Vakuumo svyravimai gali sukelti virtualių proto-visatų susidarymą, kurios tam tikromis sąlygomis sugeba pereiti iš virtualios būsenos į realią.
Fizikai daugelį metų bandė sukurti kvantinę gravitacijos teoriją - iki šiol, deja, nesėkmingai. Beveik visi jie sutinka, kad tokia teorija turėtų sujungti Einšteino reliatyvistinę gravitacijos teoriją su kvantine mechanika, ir tai yra labai, labai sunki užduotis.
- „Salik.biz“
Kvantinė mechanika su visais jos paradoksais vis dėlto apibūdina objektų, esančių nelenktoje Niutono erdvėje, savybes. Ateities gravitacijos teorija turėtų išplėsti tikimybinius kvantmechaninius dėsnius ir pačios erdvės (tiksliau, erdvės-laiko) savybėms, deformuotoms pagal bendrosios reliatyvumo teorijos lygtis. Kaip tai padaryti naudojant griežtus matematinius skaičiavimus, niekas dar nežino.
Šaltas gimdymas
Tačiau tokios sąjungos kūrimo būdai gali būti apgalvoti kokybiniu lygmeniu, ir čia atsiranda labai įdomių perspektyvų. Vieną jų svarstė žymus kosmologas, Arizonos universiteto profesorius Lawrence'as Kraussas savo neseniai išleistoje knygoje „A Universe from Nothing“(„Visata iš nieko“). Jo hipotezė atrodo fantastiška, tačiau jokiu būdu neprieštarauja nusistovėjusiems fizikos dėsniams.
Manoma, kad mūsų visata atsirado dėl labai karštos pradinės būsenos, kurios temperatūra buvo 1032 kelvinai. Tačiau šaltą visatų gimimą galima įsivaizduoti iš gryno vakuumo - tiksliau, iš jo kvantinių svyravimų. Gerai žinoma, kad tokie svyravimai sukuria daugybę virtualių dalelių, kurios tiesiogine prasme atsirado iš nieko ir vėliau dingo be pėdsakų. Anot Krausso, vakuuminiai svyravimai iš principo gali sukelti vienodai efemeriškas proto visatas, kurios tam tikromis sąlygomis pereina iš virtualios būsenos į realią.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Visata be energijos
Ko tam reikia? Pirmoji ir pagrindinė sąlyga yra ta, kad būsimos Visatos embriono energija neturi būti lygi nuliui. Tokiu atveju jis ne tik nėra pasmerktas beveik akimirksniu išnykti, bet, priešingai, gali egzistuoti tiek laiko, kiek jums patinka. Taip yra dėl to, kad pagal kvantinę mechaniką objekto energijos neapibrėžties sandauga, atsirandanti dėl neapibrėžties jo gyvavimo metu, neturėtų būti mažesnė už galutinę vertę - Plancko konstantą.
Pagrindinių sąveikų atskyrimas mūsų ankstyvojoje visatoje buvo fazinio perėjimo pobūdis. Esant labai aukštai temperatūrai, pagrindinė sąveika buvo sujungta, tačiau atvėsus žemesnei nei kritinei temperatūrai, atskyrimas neįvyko (tai galima palyginti su vandens peršaldymu). Tą akimirką skaliarinio lauko energija, susijusi su suvienijimu, viršijo Visatos temperatūrą, o tai laukams suteikė neigiamą slėgį ir sukėlė kosmologinę infliaciją. Visata pradėjo plėstis labai greitai, o simetrijos lūžio momentu (esant maždaug 1028 K temperatūrai) jos matmenys padidėjo 1050 kartų. Šiuo metu taip pat išnyko skaliarinis laukas, susijęs su sąveikų suvienijimu, ir jo energija buvo transformuota į tolimesnį Visatos plėtimąsi.
Kai tik objekto energija yra griežtai lygi nuliui, ji žinoma be jokių neaiškumų, todėl jo gyvavimo laikas gali būti be galo ilgas. Dėl šio efekto du labai dideliais atstumais įkrauti kūnai traukiasi arba atstumiami vienas nuo kito. Jie sąveikauja keisdamiesi virtualiais fotonais, kurie dėl savo nulinės masės pasiskirsto per bet kurį atstumą. Priešingai, matuoklių vektoriniai bozonai, turintys silpną sąveiką dėl savo didelės masės, egzistuoja tik apie 10–25 sekundes, todėl šios sąveikos spindulys yra labai mažas.
Kokia visata, nors ir embrioninė, turinti nulinę energiją? Kaip profesoriui Kraussui paaiškino „Popular Mechanics“, čia nėra nieko mistinio: „Tokios visatos energiją sudaro teigiama dalelių ir radiacijos energija (o galbūt ir skaliariniai vakuumo laukai) bei neigiama potenciali gravitacijos energija. Jų suma gali būti lygi nuliui - matematika tai leidžia. Tačiau labai svarbu, kad toks energijos balansas yra įmanomas tik uždaruose pasauliuose, kurių erdvė turi teigiamą kreivę. Plokščios ir dar atviresnės visatos neturi tokios savybės “.
Fazinis perėjimas įvyko Visatos evoliucijoje tris kartus: esant 10–28 laipsnių K temperatūrai (didysis sąveikų suvienijimas suyra), 10–15 laipsnių K (elektrinio triukšmo sąveikos suirimas) ir 10–12 laipsnių K (kvarkai pradėjo jungtis į hadronus).
Infliacijos stebuklai
Kas atsitiks, jei kvantiniai vakuumo svyravimai sukuria virtualią visatą su nuline energija, kuri dėl kvantinių galimybių tam tikrą laiką praleido gyvenimui ir evoliucijai? Tai priklauso nuo jo sudėties. Jei Visatos erdvė užpildyta materija ir radiacija, ji pirmiausia išsiplės, pasieks maksimalų dydį ir žlugs gravitacinio griūties metu, egzistavusi tik maža sekundės dalis. Kitas dalykas, jei kosmose yra skaliariniai laukai, kurie gali sukelti infliacijos plėtimosi procesą. Yra scenarijų, kai šis išsiplėtimas ne tik užkerta kelią gravitaciniam „burbulo“visatos žlugimui, bet ir paverčia jį beveik plokščiu ir beribiu pasauliu. Taigi jos gyvenimo laikas taip pat ilgėja neišmatuojamai - beveik iki begalybės. Taigi,maža virtuali visata tampa gana reali - didžiulė ir ilgaamžė. Net jei jos amžius yra ribotas, jis gali gerokai viršyti dabartinį mūsų visatos amžių. Todėl žvaigždės ir žvaigždžių sankaupos, planetos ir net tai, kas po velnių nejuokauja, gali pasirodyti intelektualus gyvenimas. Visavertė visata, kuri atsirado tiesiogine prasme - tai yra stebuklai, kuriuos sugeba infliacija!
Aleksejus Levinas