukset.
Mainosvideo:
Siksi suurta räjähdystä ei voida välttää - tutkijoiden, kuten Lehners ja hänen kollegansa toteavat, on löydettävä tapa sovittaa kvanttimekaniikka ja suhteellisuusteoria sekä ymmärtää kuinka kvanttivaihteluita tukahdutettiin erittäin suurella ainetiheydellä ja avaruus-ajan kaarevuudella.