Dopóki istnieje ludzkość, tak dużo i stara się zrozumieć strukturę wszechświata. Tak, wielu mówi, że to „bezużyteczne zamieszanie”, tak naprawdę nic nie wiemy i nie nauczymy się niczego przez następne pokolenia, a może nawet do końca ludzkiej cywilizacji. Cóż, może mają rację, ale spekulujmy …
Teoria Wielkiego Wybuchu stała się prawie tak samo ogólnie przyjętym modelem kosmologicznym, jak obrót Ziemi wokół Słońca. Zgodnie z tą teorią około 14 miliardów lat temu spontaniczne oscylacje w absolutnej pustce doprowadziły do powstania wszechświata. Coś wielkości subatomowej cząstki rozrosło się do niewyobrażalnych rozmiarów w ułamku sekundy. Ale w tej teorii jest wiele problemów, o które walczą fizycy, stawiając coraz to nowe hipotezy.
Więc co jest nie tak z teorią Wielkiego Wybuchu?
Co jest nie tak z teorią Wielkiego Wybuchu?
1. Z TEORII wynika, że wszystkie planety i gwiazdy powstały z pyłu rozproszonego w przestrzeni w wyniku eksplozji. Ale nie jest jasne, co go poprzedziło: tutaj nasz matematyczny model czasoprzestrzeni przestaje działać. Wszechświat powstał z początkowego stanu osobliwego, do którego nie można zastosować współczesnej fizyki. Teoria nie rozważa również przyczyn osobliwości lub materii i energii dla jej wystąpienia. Uważa się, że odpowiedź na pytanie o istnienie i pochodzenie początkowej osobliwości da teoria kwantowej grawitacji.
2. NAJBARDZIEJ KOSMOLOGICZNE MODELE PRZEWIDUJĄ, że cały wszechświat jest znacznie większy niż obserwowalna część - sferyczny obszar o średnicy około 90 miliardów lat świetlnych. Widzimy tylko tę część Wszechświata, z której światło udało się dotrzeć do Ziemi w ciągu 13,8 miliarda lat. Ale teleskopy są coraz lepsze, wykrywamy coraz bardziej odległe obiekty i jak dotąd nie ma powodu, by sądzić, że ten proces się zatrzyma.
Film promocyjny:
3. OD CHWILI WIELKIEGO WYBUCHU Wszechświat rozszerza się z przyspieszeniem Najtrudniejszą tajemnicą współczesnej fizyki jest pytanie, co powoduje przyspieszenie. Zgodnie z hipotezą roboczą, wszechświat zawiera niewidzialny składnik zwany „ciemną energią”. Teoria Wielkiego Wybuchu nie wyjaśnia, czy wszechświat będzie się rozszerzał w nieskończoność, a jeśli tak, to dokąd to doprowadzi - do jego zniknięcia lub do czegoś innego.
4. Pomimo, że mechanika Newtona przewyższała fizykę względną, nie można jej nazwać błędną. Jednak postrzeganie świata i modele opisu wszechświata uległy całkowitej zmianie. Teoria Wielkiego Wybuchu przewidywała wiele rzeczy, które wcześniej nie były znane. Jeśli więc na jej miejsce przyjdzie inna teoria, to powinna być podobna i poszerzać rozumienie świata.
Skoncentrujemy się na najciekawszych teoriach opisujących alternatywne modele Wielkiego Wybuchu.
Wszechświat jest jak miraż czarnej dziury
Według naukowców z Perimeter Institute of Theoretical Physics, wszechświat powstał w wyniku zapadnięcia się gwiazdy w czterowymiarowym wszechświecie. Wyniki ich badań zostały opublikowane w Scientific American. Nyayesh Afshordi, Robert Mann i Razi Purhasan mówią, że nasz trójwymiarowy wszechświat stał się rodzajem „holograficznego mirażu”, kiedy zapadła się czterowymiarowa gwiazda. W przeciwieństwie do teorii Wielkiego Wybuchu, zgodnie z którą wszechświat powstał z niezwykle gorącej i gęstej czasoprzestrzeni, gdzie standardowe prawa fizyki nie mają zastosowania, nowa hipoteza czterowymiarowego wszechświata wyjaśnia zarówno przyczyny jego powstania, jak i jego gwałtownej ekspansji.
Zgodnie ze scenariuszem sformułowanym przez Afshordiego i jego współpracowników, nasz trójwymiarowy wszechświat jest rodzajem membrany, która płynie przez jeszcze bardziej obszerny wszechświat, który już istnieje w czterech wymiarach. Gdyby w tej czterowymiarowej przestrzeni istniały własne czterowymiarowe gwiazdy, również eksplodowałyby, podobnie jak trójwymiarowe gwiazdy w naszym Wszechświecie. Warstwa wewnętrzna stanie się czarną dziurą, a warstwa zewnętrzna zostanie wyrzucona w kosmos.
