четвъртък, септември 23, 2010

Изследователи от Penn State поглеждат отвъд Раждането на Вселената



Фигурата представя разширяващата се вселена. Нашето време сега е разположено на точката 1.8 вдясно от графиката. Според изчисленията на групата на Ashtekar, когато погледнем назад в историята на вселената, ‘времето’ не отива до точката на Големия Взрив, ами отскача към левия клон на графиката, което обяснява свиващата се вселена. (снимка от Penn State)

ScienceDaily (May 16, 2006) — Според общата теория на относителността на Айнщайн, Големия Взрив представлява Началото, грандиозното събитие, което не само материята, но и самото пространство е родено. Докато класическите теории не предлагат обяснение за съществуване преди този момент, група изследователи от Penn State са използвали квантово-гравитационни калкулации за да открият нишки, които водят до едно по-ранно време.

“Общата относителност може да се използва за да се опише Вселената обратно до точка, в която материята става толкова плътна, че уравненията не издържат и пропадат,” казва Abhay Ashtekar, носител на Eberly Family Chair в областта на физиката и директор на Institute for Gravitational Physics and Geometry в Penn State. “Отвъд тази точка, ние трябва да приложим квантови методи, които не били на разположение на Айнщайн.” Чрез комбинирането на квантовата физика и общата относителност, Ashtekar и двама от неговите пост-докторни изследователи, Tomasz Pawlowski и Parmpreet Singh, са успели да разработят модел, който проследява Големия Взрив до смаляваща се Вселена, която има физика подобна на нашата. В изследване публикувано в текущото издание на Physical Review Letters, групата показва, че преди Големия Взрив, е съществувала Вселена, която се е свивала с пространство-времева геометрия, подобна на нашата разширяваща се Вселена.

Под въздействието на гравитационните сили, вселената се свива в себе си, докато достигне точка, в която квантовите характеристики на пространство-времето карат гравитацията да стане отблъскваща сила, а не привличаща. „Използвайки квантовите модификации в космологичните уравнения на Айнщайн показахме, че класическият Голям Взрив всъщност е квантов Скок,” казва Ashtekar. “Ние бяхме толкова изненадани от откритието, че има друга класическа вселена преди Големия Взрив, че повторихме симулациите с различни параметри в продължение на няколко месеца, но открихме, че сценарият с Големия Скок е доста устойчив/здрав.”

По принцип, идеята за друга вселена съществуваща преди Големия Взрив беше предложена преди това, но това е първото математическо описание, което систематично установява съществуването й и извлича характеристиките на пространство-времето в тази вселена.

Изследователският екип използвал ‘loop quantum gravity’, водещ подход при проблема на унифицирането на общата относителност с квантовата физика, който също беше използван за пръв път от Penn State Institute of Gravitational Physics and Geometry. В тази теория, пространство-времевата геометрия има обособена ‘атомна’ структура и познатия континиум е само едно приближение. Тъканта на пространството е буквално изтъкана от едно-пространствени квантови нишки. Близо до Големия Взрив, тази тъкан е бурно разкъсана и в този момент квантовата природа на геометрията става важна. Това прави гравитацията силно отблъскваща сила, което дава възход на Големия Отскок.

"Първоначалната ни работа предполага хомогенен модел на вселената,” казва Ashtekar. "Въпреки това, това ни даде увереност в основните идеи на loop квантовата гравитация. Ще продължим да изчистваме модела за да можем по-добре да илюстрираме вселената, такава каквато я познаваме и за да разберем по-добре свойствата на квантовата гравитация."

Изследването е спонсорирано от National Science Foundation, Alexander von Humboldt Foundation, и от Penn State Eberly College of Science.

Източник: http://www.sciencedaily.com/releases/2006/05/060515232747.htm

Няма коментари:

Публикуване на коментар