المنظرين سلسلة يفسر بيغ بانغ

كيف تطور الكون بعد فترة وجيزة من الولادة

ظهور المكان والزمان استنادًا إلى النتائج الجديدة: إن الكون ، الموضح هنا ككرة ، صغير جدًا وساخن جدًا بعد فترة وجيزة من الانفجار الكبير ، حيث يختلط المكان والزمان بسبب التأثيرات الكمومية. كلما زاد الحجم ، سرعان ما أصبح الكون سلسًا ويمكن وصفه بنظرية النسبية. © MPI للفيزياء
قراءة بصوت عال

في بداية الكون ، يصل ألبرت أينشتاين إلى حدوده: لأن الانفجار الكبير لا يطبق قوانين النظرية النسبية العامة التي تصف الكون بشكل عام. بدلا من ذلك ، أطاع الكون بداية الجاذبية الكمومية - الفضاء والزمن يتصرفان وفقا لقوانين الكم نفسها مثل أصغر الجسيمات. الآن قام الباحثون ببناء جسر بين النظريتين. لقد كانوا أول من وصف كيفية تطور المكان والزمان في أول جزء من الثانية بعد الانفجار الكبير - بمساعدة نظرية الأوتار.

{} 1L

توضح النتائج كيف ينتقل الكون من مرحلة الجاذبية الكمومية إلى عصر النموذج الكوني القياسي ، كما وصفته نظرية النسبية.

عند ولادة الكون ، كانت المادة كثيفة بشكل لا نهائي ، وكان وقت الفضاء منحنيًا بلا حدود عند نقطة واحدة. تبدأ مقترحات نظرية الجاذبية الكمومية بهذا التفرد المزعوم وتبدأ أعمال علماء ميونيخ. إن نقطة الانطلاق لاعتباراتهم هي الزمان والمكان الضبابيين اللذين توفرهما نماذج الثقل الكمومي. "هذا هو السبب الذي يجعل الكون يبدو منكمشًا تمامًا بالقرب من الانفجار الكبير" ، كما تقول يوهانا إردمنجر ، رئيسة المشروع من معهد ماكس بلانك للفيزياء في ميونيخ في النسخة الإلكترونية من دورية Physical Review Letters. بعد ذلك ، لا يمكن تحديد إحداثيات الموقع والوقت للنقطة في وقت واحد ؛ نتيجة لذلك ، يصبح وقت الفضاء نفسه ضبابيًا ، غير واضح للغاية.

سلاسل يتأرجح صغيرة

"ومع ذلك ، لا يمكن تطبيق النظرية الكلاسيكية على عدم وضوح المكان" ، يشرح إيردمنجر. ولأول مرة ، طوّرت هي وزملاؤها نموذجًا لكيفية إنشاء الزمكان الكلاسيكي من هذا الزمان - الفضاء الزمان - بمساعدة نظرية الأوتار. إنه ، بالإضافة إلى الجاذبية الكمومية للحلقة ، واحدة من النظريتين التي يمكن في المستقبل بمجرد أن يبدأ "خليفة" نظرية النسبية. ومع ذلك ، فإن كلا النظريتين غير قابلين للتجربة ، وبالتالي بناء الفكر النقي. عرض

يقول أردمنجر: "وفقًا لنموذجنا ، فإن عدم وضوح المكان والزمان في الكون الآخذ في التمدد يتناقص بسرعة كبيرة". في حساباتهم ، اقترب الفريق المحيط بأردمنجر من الانفجار الكبير بعدد من الثواني.

تصف نظرية الأوتار الجزيئات الأولية غير المنضبطة ولكنها سلاسل اهتزاز صغيرة. هذه السلاسل يمكن أن تكون مغلقة ومفتوحة. الأوتار المغلقة تشبه حلقة مطاطية صغيرة ، يمكن تخيل الأوتار المفتوحة على هيئة سلاسل كمان مثبتة. نقاط الاختناق في هذه الحالة هي نفسها كائنات ديناميكية ، تسمى Dirichlet-Branen (D-Branen) وتتحرك في الزمكان. تستخدم Open Strings and D-Branen الآن الباحثين لشرح طبيعة الزمكان بالقرب من Big Bang.

لجأ العلماء إلى ما يسمى بمقياس روبرتسون ووكر ، الذي يصف مدى كوننا كدالة للوقت. نظرًا لأن حل Robertson-Walker هو نفسه في كل نقطة وفي كل اتجاه ، فإنه يفسر كونًا متجانسًا ومتباين الخواص. يغطي نموذج علماء الفيزياء في ميونيخ من الناحية النظرية وقت روبرتسون ووكر مع شبكة من نقاط الراحة غير المحدودة في السلسلة ، مع D-Branen ، ويربط النقاط ببعضها البعض باستخدام سلاسل مفتوحة.

عدم وضوح النقصان بسرعة

بين ما يسمى براعم ديريشليت تمتد الأوتار المفتوحة ؛ اهتزازاتهم تقف موجات بين هذه النقاط لقط. I MPI للفيزياء

بالنسبة لهذا البناء ، يثبت الفريق المحيط بأردمنجر أنه لا يمكن تحديد جميع مواقع نواقل D في الشبكة بالقرب من الانفجار الكبير في نفس الوقت تمامًا ، أي أن النموذج الكوني القياسي لا يعمل. ومع ذلك ، يظهر نموذجهم أيضًا أن هذا التمويه يتناقص بسرعة كبيرة مع زيادة نصف قطر الكون. لذلك ، بعد وقت قصير من الانفجار الكبير ، يتصرف الكون وفقًا لقوانين النسبية العامة.

يمكن أن يفسر النموذج الجديد سبب بحث علماء الفلك دون جدوى حتى الآن عن صور لتلسكوب هابل الفضائي عن "عدم وضوح": كانت هذه الآثار الميكانيكية الكمومية موجودة بالفعل ، لكنها لم تظهر سوى كسور من الثانية بعد الانفجار الكبير - ولم يوجد تلسكوب حتى الآن. لدخول هذه الحقبة.

(idw - MPG ، 18.06.2007 - DLO)