W naszym wszechświecie czarne dziury są otoczone kulą zwaną horyzontem zdarzeń. A jeśli w przestrzeni trójwymiarowej ta granica jest dwuwymiarowa (jak membrana), to w czterowymiarowym wszechświecie horyzont zdarzeń będzie ograniczony sferą, która istnieje w trzech wymiarach. Symulacje komputerowe zapadnięcia się czterowymiarowej gwiazdy pokazały, że jej trójwymiarowy horyzont zdarzeń będzie się stopniowo rozszerzał. To właśnie obserwujemy, nazywając wzrost błony 3D ekspansją Wszechświata, uważają astrofizycy.
Duzy mroz
Alternatywą dla Wielkiego Wybuchu może być Wielkie Zamrożenie. Zespół fizyków z Uniwersytetu w Melbourne, kierowany przez Jamesa Kvatcha, przedstawił model narodzin Wszechświata, który bardziej przypomina stopniowy proces zamrażania energii amorficznej niż jej rozbryzg i ekspansję w trzech kierunkach przestrzeni.
Bezkształtna energia, według naukowców, jak woda schłodzona do krystalizacji, tworząc typowe trzy wymiary przestrzenne i jeden czasowy.
Teoria wielkiego zamrożenia podważa obecnie akceptowane stwierdzenie Alberta Einsteina o ciągłości i gładkości przestrzeni i czasu. Możliwe, że przestrzeń ma swoje części składowe - niepodzielne bloki budulcowe, takie jak maleńkie atomy lub piksele w grafice komputerowej. Bloki te są tak małe, że nie można ich zaobserwować, jednak zgodnie z nową teorią można wykryć defekty, które powinny załamać przepływ innych cząstek. Naukowcy obliczyli takie efekty za pomocą aparatu matematycznego, a teraz spróbują je wykryć eksperymentalnie.
Wszechświat bez początku i bez końca
Ahmed Farag Ali z Benha University w Egipcie i Sauria Das z Lethbridge University w Kanadzie zaproponowali nowe rozwiązanie problemu osobliwości poprzez porzucenie Wielkiego Wybuchu. Wprowadzili idee słynnego fizyka Davida Bohma do równania Friedmana opisującego ekspansję wszechświata i Wielki Wybuch. „To niesamowite, że małe poprawki mogą potencjalnie rozwiązać tak wiele problemów” - mówi Das.
Powstały model połączył ogólną teorię względności i teorię kwantową. Nie tylko zaprzecza osobliwości, która poprzedziła Wielki Wybuch, ale także nie pozwala wszechświatowi na powrót do pierwotnego stanu w czasie. Zgodnie z uzyskanymi danymi wszechświat ma skończoną wielkość i nieskończoną żywotność. Pod względem fizycznym model opisuje Wszechświat wypełniony hipotetycznym płynem kwantowym, który składa się z grawitonów - cząstek, które zapewniają oddziaływanie grawitacyjne.
Naukowcy twierdzą również, że ich odkrycia są zgodne z najnowszymi pomiarami gęstości Wszechświata.
Niekończąca się chaotyczna inflacja
Termin „inflacja” odnosi się do gwałtownej ekspansji wszechświata, która miała miejsce wykładniczo w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu. Sama teoria inflacji nie obala teorii Wielkiego Wybuchu, a jedynie inaczej ją interpretuje. Ta teoria rozwiązuje kilka fundamentalnych problemów w fizyce.
Zgodnie z modelem inflacyjnym, wkrótce po powstaniu Wszechświat na bardzo krótki czas rozszerzał się wykładniczo: jego rozmiar podwoił się wielokrotnie. Naukowcy uważają, że w ciągu 10–36 stopni sekund Wszechświat powiększył się o co najmniej 10–30–50 stopni, a być może nawet więcej. Pod koniec fazy inflacyjnej Wszechświat został wypełniony super gorącą plazmą wolnych kwarków, gluonów, leptonów i kwantów o wysokiej energii.
Koncepcja zakłada, że na świecie istnieje wiele izolowanych wszechświatów z różnymi urządzeniami.
Fizycy doszli do wniosku, że logika modelu inflacyjnego nie jest sprzeczna z ideą ciągłych narodzin wielokrotnych nowych wszechświatów. Fluktuacje kwantowe - takie same jak te, które dały początek naszemu światu - mogą wystąpić w dowolnej ilości, pod warunkiem, że są odpowiednie warunki. Jest całkiem możliwe, że nasz wszechświat wyłonił się ze strefy fluktuacji utworzonej w poprzednim świecie. Można też przypuszczać, że kiedyś i gdzieś w naszym Wszechświecie utworzy się fluktuacja, która „zdmuchnie” młody wszechświat zupełnie innego rodzaju. W tym modelu wszechświaty potomne mogą nieustannie pączkować. Co więcej, nie jest wcale konieczne, aby te same prawa fizyczne były ustanawiane w nowych światach. Koncepcja zakłada, że na świecie istnieje wiele izolowanych wszechświatów z różnymi urządzeniami.
