Vakuumsvingninger kan forårsake dannelse av virtuelle prototo-universer, som under visse forhold er i stand til å bevege seg fra en virtuell tilstand til en ekte.
Fysikere har prøvd i mange år å bygge en kvanteteori om tyngdekraften - så langt, dessverre, uten å lykkes. Nesten alle er enige om at en slik teori bør kombinere Einsteins relativistiske teori om gravitasjon med kvantemekanikk, og dette er en veldig, veldig vanskelig oppgave.
Kvantemekanikk, med alle dens paradokser, beskriver likevel egenskapene til objekter som eksisterer i ikke-buet Newtonsk rom. Den fremtidige teorien om tyngdekraft skulle utvide de sannsynlige kvantemekaniske lovene til selve romets egenskaper (mer presist, rom-tid), deformert i samsvar med likningene av den generelle relativitetsteorien. Hvordan du gjør dette ved å bruke strenge matematiske beregninger, er det ingen som vet ennå.
Kald fødsel
Imidlertid kan måtene til en slik fagforening være gjennomtenkt på et kvalitativt nivå, og her dukker det opp veldig interessante utsikter. En av dem ble vurdert av den berømte kosmologen, professor ved University of Arizona Lawrence Krauss i sin nylig utgitte bok "A Universe From Nothing" ("Universe from ingenting"). Hans hypotese ser fantastisk ut, men motsier på ingen måte fysikkens etablerte lover.
Det antas at universet vårt oppsto fra en veldig varm starttilstand med en temperatur i størrelsesorden 1032 kelvin. Imidlertid er det mulig å forestille seg den kalde fødselen til universene fra et rent vakuum - mer presist, fra dens kvantumsvingninger. Det er velkjent at slike svingninger genererer mange virtuelle partikler som bokstavelig talt kom ut av ingenting og deretter forsvant sporløst. I følge Krauss er vakuumsvingninger i prinsippet i stand til å gi opphav til like flyktige proto-universer, som under visse forhold går fra en virtuell tilstand til en reell.
Salgsfremmende video:
Universet uten energi
Hva skal til for dette? Den første og viktigste betingelsen er at embryoet til det fremtidige universet må ha null total energi. I dette tilfellet er det ikke bare ikke dømt til nesten øyeblikkelig forsvinning, men tvert imot, det kan eksistere i vilkårlig lang tid. Dette skyldes det faktum at i følge kvantemekanikken skal produktet av usikkerheten i et objekts energi ved usikkerheten i dens levetid ikke være mindre enn den endelige verdien - Plancks konstant.
Separasjonen av grunnleggende interaksjoner i vårt tidlige univers lå i form av en faseovergang. Ved veldig høye temperaturer ble grunnleggende interaksjoner kombinert, men etter avkjøling under den kritiske temperaturen skjedde ikke separasjon (dette kan sammenlignes med superkjøling av vann). I det øyeblikket overskred energien fra skalfeltet forbundet med forening temperaturen på universet, som forsynet feltet med undertrykk og forårsaket kosmologisk oppblåsning. Universet begynte å ekspandere veldig raskt, og i øyeblikket av symmetribrudd (ved en temperatur på ca. 1028 K) økte dimensjonene med 1050 ganger. I dette øyeblikket forsvant også skalfeltet knyttet til samlingen av interaksjoner, og energien ble omdannet til en ytterligere utvidelse av universet.
Så snart energien til en gjenstand er strengt lik null, er den kjent uten noen usikkerheter, og derfor kan tiden for dens liv være uendelig lang. Det skyldes denne effekten at to ladede legemer lokalisert på veldig store avstander blir tiltrukket eller frastøtt fra hverandre. De samhandler gjennom utveksling av virtuelle fotoner, som på grunn av deres null masse sprer seg over hvilken som helst avstand. Tvert imot, målevektorbosoner som har svake interaksjoner, på grunn av deres store masse, eksisterer bare i 10-25 sekunder, som et resultat av at disse interaksjonene har en veldig liten radius.
Hva slags univers, om enn embryonisk, med null energi? Som professor Krauss forklarte til Popular Mechanics, er det ikke noe mystisk ved dette: “Energien til et slikt univers består av positiv energi fra partikler og stråling (og muligens også skalærvakuumfelt) og negativ potensiell tyngdekraft. Summen deres kan være lik null - matematikk tillater dette. Det er imidlertid veldig viktig at en slik energibalanse bare er mulig i lukkede verdener, hvis rom har en positiv krumning. Flate og enda mer åpne universer besitter ikke en slik eiendom.
Faseovergangen skjedde i evolusjonen av universet tre ganger: ved en temperatur fra 10 til 28 grader K (den store foreningen av interaksjoner gikk i oppløsning), 10 til 15 graden K (forfall av elektropeak-interaksjonen) og 10 til 12 graden K (kvarkene begynte å forene seg til hadrons).
Mirakler av inflasjon
Hva skjer hvis kvantumsvingningene i vakuumet gir opphav til et virtuelt univers med null energi, som på grunn av kvantesjanser har fått litt tid til liv og evolusjon? Det avhenger av sammensetningen. Hvis verdensrommet er fylt med materie og stråling, vil det først utvide seg, nå sin maksimale størrelse og kollapse i gravitasjonskollaps, etter å ha eksistert i bare en liten brøkdel av et sekund. Det er en annen sak om det er skalfelt i rommet som kan utløse prosessen med inflasjonsutvidelse. Det er scenarier der denne utvidelsen ikke bare forhindrer gravitasjonens kollaps av "boble" -universet, men også gjør den til en nesten flat og grenseløs verden. Dermed vokser også tiden for livet hennes umåtelig - nesten til uendelig. Og dermed,et lite virtuelt univers blir ganske ekte - enormt og lang levetid. Selv om dens alder er begrenset, kan det godt overstige dagens univers i vårt univers. Derfor kan stjerner og stjerneklynger, planeter og til og med, hva faen ikke fleiper, intelligent liv dukke opp der. Et fullverdig univers som oppsto bokstavelig talt ut av ingenting - dette er miraklene som inflasjonen er i stand til!
Alexey Levin
