Naukowcy proponują grawitację kwantową jako wyjaśnienie narodzin wszechświata

Pesquisadores kierowany przez Niayesh Afshordi, z Universidade z Waterloo, przedstawił nową teorię, która może rozwiązać jedną z największych tajemnic fizyki: co wydarzyło się w pierwszych chwilach Big Bang. Propozycja, nazwana Gravidade Quântica Quadrática, podważa ogólną teorię względności Einstein, sugerując, że grawitacja rozciągnięta na niezwykle wysokie energie może wyjaśnić narodziny kosmosu bez potrzeby stosowania nieskończonych osobliwości.

Ogólna teoria względności, opracowana ponad sto lat temu, doskonale sprawdza się w wielu sytuacjach. Jednak po zastosowaniu do Big Bang zawodzi to fatalnie. Naquele teoria przewiduje niemożliwe warunki: nieskończoną gęstość, krzywiznę i temperaturę. Segundo Afshordi, oznacza to, że Einstein opuścił coś w swoim równaniu.

Niekompletność klasycznej grawitacji

Tradycyjna teoria Big Bang zaczyna się od grawitacji Einstein, a następnie dodaje dodatkowe składniki, głównie hipotetyczne „pole inflacyjne”, aby wyjaśnić początkową szybką ekspansję Wszechświata. To jakby załatać dziurę w nieadekwatnej teorii.

W pracy zespołu zadano pytanie, czy niektóre z tych zachowań mogą wynikać bezpośrednio z samej grawitacji, gdy zostanie ona rozszerzona do pracy przy niezwykle wysokich energiach. Zamiast traktować Big Bang jako punkt, w którym równania zawodzą, badacze badają teorię, w której grawitacja zawiera już składniki niezbędne do spójnego opisania tej ultrapierwotnej fazy.

Afshordi wyjaśnił koncepcję „kompletności w ultrafiolecie”: teorię, która pozostaje kompletna i spójna nawet przy dowolnie wysokich energiach. Rozszerzenie zaproponowane przez zespół odtwarza model wczesnej kosmicznej inflacji, jednocześnie potencjalnie eliminując problematyczną koncepcję wczesnej osobliwości.

Como teoria działa

Gravidade Quântica Quadrática zasadniczo na nowo definiuje sposób, w jaki rozumiemy siłę rządzącą kosmosem w jego najmniejszej skali. Teoria ta bardzo dobrze pasuje do bieżących danych obserwacyjnych, w niektórych przypadkach lepiej niż wiele standardowych modeli inflacyjnych.

Najbardziej zaskoczyło badaczy to, jak naturalnie pojawiła się faza przypominająca inflację, gdy teorię potraktowano w spójnym kontekście wysokoenergetycznym. Normalmente naukowcy uważają inflację za coś, co należy dodać do grawitacji. Aqui, powstaje naturalnie z samej grawitacji.

Leia Também

Kobieta zgłasza traumę po tym, jak została nagrana w domu podczas aktów seksualnych bez zgody

Zawodnicy New York Red Bulls mieszkają z rodzicami pomimo zawodowych pensji

Klasyczne iPody odzyskują przychylność użytkowników pokolenia Z ze względu na lukę w zabezpieczeniach

• Gravidade Quântica Quadrática utrzymuje spójność przy dowolnie wysokich energiach
• Recupera wczesny model kosmicznej inflacji bez osobliwości
• Dobrze pasuje do aktualnych danych obserwacyjnych
• Reduz potrzeba dodatkowych założeń na temat wczesnego Wszechświata
• Oferece bardziej eleganckie podejście do problemu kosmicznego pochodzenia

Obserwacje Testes w przyszłości

Kolejnym krokiem zespołu jest udoskonalenie przewidywań obserwacyjnych modelu i dokładne porównanie ich z przyszłymi danymi. Badania przebiegają w dwóch głównych kierunkach: teoretycznym i obserwacyjnym.

Na froncie teoretycznym badacze chcą pełniej zrozumieć strukturę grawitacji kwantowej i sprawdzić solidność wniosków wykraczających poza badany przez nich uproszczony scenariusz. Z punktu widzenia obserwacyjnego muszą uzyskać jaśniejsze przewidywania dotyczące pierwotnych fal grawitacyjnych i innych śladów wczesnego Wszechświata.

Dowody obserwacyjne, które mogłyby potwierdzić teorię zespołu, będą pochodzić z najstarszych obserwowalnych sygnałów we wszechświecie. Zmarszczki w czasoprzestrzeni Pequenas, zwane pierwotnymi falami grawitacyjnymi, niosą bezpośrednie informacje o Big Bang. Ważnymi Igualmente są subtelne ślady kosmicznego mikrofalowego tła, kosmicznej skamieniałości reprezentującej pierwsze światło Wszechświata pozostałe z czasów, gdy kosmos miał zaledwie 380 000 lat.

Dlaczego to ma znaczenie?

fizyków Para, udowadniając, że koncepcja grawitacji kwantowej jest równoważna z Santo Graal. Preencheria luka pomiędzy naszym wyjaśnieniem Wszechświata w ogromnych skalach kosmicznych, rządzonych przez ogólną teorię względności, a wyjaśnieniami wszechświata w małych skalach, rządzonych przez fizykę kwantową. Durante Przez dziesięciolecia naukowcy poszukiwali jednolitej teorii, która działałaby w obie strony.

W projekcie Afshordi podkreślono, że jeśli przyszłe obserwacje wykryją prawidłowy wzór pierwotnych fal grawitacyjnych lub inne charakterystyczne znaki na kosmicznym mikrofalowym tle, umożliwi to sprawdzenie, czy ten obraz wczesnego Wszechświata jest prawidłowy. W przeciwnym razie konieczne może być bardziej konwencjonalne wyjaśnienie.

Badania stanowią stosunkowo minimalne rozszerzenie teorii Einstein, ale mogą wnieść znaczący wkład w rozwiązanie głębokiego problemu naszego kosmicznego pochodzenia. Społeczność naukowa z zainteresowaniem śledzi kolejne etapy tego badania.