Teoria cykliczności
Paul Steinhardt, jeden z fizyków, który położył podwaliny pod kosmologię inflacyjną, postanowił dalej rozwijać tę teorię. Naukowiec, który kieruje Centrum Fizyki Teoretycznej w Princeton, wraz z Neilem Turokiem z Perimeter Institute for Theoretical Physics przedstawili alternatywną teorię w książce Endless Universe: Beyond the Big Bang. Ich model oparty jest na uogólnieniu teorii superstrun kwantowych, znanej jako teoria M. Według niej świat fizyczny ma 11 wymiarów - dziesięć przestrzennych i jeden czasowy. „Pływają” w nim przestrzenie o niższych wymiarach, tzw. Branes (skrót od „membrany”). Nasz wszechświat jest tylko jedną z takich bran.
Model Steinhardta i Turoka dowodzi, że Wielki Wybuch nastąpił w wyniku zderzenia naszej brany z inną braną - nieznanym wszechświatem. W tym scenariuszu kolizje występują bez końca. Zgodnie z hipotezą Steinhardta i Turoka, inna trójwymiarowa brana „pływa” obok naszej brany, oddzielona niewielką odległością. Rozszerza się, spłaszcza i opróżnia, ale po bilionach lat brany zaczną się zbiegać i ostatecznie zderzać. Spowoduje to uwolnienie ogromnej ilości energii, cząstek i promieniowania. Ten kataklizm rozpocznie kolejny cykl ekspansji i ochłodzenia Wszechświata. Z modelu Steinhardta i Turoka wynika, że cykle te były w przeszłości iz pewnością będą się powtarzać w przyszłości. Jak te cykle się zaczęły, teoria milczy.
Wszechświat jest jak komputer
Inna hipoteza dotycząca budowy wszechświata mówi, że cały nasz świat to nic innego jak matryca lub program komputerowy. Pomysł, że wszechświat jest komputerem cyfrowym, został po raz pierwszy zapoczątkowany przez niemieckiego inżyniera i pioniera komputerowego Konrada Zuse w jego książce Calculating Space. Wśród tych, którzy również postrzegali wszechświat jako gigantyczny komputer, są fizycy Stephen Wolfram i Gerard 't Hooft.
Teoretycy fizyki cyfrowej zakładają, że wszechświat jest zasadniczo informacyjny, a zatem obliczalny. Z tych założeń wynika, że wszechświat można postrzegać jako wynik działania programu komputerowego lub cyfrowego urządzenia obliczeniowego. Takim komputerem mógłby być na przykład gigantyczny automat komórkowy lub uniwersalna maszyna Turinga.
Zasada nieoznaczoności w mechanice kwantowej nazywana jest pośrednim dowodem wirtualnej natury wszechświata.
Zgodnie z teorią, każdy obiekt i zdarzenie ze świata fizycznego pochodzi z zadawania pytań i rejestrowania odpowiedzi „tak” lub „nie”. Oznacza to, że za wszystkim, co nas otacza, ukryty jest pewien kod, podobny do kodu binarnego programu komputerowego. A my jesteśmy rodzajem interfejsu, przez który pojawia się dostęp do danych „powszechnego internetu”. Zasada nieoznaczoności w mechanice kwantowej nazywana jest pośrednim dowodem wirtualnej natury Wszechświata: cząstki materii mogą istnieć w niestabilnej postaci i są „unieruchamiane” w określonym stanie tylko podczas ich obserwacji.
Zwolennik fizyki cyfrowej, John Archibald Wheeler, napisał: „Nie byłoby nierozsądne wyobrażenie sobie, że informacje są zarówno w rdzeniu fizyki, jak iw rdzeniu komputera. Wszystko od małego. Innymi słowy, wszystko, co istnieje - każda cząstka, każde pole sił, nawet samo kontinuum czasoprzestrzenne - otrzymuje swoją funkcję, znaczenie i ostatecznie samo istnienie”.
Teoria stacjonarnego wszechświata
Według niedawno odzyskanego manuskryptu Alberta Einsteina, wielki naukowiec złożył hołd brytyjskiemu astrofizykowi Fredowi Hoyle'owi za teorię, że przestrzeń może rozszerzać się w nieskończoność, zachowując jednolitą gęstość, jeśli w procesie spontanicznego powstawania stale pojawia się nowa materia. Przez dziesięciolecia pomysły Hoyle'a były uważane przez wielu za bzdury, ale niedawno odkryty dokument pokazuje, że Einstein przynajmniej poważnie traktował swoją teorię.
Teoria stacjonarnego wszechświata została zaproponowana w 1948 roku przez Hermana Bondiego, Thomasa Golda i Freda Hoyle'a. Wywodzi się z idealnej zasady kosmologicznej, która głosi, że wszechświat w każdym momencie wygląda zasadniczo tak samo (w sensie makroskopowym). Z filozoficznego punktu widzenia jest to atrakcyjne, ponieważ wtedy wszechświat nie ma początku ani końca. Teoria była popularna w latach 50. i 60. W obliczu oznak rozszerzania się Wszechświata, jego zwolennicy sugerowali, że we wszechświecie stale rodzi się nowa materia, w stałym, ale umiarkowanym tempie - kilka atomów na kilometr sześcienny rocznie.
