Какво се случи преди Големия взрив? Обичайният отговор на този въпрос обикновено е: „Няма такова нещо като„ преди Големия взрив “. Това е събитието, което започна всичко. Но правилният отговор, казва физикът Шон Карол, е: „Просто не знаем.“ Карол, както и много други физици и космолози започнаха да обмислят възможността за времето преди Големия взрив, както и алтернативни теории за това как е възникнала нашата Вселена. Карол обсъди този тип „спекулативни изследвания“ по време на разговор на срещата на Американското астрономическо общество миналата седмица в Сейнт Луис, Мисури.
„Това е интересно време да бъдете космолог“, каза Карол. „Ние сме благословени и проклети. Златен век е, но проблемът е, че моделът, който имаме на Вселената, няма смисъл. "
Първо, има проблем с инвентаризацията, при който 95% от Вселената не се отчита. Космолозите, изглежда, са решили този проблем чрез приготвяне на тъмна материя и тъмна енергия. Но тъй като ние сме „създали“ материята, за да се впишат в данните, не означава, че разбираме природата на Вселената.
Друга голяма изненада за нашата вселена идва от действителните данни от космическия кораб WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), който изучава космическия микровълнов фон (CMB) „ехото“ на Големия взрив.
„Снимката на WMAP за това как изглеждаше ранната Вселена показва, че тя е гореща, плътна и гладка [ниска ентропия] в широк район на пространството“, казва Карол. „Не разбираме защо е така. Това е още по-голяма изненада от проблема с инвентара. Вселената ни просто не изглежда естествено. " Карол каза, че състоянията с ниска ентропия са редки, плюс всички възможни първоначални условия, които биха могли да се превърнат във вселена като нашата, преобладаващото мнозинство има много по-висока ентропия, а не по-ниска.
Но най-изненадващият феномен за Вселената, каза Карол, е, че нещата се променят. И всичко това се случва в последователна посока от минало към бъдеще, в цялата Вселена.
"Нарича се стрелката на времето", каза Карол. Тази стрелка на времето идва от втория закон на термодинамиката, който се позовава на ентропия. Законът гласи, че неизменно затворените системи преминават от ред към безпорядък във времето. Този закон е основен за физиката и астрономията.
Един от големите въпроси за първоначалните условия на Вселената е защо ентропията започна толкова ниско? „И ниската ентропия близо до Големия взрив е отговорна за всичко, свързано със стрелката на времето“, каза Карол. „Животът и смъртта, паметта, течение на времето.“ Събитията се случват в ред и не могат да бъдат върнати обратно.
„Всеки път, когато разбиете яйце или разлеете чаша вода, правите наблюдателна космология“, казва Карол.
Следователно, за да отговорим на въпросите ни за Вселената и стрелката на времето, може да се наложи да помислим какво се е случило преди Големия взрив.
Карол настоя, че това са важни въпроси, за които трябва да се мисли. "Това не е само теология за отдих", каза той. „Искаме история на Вселената, която има смисъл. Когато имаме неща, които изглеждат изненадващи, търсим основен механизъм, който прави онова, което е бил пъзел, разбираемо. Вселената с ниска ентропия е ключ към нещо и трябва да работим, за да я открием. “
В момента нямаме добър модел на Вселената и настоящите теории не отговарят на въпросите. Класическата обща относителност предсказва, че Вселената е започнала с особеност, но това не може да докаже нищо след Големия взрив.
Инфлационната теория, която предлага период на изключително бързо (експоненциално) разширяване на Вселената през първите няколко моменти, не е от помощ, каза Карол. „Това просто влошава проблема с ентропията. Инфлацията изисква теория за първоначалните условия. "
Има и други модели също, но Карол предложи и изглежда предпочиташе идеята за мулти-вселени, които продължават да създават „бебешки” вселени. „Нашата наблюдаема вселена може да не е цялата история“, каза той. "Ако ние сме част от по-голям мултивселен, няма максимално-ентропийно равновесно състояние и ентропията се произвежда чрез създаване на вселени като нашата собствена."
Карол също обсъди нови изследвания, които той и екип от физици направиха, като отново разгледаха резултатите от WMAP. Карол и неговият екип казват, че данните показват, че Вселената е „заострена“.
Измерванията от WMAP показват, че колебанията в фона на микровълновите са около 10% по-силни от едната страна на небето, отколкото от другата.
Обяснение на тази „тежко на една страна вселена“ би било, ако тези колебания представляват структура, останала от Вселената, която произвежда нашата Вселена.
Карол каза, че всичко това ще бъде подпомогнато от по-доброто разбиране на квантовата гравитация. „Квантовите колебания могат да създадат нови вселени. Ако топлинните колебания в тихо пространство могат да доведат до вселените на бебето, те биха имали собствена ентропия и биха могли да продължат да създават вселени. "
Разбира се, и Карол подчерта този въпрос - всяко изследване по тези теми понастоящем се счита за спекулация. "Нищо от това не е твърдо установено", каза той. „Бих се обзаложил дори пари, че това не е наред. Но се надявам, че ще успея да се върна след 10 години и да ви кажа, че сме разбрали всичко това. "
Признанието е, че като писател, опитите да приложат разговорите и идеите на Карол в кратка статия със сигурност не ги прави справедливи. Вижте Карол да вземе тези понятия и още в неговия блог, Cosmic Variance. Също така, прочетете голямо обобщение на беседата на Карол, написана от Крис Линът за BBC. Вече размишлявам над разговорите на Карол вече повече от седмица и обмислях началото на времето - и дори това, че може да има време преди време, се превърна в една интересна и завладяваща седмица. Дали това време ме е насочило напред или назад в моето разбиране, предстои да видим!
