תמונת ראי של היקום שלנו אולי קיימת לפני המפץ הגדול


כמו הר מתנשא מעל אגם רגוע, נראה כי היקום עשוי היה פעם תמונת מראה מושלמת. זוהי המסקנה של צוות מדענים קנדיים הגיעו לאחר אקסטרפולציה את חוקי היקום הן לפני המפץ הגדול ואחריו.

לפיסיקאים יש רעיון די טוב של מבנה היקום רק כמה שניות אחרי המפץ הגדול, להתקדם עד היום. במובנים רבים, הפיזיקה הבסיסית עבדה אז כפי שהיא עושה היום. אבל מומחים התווכחו במשך עשרות שנים על מה שקרה באותו הרגע הראשון – כשמרחבי החומר הקטנים, הצפופים עד אין קץ, הורחבו החוצה – לעתים קרובות מניחים כי הפיזיקה הבסיסית השתנתה איכשהו.

חוקרים לית'ם בויל, קיירן פין וניל טורוק במכון ההיקפי לפיזיקה תיאורטית בווטרלו, אונטריו, הפכו את הרעיון הזה לראשו בהנחה שהיקום תמיד היה סימטרי ופשוט ביסודו, ולאחר מכן חיטט מתמטית באותו הרגע הראשון אחרי בנג. [Big Bang to Civilization: 10 Amazing Origin Events]

זה הוביל אותם להציע היקום הקודם שהיה תמונת ראי של הנוכחי שלנו, אלא עם הכל הפוך. הזמן הלך אחורה וחלקיקים היו חלקיקים. אין זו הפעם הראשונה שפיסיקאים חזו עולם אחר לפני המפץ הגדול, אבל אלה נראו תמיד כיקום נפרד כמו שלנו.

"במקום להגיד שיש עולם אחר לפני המפץ", אמר טורוק ל"מדע חיים "," אנחנו אומרים שהיקום לפני המפץ הוא, במובן מסוים, דימוי של היקום אחרי המפץ ".

"זה כאילו היקום שלנו היום בא לידי ביטוי דרך המפץ הגדול, התקופה שלפני היקום היתה באמת ההשתקפות דרך המפץ, "אמר בויל.

תארו לעצמכם פיצוח ביצה זה אנטי היקום. ראשית, זה יהיה כולו עשוי antiprotons טעונה שלילית חיובי נגד אלקטרונים. שנית, מנקודת המבט שלנו בזמן, נראה כאילו היא הולכת משלולית חלמון ועד ביצה סדוקה לביצה לא מסודרת לתוך העוף. כמו כן, היקום ילך מהתפוצצות החוצה אל ייחוד המפץ הגדול ואז יתפוצץ לתוך היקום שלנו.

אבל בדרך אחרת, שני היקומים נוצרו במפץ הגדול והתפוצצו בו-זמנית קדימה ואחורה בזמן. דיכוטומיה זו מאפשרת כמה הסברים יצירתיים לבעיות שיש להם פיסיקאים stumped במשך שנים. ראשית, זה היה הופך את השנייה הראשונה של היקום פשוטה למדי, מסירה את הצורך עבור multiverses מוזר וממדים מומחים השתמשו במשך שלושה עשורים כדי להסביר כמה היבטים הדביקים של הפיזיקה הקוונטית ואת המודל הסטנדרטי, המתאר את גן החיות של חלקיקים תת-אטומיים שמרכיבים את היקום שלנו.

"תיאורטיקנים המציאו תיאוריות מאוחדות גדולות, שהיו בהן מאות חלקיקים חדשים, שמעולם לא נצפו – תורת העל, תורת המיתרים עם מידות נוספות, תיאוריות רב-תאוריות, אנשים פשוט המשיכו להמציא דברים, לא צצו ראיות תצפיתיות עבור אף אחת מהן, "אמר טורוק.[5 Elusive Particles Beyond the Higgs | Quantum Physics]

באופן דומה, תיאוריה זו תציע הסבר הרבה יותר פשוט לחומר אפל, אמר בויל.

"פתאום, כאשר אתה לוקח את זה סימטרי, מבט המורחבת של מרחב / זמן," אמר בויל מדע חי, "אחד החלקיקים שאנחנו כבר חושב קיים – אחד שנקרא ימניים נייטרינים הימנית – הופך כהה מאוד מסודר – אבל אתה לא צריך לעורר חלקיקים ספקולטיביים יותר ". (בויל מתייחס נויטרינו סטרילית תיאורטית, אשר יעבור דרך חומר רגיל בלי אינטראקציה עם זה בכלל.)

המדענים אומרים כי התיאוריה החדשה גדלה מתוך אי שביעות רצון מהתוספות המוזרות שהוצעו על ידי הפיזיקאים בשנים האחרונות. טורוק עצמו עזר לפתח הסברים כאלה, אבל חש תשוקה עמוקה להסבר פשוט יותר של היקום והמפץ הגדול. הם גם אומרים זה תיאוריה חדשה יש את היתרון של להיות testable. אשר יהיה חיוני לזכות על ספקים.

"אם מישהו יכול למצוא גרסה פשוטה יותר של ההיסטוריה של היקום מזו הקיימת, אז זה צעד קדימה, זה לא אומר שזה נכון, אבל זה אומר שזה שווה להסתכל", אמר שון קרול, קוסמולוג ב קליפורניה המכון הטכנולוגי אשר צוטט בעיתון אבל לא היה מעורב במחקר. הוא ציין כי המועמד המועדף הנוכחי על החומר האפל – אינטראקציה חלשה חלקיקים מסיביים, או WIMPs – לא נמצא ואולי זה הזמן לשקול אפשרויות אחרות, כולל אולי את הנייטרינים הימנית שמסר בויל. אבל, הוא אמר, הוא רחוק מלהיות משוכנע וקורא לעיתון "ספקולטיבי".

הצוות הקנדי מבין את זה והם ישתמשו במודל כדי להציע רכיבים ניתנים למדידה ולבדוק אם הם נכונים, הם אמרו. לדוגמה, המודל שלהם מנבא את הנייטרינים הקליל ביותר צריך להיות נטול מסה לחלוטין. אם הם צודקים, זה עשוי לעצב מחדש את האופן שבו אנו רואים את היקום.

"זה מאוד דרמטי, זה לגמרי מנוגד לאופן שבו הפיזיקה כבר הולך על 30 השנים האחרונות, כולל על ידינו," אמר Turok. "באמת שאלנו את עצמנו, האם לא יכול להיות משהו פשוט יותר?"

פורסם במקור ב מדע חי.