Obserwacje kwazarów w odległych (i starych, z naszego punktu widzenia) galaktykach, które nie istnieją w naszym gwiezdnym otoczeniu, ostudziły entuzjazm teoretyków i ostatecznie został obalony, gdy naukowcy odkryli kosmiczne promieniowanie tła. Niemniej jednak, chociaż teoria Hoyle'a nie przyniosła mu laurów, przeprowadził serię badań, które pokazały, jak we wszechświecie pojawiły się atomy cięższe od helu. (Pojawiły się podczas cyklu życia pierwszych gwiazd w wysokich temperaturach i ciśnieniach.) Jak na ironię, był też jednym ze współtwórców terminu „wielki wybuch”.
Zmęczone światło
Edwin Hubble zauważył, że długości fal światła z odległych galaktyk są przesunięte w kierunku czerwonej części widma w porównaniu ze światłem emitowanym przez pobliskie ciała gwiazdowe, co wskazuje na utratę energii przez fotony. „Przesunięcie ku czerwieni” wyjaśniono w kontekście ekspansji po Wielkim Wybuchu jako funkcję efektu Dopplera. Zwolennicy stacjonarnych modeli wszechświata zasugerowali zamiast tego, że fotony światła tracą stopniowo energię podczas podróży w przestrzeni, przechodząc w dłuższe fale, mniej energetyczne na czerwonym końcu widma. Teoria ta została po raz pierwszy zaproponowana przez Fritza Zwicky'ego w 1929 roku.
Ze zmęczonym światłem wiąże się wiele problemów. Po pierwsze, nie ma sposobu, aby zmienić energię fotonu bez zmiany jego pędu, co powinno prowadzić do efektu rozmycia, którego nie obserwujemy. Po drugie, nie wyjaśnia obserwowanych wzorców emisji światła supernowej, które doskonale pasują do modelu rozszerzającego się Wszechświata i szczególnej teorii względności. Wreszcie, większość modeli światła zmęczeniowego opiera się na nierozszerzającym się wszechświecie, ale skutkuje to widmem promieniowania tła, które nie pasuje do naszych obserwacji. W kategoriach liczbowych, gdyby hipoteza zmęczenia światła była poprawna, całe obserwowane promieniowanie kosmicznego tła musiałoby pochodzić ze źródeł, które są bliżej nas niż galaktyka Andromedy (najbliższa nam galaktyka), a wszystko poza nią byłoby dla nas niewidzialny.
Wieczna inflacja
Większość współczesnych modeli wczesnego Wszechświata postuluje krótki okres wykładniczego wzrostu (znany jako inflacja) spowodowany energią próżni, podczas którego sąsiednie cząstki są szybko oddzielane ogromnymi obszarami przestrzeni. Po tym napompowaniu energia próżni rozpadła się w gorącą zupę plazmową, w której utworzyły się atomy, cząsteczki i tak dalej. W teorii wiecznej inflacji ten proces inflacyjny nigdy się nie zakończył. Zamiast tego bąbelki przestrzeni przestałyby puchnąć i wejść w stan niskoenergetyczny, aby rozszerzyć się w przestrzeń inflacyjną. Takie bąbelki byłyby jak bąbelki pary we wrzącym garnku z wodą, tyle że tym razem garnek rósłby równomiernie.
Zgodnie z tą teorią, nasz wszechświat jest jednym z pęcherzyków wszechświata wielokrotnego, charakteryzującego się ciągłą inflacją. Jednym z aspektów tej teorii, który można przetestować, jest założenie, że dwa wszechświaty, które są dostatecznie blisko siebie, spowodowałyby zakłócenia w czasoprzestrzeni każdego wszechświata. Najlepszym wsparciem dla takiej teorii byłoby znalezienie dowodów takiego naruszenia na tle CMB.
Pierwszy model inflacyjny został zaproponowany przez radzieckiego naukowca Aleksieja Starobińskiego, ale stał się sławny na Zachodzie dzięki fizykowi Alanowi Guthowi, który zasugerował, że wczesny wszechświat może być przechłodzony i pozwolić na gwałtowny wzrost jeszcze przed Wielkim Wybuchem. Andrei Linde wziął te teorie i rozwinął na ich podstawie teorię „wiecznej chaotycznej ekspansji”, zgodnie z którą zamiast potrzeby Wielkiego Wybuchu, z niezbędną energią potencjalną, ekspansja może rozpocząć się w dowolnym punkcie przestrzeni skalarnej i zachodzić stale w całym multiwersie.
Oto, co mówi Linde: „Zamiast wszechświata z jednym prawem fizyki, wieczna chaotyczna inflacja zakłada samoreplikację i wiecznie istniejący multiwers, w którym wszystko jest możliwe”.
