Yra kažkas klaikiai panašaus mūsų visatos atsiradime, vadinamoje kosmine infliacija, ir spartėjančiame tamsiosios energijos išsiplėtime, kuris galiausiai nulems jos likimą. Tai kelia įtarimų, kad šie reiškiniai gali būti tarpusavyje susiję. Šią savaitę Andrew Gillettas uždavė savo klausimus: jei amžinos infliacijos teorija yra teisinga, tai ar tamsioji energija gali būti praneša apie grįžimą į šią pirmykštę būseną?
Tai ne tik įmanoma. Tam net nereikia, kad teorija būtų teisinga. Pradėkime savo pokalbį nuo stadijos iki Visatos gimimo tokia forma, kokia mes ją žinome - nuo kosminės infliacijos.
Kai gimė visata, kurią mes pažįstame, pilna materijos ir radiacijos, ji turėjo keletą gana keistų savybių: ji buvo erdviai plokščia, visur buvo vienoda temperatūra, neturėjo aukštų energijos likučių ir turėjo labai keistus modelius regionų pavidalu. perteklius ir sumažintas tankis. Gali būti, kad Visata gimė jau esant šioms sąlygoms. Kosminės infliacijos teorija yra tokia: jei visata prasidėjo nuo eksponentinio išsiplėtimo laikotarpio, kurio metu kosmosui būdingas didžiulis energijos kiekis, ir tada šis laikotarpis baigėsi, tada karštas Didysis sprogimas būtų įvykęs jau esant visoms šioms sąlygoms. Reikėjo šiek tiek laiko suprasti pasekmes ir tai užtruko dar ilgiaupatvirtinti teoriją duomenimis apie kosminio mikrobangų fono svyravimus. Tačiau dabar kosminė infliacija laikoma pirmąja ir svarbiausia iš viso to Visatos istorijoje, kurią galime patvirtinti įrodymais.
Nuolatinė infliacija yra infliacijos, pagrįstos savybėmis, apie kurias mes retai galvojame, pasekmė. Paprastai, kai gamtoje vyksta perėjimas, tarkime, puodo su verdančiu vandeniu, kuriame vanduo pereina iš skysčio į dujinę būseną, šis perėjimo procesas prasideda skirtingose vietose. Šie taškai plečiasi ir susijungia, sukurdami didelius burbuliukus, kai jie pasiekia paviršių. Kalbėdami apie vandenį sakome, kad jis verda. Virimo proceso metu maži burbuliukai pakyla ir susilieja į didesnius burbuliukus, kai tik jie patenka į paviršių. Tačiau yra infliacijos problema. Sritys, kuriose infliacija nesibaigia tam tikru momentu, toliau plečiasi eksponentiškai, ir tai neleidžia toms sritims, kuriose ji baigėsi, „virti“. Todėl stebima Visata turi būti visiškai viename burbule,kur infliacija baigėsi, o ne daugybėje burbulų, kurie verda kartu.
Bet tolesniame šio spektro gale matome faktą, kad mūsų visatos plėtimasis, matyt, spartėja. Geriausias to paaiškinimas, remiantis tiksliausiais mūsų matavimais, yra tai, kad kosmosui būdingas nedidelis energijos komponentas, kurį mes vadiname tamsiąja energija. Šis energijos komponentas yra visur esantis ir tolygiai esantis visuose erdvės taškuose. Ir jis yra labai mažas. Jei paversime ją mase pagal Einšteino formulę E = mc2, ji bus lygi tik vienam protonui kubiniame Visatos metre. Tačiau erdvė yra ne tik didžiulė, bet ir plečiasi! Laikui bėgant, ši tamsi energija tampa vis svarbesnė. Laikui bėgant, maždaug po aštuonių milijardų metų, jis pagreitina visatos plėtrą ir tampa visatoje dominuojančiu energijos komponentu.
