Ar Visata amžinai išsiplės, ar galų gale virsta maža dėmele?
Birželio mėnesį paskelbtame straipsnyje teigiama, kad begalinis išsiplėtimas neįmanomas ir tai labai sujaudino visą fizikos bendruomenę.
- „Salik.biz“
„Žmonės reaguoja labai emociškai, nes jei tai bus sužinota ir įrodyta, tai bus įspūdinga“, - teigė Vienos technologijos universiteto fizikas Timmas Vraze'as.
Dabar Vraze ir jo kolegos paskelbė atskirą tyrimą, kuris atsveria ankstesnį straipsnį. Tai reiškia, kad vis dar negalima atmesti vis besiplečiančios visatos teorijos.
Tamsi energija ir erdvės plėtimasis
Mūsų Visatą persmelkia didžiulė nematoma jėga, kuri tarsi priešinasi gravitacijai. Fizikai šią jėgą vadina tamsiąja energija. Manoma, kad būtent ji nuolat „stumia“mūsų Visatą į išorę, provokuodama plėtrą.
Tačiau birželį grupė fizikų paskelbė dokumentą, kuriame teigiama, kad tamsiosios energijos laikui bėgant keičiasi. Tai reiškia, kad Visata nebus plečiama amžinai, bet ilgainiui gali žlugti iki tokio dydžio, koks buvo prieš Didįjį sprogimą.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Beveik iš karto fizikai aptiko teorijos trūkumų: kelios nepriklausomos grupės vėliau paskelbė dokumentus, siūlančius pataisyti hipotezę. Straipsnyje, paskelbtame spalio 2 d. Žurnale „Physical Review D“, teigiama, kad dabartinė hipotezė negali būti pateisinama, nes ji negali paaiškinti Higso bozono egzistavimo, apie kurį mes žinome, kad egzistuoja didelis „Hadron Collider“. Nepaisant to, pasak Vraze'o, kuris yra šio straipsnio autorius, su tam tikromis teorinėmis pataisomis, griūvančios visatos hipotezė vis dar gali būti pagrįsta.
Kaip paaiškinti viską, kas kada nors egzistavo?
Styginių teorija, kartais vadinama visko teorija, yra matematiškai elegantiškas, bet eksperimentiškai neįrodytas Einšteino reliatyvumo teorijos derinimo su kvantine mechanika modelis. Styginių teorija daro prielaidą, kad visos dalelės, sudarančios visatą, iš tikrųjų nėra taškai, o vienmatės stygos, kurios vibruoja. Šių virpesių skirtumai leidžia mums pamatyti vieną dalelę kaip fotoną, kitą - kaip elektroną.
Tačiau kad styginių teorija būtų tinkamas visatos paaiškinimas, ji turi apimti tamsiąją energiją.
Anot Vraze'o, tamsiąją energiją galite įsivaizduoti kaip rutulį tarp kalnų ir slėnių, kuris parodo potencialios energijos kiekį. Jei rutulys yra ant kalno, jis gali būti nejudantis, tačiau dėl menkiausio trikdymo jis gali riedėti žemyn, todėl yra nestabilus. Jei rutulys yra slėnyje, jis nejuda, turi mažai energijos ir yra stabilioje aplinkoje, nes dėl stipraus stūmimo jis galėtų riedėti atgal.
Stygų teorijos teoretikai ilgą laiką manė, kad visatoje tamsioji energija yra pastovi ir nesikeičianti. Kitaip tariant, rutulys yra slėniuose tarp kalnų, jis nenusileidžia kalnų viršūnėms ir laikui bėgant nesikeičia.
Bet birželio mėn. Iškelta hipotezė rodo, kad norint, kad styginių teorija veiktų, kraštovaizdis neturi būti kalnų ar slėnių virš jūros lygio. (Šioje sąvokoje mūsų visata yra virš jūros lygio. Tai yra metaforos taškas, kuriame tamsi energija pradeda arba išplėsti visatą, arba susitraukti.)
Atvirkščiai, reljefas turi nedidelį nuolydį ir „tamsiosios energijos rutulys“riedėja žemyn. „Kai jis riedės žemyn, vis mažiau ir mažiau tamsios energijos“, - sakė Vraze. "Rutulio aukštis atitinka tamsiosios energijos kiekį mūsų visatoje".
Pagal šią teoriją tamsi energija ilgainiui galėtų „slysti“žemiau jūros lygio ir pradėti visatą traukti į savo dydį, buvusį prieš Didįjį sprogimą.
Tačiau yra viena problema.
Įrodyta, kad tokios nestabilios kalnų viršūnės egzistuoja todėl, kad egzistuoja Higso bozonas, sakė Wraze'as. Ir buvo eksperimentiškai įrodyta, kad Higso dalelės gali egzistuoti šiose kalnų viršūnėse („nestabiliose visatose“) ir gali būti sutrikdytos menkiausiu prisilietimu.
Sunkumai su visatų stabilumu
Kamrunas Wafa, dirbantis stygų teorijoje Harvarde ir vyresnysis birželio hipotezės autorius, patvirtino, kad iš tikrųjų pirminė hipotezė turi „sunkumų su nestabiliomis visatomis“. Tolesni straipsniai atspindėjo šią problemą.
Vis dėlto, pasak Vraze'o, net jei hipotezė bus patikslinta, „vis tiek nebūsime stabilioje Visatoje - veikiau visa kita pasikeis“. Remiantis pataisyta versija, kalnų viršūnės gali egzistuoti, tačiau stabilių slėnių negalima (įsivaizduokite arklio balno formą). Rutulys ilgainiui turėtų pradėti riedėti ir tam tikra energija laikui bėgant turėtų keistis.
Bet jei hipotezė yra visiškai neteisinga, tada tamsi energija gali būti pastovi, mes sėdėsime slėnyje tarp dviejų kalnų, ir Visata toliau plėsis.
Jis tikisi, kad per ateinančius 10–15 metų palydovai, tiksliau matuojantys Visatos plėtimąsi, padės mums suprasti, ar tamsi energija yra pastovi, ar kintanti. Wafa sutiko: "Tai yra jaudinantis laikotarpis kosmologijoje ir tikimės, kad per artimiausius kelerius metus pamatysime eksperimentinius tamsiosios energijos pokyčių mūsų visatoje įrodymus".