Miraż czterowymiarowej czarnej dziury
Standardowy model Wielkiego Wybuchu stwierdza, że wszechświat eksplodował z nieskończenie gęstej osobliwości, ale to nie ułatwia wyjaśnienia jego prawie jednolitej temperatury, biorąc pod uwagę stosunkowo krótki czas (według standardów kosmicznych), który upłynął od tego brutalnego wydarzenia. Niektórzy uważają, że może to wyjaśniać nieznaną formę energii, która spowodowała, że wszechświat rozszerzał się szybciej niż prędkość światła. Grupa fizyków z Perimeter Institute for Theoretical Physics zasugerowała, że wszechświat może być zasadniczo trójwymiarowym mirażem stworzonym na horyzoncie zdarzeń czterowymiarowej gwiazdy zapadającej się w czarną dziurę.
Nyayesh Afshordi i jego koledzy przeanalizowali propozycję z 2000 roku złożoną przez zespół z Uniwersytetu Ludwiga Maksymiliana w Monachium, zgodnie z którą nasz wszechświat może być tylko jedną membraną, istniejącą w „wolumetrycznym wszechświecie” o czterech wymiarach. Zdecydowali, że jeśli ten masywny wszechświat zawiera również czterowymiarowe gwiazdy, mogłyby zachowywać się jak ich trójwymiarowe odpowiedniki w naszym wszechświecie - eksplodując w supernowe i zapadając się w czarne dziury.
Trójwymiarowe czarne dziury otoczone są kulistą powierzchnią - horyzontem zdarzeń. Podczas gdy powierzchnia horyzontu zdarzeń trójwymiarowej czarnej dziury jest dwuwymiarowa, kształt horyzontu zdarzeń czterowymiarowej czarnej dziury musi być trójwymiarowy - hipersfera. Kiedy zespół Afshordi modelował śmierć gwiazdy 4D, odkrył, że wybuchowa materia utworzyła 3-D brane (membranę) wokół horyzontu zdarzeń i powoli się rozszerzyła. Zespół spekulował, że nasz wszechświat może być mirażem utworzonym z gruzu z zewnętrznych warstw czterowymiarowej zapadającej się gwiazdy.
Ponieważ czterowymiarowy wszechświat wolumetryczny może być znacznie starszy, a nawet nieskończenie stary, wyjaśnia to jednolitą temperaturę obserwowaną w naszym Wszechświecie, chociaż niektóre niedawne dowody sugerują, że mogą występować odchylenia, które sprawiają, że model konwencjonalny lepiej pasuje.
Mirror Universe
Jednym z zagmatwanych problemów fizyki jest to, że prawie wszystkie akceptowane modele, w tym grawitacja, elektrodynamika i teoria względności, działają równie dobrze w opisywaniu wszechświata, niezależnie od tego, czy czas płynie do przodu, czy do tyłu. W prawdziwym świecie wiemy, że czas porusza się tylko w jednym kierunku, a standardowym wyjaśnieniem tego jest to, że nasze postrzeganie czasu jest tylko produktem entropii, podczas której porządek rozpuszcza się w nieład. Problem z tą teorią polega na tym, że sugeruje ona, iż nasz Wszechświat rozpoczął się od wysoce uporządkowanego stanu i niskiej entropii. Wielu naukowców nie zgadza się z koncepcją wczesnego wszechświata o niskiej entropii, który rejestruje kierunek czasu.
Julian Barbour z University of Oxford, Tim Kozlowski z University of New Brunswick i Flavio Mercati z Perimeter Institute for Theoretical Physics opracowali teorię, że grawitacja powoduje upływ czasu. Badali symulacje komputerowe 1000-punktowych cząstek oddziałujących ze sobą pod wpływem grawitacji Newtona. Okazało się, że niezależnie od rozmiaru czy rozmiaru, cząstki ostatecznie tworzą stan o małej złożoności przy minimalnej wielkości i maksymalnej gęstości. Ten system cząstek rozszerza się następnie w obu kierunkach, tworząc dwie symetryczne i przeciwne „strzałki czasu”, a wraz z nim bardziej uporządkowane i złożone struktury po obu stronach.
Sugeruje to, że Wielki Wybuch doprowadził do powstania nie jednego, ale dwóch wszechświatów, z których czas płynie w przeciwnym kierunku. Według Barbour:
„Ta sytuacja dwóch przyszłości pokaże jedną chaotyczną przeszłość w obu kierunkach, co oznacza, że zasadniczo będą dwa wszechświaty po obu stronach stanu centralnego. Jeśli są wystarczająco złożone, obie strony będą wspierać obserwatorów, którzy potrafią dostrzec upływ czasu w przeciwnym kierunku. Każda czująca istota zdefiniuje swoją strzałkę czasu jako oddalającą się od centralnego stanu. Pomyślą, że żyjemy teraz w ich odległej przeszłości”.
Konformalna cykliczna kosmologia
Sir Roger Penrose, fizyk z Uniwersytetu Oksfordzkiego, uważa, że Wielki Wybuch nie był początkiem wszechświata, a jedynie przejściem, przechodzącym przez cykle rozszerzania i kurczenia się. Penrose zasugerował, że geometria przestrzeni zmienia się w czasie i staje się coraz bardziej zagmatwana, opisując matematyczną koncepcję tensora krzywizny Weyla, która zaczyna się od zera i rośnie w czasie. Uważa, że czarne dziury działają poprzez zmniejszenie entropii Wszechświata, a kiedy ten ostatni osiąga koniec swojej ekspansji, czarne dziury pochłaniają materię i energię, a ostatecznie nawzajem. Kiedy materia rozpada się w czarnych dziurach, znika w procesie promieniowania Hawkinga, przestrzeń staje się jednorodna i wypełniona bezużyteczną energią.