Šie du infliacijos ir spartesnio ekspansijos laikotarpiai vėliau gali atrodyti labai skirtingi. Šių energijos skalių skirtumas yra tiesiog milžiniškas, jis yra nuo 10 iki 120-osios galios! Tačiau abu laikotarpiai reiškia energiją, būdingą kosmosui, ir dėl to visatoje esanti materija eksponentiškai plečiasi. Ir esant laikui (sekundžių dalys infliacijai ir trilijonai metų tamsijai materijai), jie viską, kas nesusiję, paims į vieną Visatos struktūrą ir paskleis. Tokių modelių yra daug, ir visi jie sujungia infliaciją ir tamsiąją energiją.
Taigi, kokia tikimybė, kad visata pradės perdirbti savo formavimąsi? Jie dideli
Reklaminis vaizdo įrašas:
1. Jei tamsioji energija iš tiesų yra kosmologinė konstanta, tai gali būti likusi energija iš infliacijos laikotarpio, kai viskas prasidėjo. Jei taip, yra pagrindo sakyti, kad esant laikui jis gali dar labiau susilpnėti, pereiti į naują, daug mažesnės energijos būseną. Galbūt toks perėjimas suteiks impulsą atsirasti daugybei itin mažos masės dalelių, tokių kaip neutrinai, ašys ar dar kažkas egzotiškesnio. Savo ruožtu šios dalelės sujungs ir sukurs savo žvaigždžių, planetų, o gal ir žmonijos analogus pakankamai ilgai. Jei mes negalime pamatyti šio proceso, tai visiškai nereiškia, kad jis yra neįmanomas. Gal tai yra likimas, kuris laukia mūsų Visatos labai labai tolimoje ateityje, net jei tam prireiks metų googolių.
2. Tamsi energija gali būti ne kosmologinė konstanta, bet laikui bėgant ji gali padidėti. Jei taip, tada jis augs ir augs, o tai gali sukelti „didžiojo plyšio“scenarijų, kai laikui bėgant visos sujungtos Visatos struktūros plyš. Tačiau šiame scenarijuje, kurį sukūrė Ericas Gawiseris, yra tikimybė, kad paskutinę akimirką, prieš kosmosui subyrant į užmarštį, būdinga kosmoso energija, neatsiejama nuo infliacijos scenarijų, leis pereiti prie Didžiojo sprogimo! Toks „atgaivintos Visatos“scenarijus gali išsipildyti ne tik tolimoje mūsų ateityje. Joje mūsų Visata gali būti daug senesnė, nei atrodo. Gali būti, kad jis yra be galo senas.
Na, dabar mūsų turimi įrodymai rodo, kad tamsioji energija iš tiesų yra kosmologinė konstanta. Tai reiškia, kad 2 scenarijus neįtrauktas. Jei perėjimui nėra žemesnės energijos būsenos, galima atsisakyti ir galimybės Nr. 1. Bet dabar mes neturime pakankamai duomenų, kad atmestume net vieną iš jų. Jei turėčiau galimybę atlikti statymus, sakyčiau, kad variantas su mažesne energijos būsena yra labiau tikėtinas. Tačiau idėją, kad tamsioji energija iš tikrųjų yra pastovi ir egzistuoja amžinai, geriau palaiko turimi duomenys. Kol tiksliai nežinome, geriau neatmeskime jokių galimų variantų. Erdvėlaivis „Euclid“, NASA plačiakampis infraraudonųjų spindulių tyrimo teleskopas WFIRST ir galiausiaiLSST didelis sinoptinis tyrimų teleskopas padės mums dar tiksliau išmatuoti tamsiąją energiją, ir tai suteiks naujų įrodymų, patvirtinančių pirmąją arba antrąją teorijas. Ir nauji teorinės didelės energijos fizikos atradimai gali mums pasakyti daugiau apie pirmąją koncepciją. Šiaip ar taip, Andriau, atsakymas į jūsų klausimą yra toks: tamsi energija gali pranešti apie grįžimą į karštą Didįjį sprogimą iš infliacinės būsenos, tačiau tai nepriklauso nuo amžino infliacijos pobūdžio.bet tai nepriklauso nuo amžino infliacijos pobūdžio.bet tai nepriklauso nuo amžino infliacijos pobūdžio.
Etanas Siegelis