Încercând să înțeleagă care este natura universului, cum s-a originat și ce îl așteaptă în viitor, oamenii de știință construiesc uneori ipoteze și modele neobișnuite, cum ar fi, de exemplu, teoria Big Bounce.
Universul a început cu o explozie, sau cu un salt sau cu altceva? Întrebarea originilor noastre este una dintre cele mai spinoase probleme din fizică, cu doar câteva răspunsuri și multe speculații. Cea mai populară și general acceptată teorie în prezent este inflația cosmică, potrivit căreia, în primele câteva fracțiuni de secundă după Big Bang, tot spațiul-timp a cunoscut o perioadă de expansiune incredibil de rapidă. Cu toate acestea, există și alte idei concurente. De exemplu, conform modelului ciclic al Universului, spațiul-timp nostru a fost precedat de un altul, care a supraviețuit perioadei Marii Compresii și apoi a explodat din nou - îl putem observa astăzi. În plus, există teoria Big Bounce care rezultă din tiparul ciclic.
Modelul inflaționist are mulți fani, deoarece expansiunea rapidă pe care o postulează explică multe dintre proprietățile universului, cum ar fi motivul pentru care pare relativ plat (mai degrabă decât curbat atunci când vorbim de scări mari) și uniform în toate direcțiile (peste tot în spațiu, în toate direcțiile materiei sunt aproximativ aceleași). Ambele condiții se dezvoltă atunci când zone de spațiu care sunt departe una de cealaltă au fost localizate inițial foarte aproape. Cu toate acestea, ultimele versiuni ale teoriei par să sugereze - sau chiar să solicite - că inflația a creat nu numai universul nostru, ci un peisaj nesfârșit de universuri, pe care s-au format toate tipurile posibile de universuri cu toate seturile de legi și proprietăți fizice. Unor oameni de știință le place această presupunere,întrucât poate explica existența Universului nostru cu condiții aparent aleatorii, dar optimizate pentru existența vieții. Dacă pe un astfel de peisaj există toate tipurile de spațiu imaginabile și de neimaginat, atunci nu este de mirare că al nostru se află printre ele. În același timp, alți fizicieni consideră ideea unui multivers respingător, în parte deoarece, dacă o teorie prezice apariția tuturor evenimentelor posibile, nu va prezice în mod unic universul nostru.dacă o teorie prezice apariția tuturor evenimentelor posibile, nu va prezice în mod unic universul nostru.dacă o teorie prezice apariția tuturor evenimentelor posibile, nu va prezice în mod unic universul nostru.
Teoriile Big Rebound prezic, de asemenea, spațiu plat și uniform, datorită efectelor de netezire care pot apărea atunci când se contractă. Cu toate acestea, piatră de poticnire a ideii de revenire a fost considerată multă vreme trecerea de la contracție la expansiune, care necesită ideea urâtă de „singularitate” - momentul în care universul era un punct de densitate infinită - pe care mulți îl consideră o presupunere lipsită de sens matematic, indicând faptul că trenul teoriei a coborât șine. Mai recent, fizicienii au început să susțină că au găsit ecuații de sărituri care nu conțin singularități. În 2016, Neil Turok și Steffen Giehlen și-au publicat calculele în Physical Review Letters. Apoi Turok a comentat această lucrare după cum urmează:
„Am descoperit că putem descrie cu acuratețe evoluția cuantică a universului și am descoperit că universul trece lin prin singularitate către cealaltă parte. Speram la asta, dar nu am obținut astfel de rezultate înainte”.
Animație Big Bounce / Revista Quanta.
Deci, mulți consideră că 2016 este nașterea Big Rebound, deși conceptul în sine se întoarce la lucrările unor oameni de știință precum, în special, Willem de Sitter și Georgy Gamow. Descoperirea în dezvoltarea teoriei s-a datorat a două tehnici folosite de Turok și Ghilen. Prima a fost utilizarea teoriei încă incomplete a cosmologiei cuantice - un amestec de mecanică cuantică și relativitate generală - în loc să descrie universul cu teoria generală clasică. A doua tehnică a sugerat că atunci când spațiul era foarte tânăr, materia se comporta ca lumina - în sensul că legile fizicii care o descriu erau independente de scară. De exemplu, lumina acționează în același mod, indiferent de lungimea de undă. Cu toate acestea, fizica materiei diferă de obicei în funcție de scalele în cauză. Conform modelelor moderne,În primii 50 de mii de ani, Universul a fost umplut cu radiații și nu a existat prea multă materie obișnuită care să fie observată peste tot în spațiu astăzi. Modele recente ale Universului Big Rebound indică faptul că acesta nu avea scară în primele sale etape.
Turok și Ghilen au descoperit că un univers în scădere în astfel de condiții nu va intra niciodată într-o stare de singularitate reală. De fapt, „tunelează” prin acest punct, „sărind” de la statul dinaintea acestuia la statul de după el. Deși la început poate părea un truc, este un fenomen dovedit în mecanica cuantică (tunelare cuantică). Deoarece particulele nu există în stări absolute, ci mai degrabă sunt nori de probabilitate, există o posibilitate mică, dar reală, de a „tunela” prin obstacole fizice pentru a ajunge în locuri inaccesibile. Este ca și cum ai merge prin pereți, doar la nivel microscopic. Turk observă că inexactitățile în spațiu, timp și materie indică faptul că este imposibil să se spună exact unde se află universul la un moment dat,ceea ce îi permite să treacă prin singularitate.
Video promotional:
Cu toate acestea, în 2016, Paul Steinhardt și Anna Ijas au lucrat la un alt mod de a demonstra matematic posibilitatea revenirii. Au introdus un tip special de câmp în modelul universului, în care compresia poate intra în expansiune înainte ca spațiul să devină suficient de mic pentru a intra într-o stare de singularitate. În cercetările lor, ei au folosit teoria clasică a relativității generale. Cu alte cuvinte, cu această lucrare, au arătat că o revenire este posibilă nu numai din punct de vedere al mecanicii cuantice, ci și din punctul de vedere al teoriei relativității.
La fel ca alte ipoteze despre originea și evoluția Universului, teoria Big Bounce încearcă să dezvăluie de ce Universul este exact așa cum îl observăm. Modelele construite de fizicieni reprezintă doar universuri idealizate, absolut netede, în care nu există mici fluctuații de densitate care să conducă la formarea de stele, galaxii și spațiu real. Deci oamenii de știință nu au evoluat încă modelele Big Bounce la sisteme mai complexe.
Dacă Universul a „deja sărit” o dată, atunci apare o întrebare logică: se va întâmpla din nou? Oricum ar fi, nu toate teoriile de revenire presupun că ciclul contracțiilor și expansiunilor va fi infinit, așa cum susține modelul ciclic al universului. De exemplu, chiar dacă Universul nostru a trecut printr-o astfel de revenire, nu există încă un indiciu că se va trece la următoarea compresie. Mai mult, observațiile arată că energia întunecată întinde din ce în ce mai mult spațiul, ducând galaxiile care nu sunt legate gravitațional între ele, din ce în ce mai departe una de cealaltă. Știința nu are un răspuns clar la întrebarea ce ne așteaptă în viitor. Cu toate acestea, este direct legat de modul în care a început totul.
Vladimir Guillen