Prowadzi to do koncepcji niezmienności konformalnej, symetrii geometrii o różnych skalach, ale o tym samym kształcie. Kiedy Wszechświat nie może już spełniać warunków początkowych, Penrose uważa, że transformacja konformalna doprowadzi geometrię przestrzeni do wygładzenia, a zdegradowane cząstki powrócą do stanu zerowej entropii. Wszechświat zapada się w siebie, gotowy do wybuchu kolejnego Wielkiego Wybuchu. Wynika z tego, że wszechświat charakteryzuje się powtarzalnym procesem rozszerzania się i kurczenia, który Penrose podzielił na okresy zwane „eonami”.
Panrose i jego partner, Vahagn (Vahe) Gurzadyan z Instytutu Fizyki w Erewaniu w Armenii, zebrali dane satelitarne CMB NASA i powiedzieli, że znaleźli w danych 12 odrębnych koncentrycznych pierścieni, które ich zdaniem mogą świadczyć o falach grawitacyjnych powodowanych przez zderzenie supermasywnych czarnych dziur pod koniec poprzedniego eonu. Jak dotąd jest to główny dowód teorii konformalnej cyklicznej kosmologii.
Cold Big Bang i kurczący się wszechświat
Standardowy model Wielkiego Wybuchu mówi, że po tym, jak cała materia eksplodowała z osobliwości, puchła do postaci gorącego i gęstego wszechświata i zaczęła się powoli ochładzać przez miliardy lat. Ale ta osobliwość stwarza wiele problemów, gdy próbują wtłoczyć ją w ogólną teorię względności i mechanikę kwantową, więc kosmolog Krishtof Wetterich z Uniwersytetu w Heidelbergu zasugerował, że wszechświat mógł zacząć się od zimnej i ogromnej pustej przestrzeni, która staje się aktywna tylko dlatego, że się kurczy, a nie rozszerza się zgodnie ze standardowym modelem.
W tym modelu przesunięcie ku czerwieni obserwowane przez astronomów mogło być spowodowane wzrostem masy Wszechświata w miarę jego kurczenia się. Światło emitowane przez atomy zależy od masy cząstek, więcej energii przejawia się, gdy światło przenosi się do niebieskiej części widma, a mniej do czerwieni.
Główny problem z teorią Wettericha polega na tym, że nie można jej potwierdzić pomiarami, ponieważ porównujemy tylko stosunki różnych mas, a nie same masy. Jeden fizyk narzekał, że ten model jest podobny do stwierdzenia, że wszechświat się nie rozszerza, ale kurczy się władca, którym go mierzymy. Wetterich powiedział, że nie uważa swojej teorii za substytut Wielkiego Wybuchu; zauważył tylko, że koreluje to ze wszystkimi znanymi obserwacjami Wszechświata i może być bardziej „naturalnym” wyjaśnieniem.
Kręgi Cartera Jim Carter jest naukowcem-amatorem, który opracował osobistą teorię wszechświata opartą na odwiecznej hierarchii „cyrklonów”, hipotetycznych okrągłych obiektów mechanicznych. Uważa, że całą historię wszechświata można wytłumaczyć jako pokolenia cyrklonów rozwijające się w procesie rozmnażania i rozszczepiania. Naukowiec doszedł do tego wniosku po zaobserwowaniu idealnego pierścienia pęcherzyków wydobywających się z jego aparatu oddechowego podczas nurkowania w latach 70. i udoskonalił swoją teorię eksperymentami z kontrolowanymi pierścieniami dymu, koszami na śmieci i gumowymi prześcieradłami. Carter uważał je za fizyczne ucieleśnienie procesu zwanego cyrkloniczną synchronizacją.
