Pildikrediit: Chicago ülikool
Chicago paguluse kahe füüsiku väitel võib suur pauk olla universumi loomuliku evolutsiooni normaalne sündmus, mis juhtub korduvalt uskumatult tohutu aja jooksul, kui universum paisub, tühjeneb ja jahtub.
? Meile meeldib öelda, et suur pauk pole meie universumi ajaloos midagi erilist ,? ütles Chicago ülikooli füüsika abiprofessor Sean Carroll. Carroll ja Chicago ülikooli abiturient Jennifer Chen avaldavad elektrooniliselt paberi, milles kirjeldatakse nende ideid aadressil http://arxiv.org/.
Carrolli ja Cheni uurimistöös käsitletakse kaht ambitsioonikat küsimust: miks aeg voolab ainult ühes suunas ja kas suur pauk võis tekkida energia kõikumisest tühjas ruumis, mis vastab tuntud füüsikaseadustele?
Küsimus aja noole kohta on füüsikuid häirinud juba sajandi, sest enamasti ei erista füüsika põhiseadused minevikku ega tulevikku. Need on ajasümmeetrilised ,? Ütles Carroll.
Ajaprobleemiga on tihedalt seotud entroopia mõiste, mis on häirete mõõt universumis. Nagu füüsik Ludwig Boltzmann sajand tagasi näitas, suureneb entroopia aja jooksul loomulikult. ? Võite muna muuta omletiks, omleti aga mitte munaks ,? Ütles Carroll.
Kuid jääb mõistatus, miks entroopia oli universumis madal. Selle küsimuse keerukus on juba pikka aega häirinud teadlasi, kes enamasti jätavad selle tulevikus lihtsalt mõistatamiseks.
Carroll ja Chen on üritanud sellele nüüd vastata.
Varasemad uurijad on lähenenud suure paugu küsimustele eeldusega, et universumi entroopia on piiratud. Carroll ja Chen kasutavad vastupidist lähenemist. ? Postuleerime, et universumi entroopia on lõpmatu. See võib alati suureneda ,? Ütles Chen.
Edukaks selgitamiseks, miks universum tänapäeval välja näeb, peavad mõlemad lähenemisviisid hõlmama protsessi, mida nimetatakse inflatsiooniks, mis on suure paugu teooria pikendus. Astrofüüsikud leiutasid inflatsiooniteooria, et nad saaksid selgitada universumit sellisena, nagu see tänapäeval ilmub. Inflatsiooni kohaselt elas universum pärast suurt pauku sekundi murdosa jooksul läbi tohutu laienemise.
Kuid selle stsenaariumi puhul on probleem: kapis olev skelett ,? Ütles Carroll. Inflatsiooni alustamiseks oleks universum hõlmanud mikroskoopiliselt pisikest plaastrit äärmiselt ebatõenäolises konfiguratsioonis, mitte seda, mida teadlased ootaksid juhuslikult valitud algseisundi korral. Carroll ja Chen väidavad, et üldine algtingimus sarnaneb tõenäoliselt külmale tühjale pinnale - mitte ilmselgelt soodsa lähtepunktiga inflatsiooni algusele.
Piiratud entroopia universumis on mõned teadlased väitnud, et juhuslik kõikumine võib käivitada inflatsiooni. See aga eeldaks, et universumi molekulid peaksid kõikuma kõrge entroopiaga olekust madala entroopiaga madalaks - statistiliseks pikaks võtteks.
? Inflatsiooniks vajalikud tingimused pole nii lihtsad ,? Ütles Carroll. "On argument, mille kohaselt on meie universumi ilmnemine juhusliku kõikumise korral lihtsam kui inflatsiooni juhuslik kõikumine."
Carrolli ja Cheni lõpmatu entroopia stsenaarium on inspireeritud 1998. aasta avastusest, mille kohaselt universum laieneb igavesti salapärase jõu tõttu, mida nimetatakse tumedaks energiaks. Nendel tingimustel on universumi loomulik konfiguratsioon selline, mis on peaaegu tühi. ? Meie praeguses universumis kasvab entroopia ning universum laieneb ja muutub tühjemaks ,? Ütles Carroll.
Kuid isegi tühjal alal on nõrgad energiajäljed, mis kõiguvad alaatomilisel skaalal. Nagu soovitasid varem Jaume Garriga Universitat Autonoma de Barcelona ja Alexander Vilenkin Tuftsi ülikoolist, võivad need kõikumised tekitada omaenda suured paugud universumi pisikestes piirkondades, mis on ajas ja ruumis laiali eraldatud. Carroll ja Chen laiendavad seda ideed dramaatiliselt, viidates sellele, et inflatsioon võiks alata? meie universumi kauges minevikus, nii et aeg võib tunduda kulgevat tagasi (meie vaatevinklist) meie mineviku kaugel asuvatele vaatlejatele.
Sõltumata sellest, mis suunas nad sõidavad, jätkavad nendes suurtes paugudes loodud uued universumid entroopia suurenemise protsessi. Selles lõputus tsüklis ei saavuta universum kunagi tasakaalu. Kui see saavutaks tasakaalu, ei juhtuks kunagi midagi. Aja noolt poleks.
"Pole ühtegi riiki, kuhu saaksite minna, see on maksimaalne entroopia. Entroopiat saate alati suurendada, luues uue universumi ja lubades sellel laieneda ja jahtuda ,? Carroll selgitas.
Algne allikas: Chicago ülikooli pressiteade