Powiedział, że synchroniczność cyrkloniczna jest lepszym wyjaśnieniem powstania wszechświata niż teoria Wielkiego Wybuchu. Jego teoria o żywym wszechświecie zakłada, że zawsze istniał co najmniej jeden atom wodoru. Na początku jeden atom przeciwwodoru unosił się w trójwymiarowej pustce. Ta cząstka miała taką samą masę jak cały wszechświat i składała się z dodatnio naładowanego protonu i ujemnie naładowanego antyprotonu. Wszechświat był w całkowitej idealnej dwoistości, ale ujemny antyproton rozszerzał się grawitacyjnie nieco szybciej niż dodatni proton, co doprowadziło do utraty jego względnej masy. Rozszerzyły się ku sobie, aż ujemna cząstka wchłonęła dodatnią i utworzyła antyneutron. Antyneutron również był niezrównoważony pod względem masy, ale ostatecznie powrócił do równowagi.co doprowadziło do jego rozszczepienia na dwa nowe neutrony z cząstki i antycząstki. Proces ten spowodował wykładniczy wzrost liczby neutronów, z których część już się nie rozpadła, ale unicestwiła w fotony, które stanowiły podstawę promieniowania kosmicznego. Ostatecznie wszechświat stał się masą stabilnych neutronów, które istniały przez pewien czas przed rozpadem i po raz pierwszy umożliwiły elektronom zjednoczenie się z protonami, tworząc pierwsze atomy wodoru i wypełniając wszechświat elektronami i protonami, aktywnie współdziałając z tworzeniem się nowych pierwiastków. Małe szaleństwo nie boli. Większość fizyków uważa, że idee Cartera są urojeniowe niezrównoważone, co nie jest nawet przedmiotem empirycznego badania. Eksperymenty Cartera z pierścieniami dymnymi posłużyły jako dowód na zdyskredytowaną teorię eteru 13 lat temu. Proces ten spowodował wykładniczy wzrost liczby neutronów, z których część już się nie rozpadła, ale unicestwiła w fotony, które stanowiły podstawę promieniowania kosmicznego. Ostatecznie wszechświat stał się masą stabilnych neutronów, które istniały przez pewien czas przed rozpadem i po raz pierwszy umożliwiły elektronom zjednoczenie się z protonami, tworząc pierwsze atomy wodoru i wypełniając wszechświat elektronami i protonami, aktywnie współdziałając z tworzeniem się nowych pierwiastków. Małe szaleństwo nie boli. Większość fizyków uważa, że idee Cartera są urojeniowe niezrównoważone, co nie jest nawet przedmiotem empirycznego badania. Eksperymenty Cartera z pierścieniami dymnymi posłużyły jako dowód na zdyskredytowaną teorię eteru 13 lat temu. Proces ten spowodował wykładniczy wzrost liczby neutronów, z których część już się nie rozszczepia, ale unicestwia w fotony, które stanowiły podstawę promieni kosmicznych. Ostatecznie wszechświat stał się masą stabilnych neutronów, które istniały przez pewien czas przed rozpadem i po raz pierwszy umożliwiły elektronom zjednoczenie się z protonami, tworząc pierwsze atomy wodoru i wypełniając wszechświat elektronami i protonami, aktywnie współdziałając z tworzeniem się nowych pierwiastków. Małe szaleństwo nie boli. Większość fizyków uważa, że idee Cartera są urojeniowe niezrównoważone, co nie jest nawet przedmiotem empirycznego badania. Eksperymenty Cartera z pierścieniami dymnymi posłużyły jako dowód na zdyskredytowaną teorię eteru 13 lat temu.który stanowił podstawę promieni kosmicznych. Ostatecznie wszechświat stał się masą stabilnych neutronów, które istniały przez pewien czas przed rozpadem i po raz pierwszy umożliwiły elektronom zjednoczenie się z protonami, tworząc pierwsze atomy wodoru i wypełniając wszechświat elektronami i protonami, aktywnie współdziałając z tworzeniem się nowych pierwiastków. Małe szaleństwo nie boli. Większość fizyków uważa, że idee Cartera są urojeniowe niezrównoważone, co nie jest nawet przedmiotem empirycznego badania. Eksperymenty Cartera z pierścieniami dymnymi posłużyły jako dowód na zdyskredytowaną teorię eteru 13 lat temu.który stanowił podstawę promieni kosmicznych. Ostatecznie wszechświat stał się masą stabilnych neutronów, które istniały przez pewien czas przed rozpadem, i po raz pierwszy umożliwiły elektronom zjednoczenie się z protonami, tworząc pierwsze atomy wodoru i wypełniając wszechświat elektronami i protonami, aktywnie współdziałając z tworzeniem się nowych pierwiastków. Małe szaleństwo nie boli. Większość fizyków uważa, że idee Cartera są urojeniowe niezrównoważone, co nie jest nawet przedmiotem empirycznego badania. Eksperymenty Cartera z pierścieniami dymnymi posłużyły jako dowód na zdyskredytowaną teorię eteru 13 lat temu.tworząc pierwsze atomy wodoru i wypełniając wszechświat elektronami i protonami, aktywnie współdziałając z powstawaniem nowych pierwiastków. Małe szaleństwo nie boli. Większość fizyków uważa, że idee Cartera są urojeniowe niezrównoważone, co nie jest nawet przedmiotem empirycznego badania. Eksperymenty Cartera z pierścieniami dymnymi posłużyły jako dowód na zdyskredytowaną teorię eteru 13 lat temu.tworząc pierwsze atomy wodoru i wypełniając wszechświat elektronami i protonami, aktywnie współdziałając z powstawaniem nowych pierwiastków. Małe szaleństwo nie boli. Większość fizyków uważa, że idee Cartera są urojeniowe niezrównoważone, co nie jest nawet przedmiotem empirycznego badania. Eksperymenty Cartera z pierścieniami dymnymi posłużyły jako dowód na zdyskredytowaną teorię eteru 13 lat temu.
Wszechświat plazmowy Podczas gdy w kosmologii standardowej grawitacja pozostaje główną siłą rządzącą, w kosmologii plazmy (w teorii wszechświata elektrycznego) stawką jest elektromagnetyzm. Jednym z pierwszych zwolenników tej teorii był rosyjski psychiatra Immanuel Velikovsky, który w 1946 roku napisał pracę pt. „Przestrzeń bez grawitacji”, w której stwierdził, że grawitacja jest zjawiskiem elektromagnetycznym wynikającym z interakcji między ładunkami atomowymi, ładunkami swobodnymi i polami magnetycznymi słońca. i planet. Później te teorie zostały opracowane już w latach 70. przez Ralpha Yurgensa, który argumentował, że gwiazdy działają na procesy elektryczne, a nie termojądrowe.
Istnieje wiele iteracji teorii, ale wiele elementów pozostaje niezmienionych. Teorie wszechświata plazmowego twierdzą, że Słońce i gwiazdy są zasilane elektrycznie przez prądy dryftu, że niektóre cechy powierzchni planety są powodowane przez „super-błyskawice”, a ogony komet, marsjańskie diabły pyłowe i formowanie się galaktyk są procesami elektrycznymi. Zgodnie z tymi teoriami, przestrzeń kosmiczna jest wypełniona gigantycznymi włóknami elektronów i jonów, które skręcają się w wyniku działania sił elektromagnetycznych w kosmosie i tworzą fizyczną materię, taką jak galaktyki. Kosmolodzy plazmowi zakładają, że Wszechświat jest nieskończony pod względem wielkości i wieku. Jedną z najbardziej wpływowych książek na ten temat był The Big Bang Never Happened, napisany przez Erica Lernera w 1991 roku. On twierdziłże teoria Wielkiego Wybuchu błędnie przewiduje gęstość lekkich pierwiastków, takich jak deuter, lit-7 i hel-4, że puste przestrzenie między galaktykami są zbyt duże, aby można je było wyjaśnić ramami czasowymi teorii Wielkiego Wybuchu oraz że jasność powierzchni odległych galaktyk jest obserwowana jako stała, podczas gdy w rozszerzającym się wszechświecie jasność ta powinna zmniejszać się wraz z odległością z powodu przesunięcia ku czerwieni. Twierdził również, że teoria Wielkiego Wybuchu wymaga zbyt wielu hipotetycznych rzeczy (inflacja, ciemna materia, ciemna energia) i narusza prawo zachowania energii, ponieważ wszechświat rzekomo narodził się z niczego. Zamiast tego, mówi, teoria plazmy poprawnie przewiduje obfitość elementów świetlnych, makroskopową strukturę Wszechświata i pochłanianie fal radiowych, które powodują kosmiczne mikrofalowe tło. Wielu kosmologów twierdzi, że krytyka kosmologii Wielkiego Wybuchu Lernera opiera się na koncepcjach, które uznano za błędne w czasie jego pisania, oraz na jego wyjaśnieniach, że obserwacje kosmologów Wielkiego Wybuchu przedstawiają więcej problemów, niż są w stanie rozwiązać.
Bindu-vipshot Jak dotąd nie poruszaliśmy religijnych ani mitologicznych opowieści o stworzeniu wszechświata, ale zrobimy wyjątek dla hinduskiej historii stworzenia, ponieważ można ją łatwo powiązać z teoriami naukowymi. Carl Sagan powiedział kiedyś, że jest to „jedyna religia, której ramy czasowe spotyka się ze współczesną kosmologią naukową. Jego cykle rozciągają się od naszego zwykłego dnia i nocy do dnia i nocy Brahmy o długości 8,64 miliarda lat. Istniały dłużej niż Ziemia czy Słońce, prawie połowa czasu od Wielkiego Wybuchu."
Najbardziej zbliżona do tradycyjnej idei Wielkiego Wybuchu wszechświata jest hinduska koncepcja bindu-vipshot (dosłownie „eksplozja punktowa” w sanskrycie). Wedyjskie hymny starożytnych Indii głosiły, że bindu-vipshot wytwarza fale dźwiękowe sylaby om, co oznacza brahman, absolutną rzeczywistość lub Boga. Słowo „Brahman” ma sanskrycki rdzeń brh oznaczający „wielki wzrost”, co może być związane z Wielkim Wybuchem, zgodnie z pismem Shabda Brahman. Pierwszy dźwięk „om” jest interpretowany jako wibracja Wielkiego Wybuchu, wykryta przez astronomów w postaci reliktowego promieniowania. Upaniszady wyjaśniają, że Wielki Wybuch jest jednym (brahmanem) chcącym stać się wieloma, co osiągnął przez Wielki Wybuch jako wysiłek woli. Stworzenie jest często przedstawiane jako lila lub „boska gra” w tym sensie, że wszechświat został stworzony jako część sztuki,a premiera Wielkiego Wybuchu również była tego częścią. Ale czy gra będzie interesująca, jeśli będzie miała wszechwiedzącego gracza, który wie, jak będzie grać? Pisarz tekstów Artem Luchko