هل “الأكوان المرتدة” لها بداية؟

كون

الائتمان: Pixabay / CC0 Public Domain

في محاولة لفهم طبيعة الكون ، يقترح بعض المنظرين أن الكون يتمدد ويتقلص في دورات لا نهاية لها.

نظرًا لأنه يُفترض أن يكون هذا السلوك دائمًا ، يجب ألا يكون للكون بداية ولا نهاية – فقط الدورات الأبدية من النمو والانكماش التي تمتد إلى الأبد في المستقبل ، وإلى الأبد إلى الماضي.

إنه مفهوم جذاب لأنه يزيل الحاجة إلى حالة تسمى التفرد والتي تتوافق مع “بداية الوقت” في النماذج الأخرى.

لكن دراسة جديدة أجراها عالم الفيزياء ويل كيني ونينا شتاين بجامعة بافالو تسلط الضوء على إحدى الطرق التي تسقط بها علم الكونيات الدورية أو “المرتدة”.

يظهر البحث أن أحدث نسخة من هذه النظرية – نموذج دوري يحل المخاوف القديمة بشأن الإنتروبيا – يقدم مشكلة جديدة (أو بالأحرى ، يعود إلى مشكلة قديمة). استنتج كيني وستاين أن الأكوان الدورية الموصوفة في هذا النموذج يجب أن يكون لها بداية.

يقول كيني ، دكتوراه ، أستاذ الفيزياء في UB College of الآداب والعلوم. “في هذا النوع الجديد من النماذج ، الذي يعالج مشاكل الانتروبيا ، حتى لو كان للكون دورات ، فلا يزال يجب أن يكون له بداية.”

“هناك الكثير من الأسباب التي تجعلك تشعر بالفضول بشأن الكون المبكر ، لكنني أعتقد أن المفضل لدي هو الميل البشري الطبيعي إلى الرغبة في معرفة ما حدث من قبل” ، كما يقول شتاين ، الحاصل على درجة الدكتوراه من جامعة كاليفورنيا. طالب في الفيزياء ، من حيث أهمية البحث. “عبر الثقافات والتواريخ ، روى البشر قصصًا عن الخلق ، عن” في البداية “. نريد دائمًا أن نعرف من أين أتينا “.

نُشرت الدراسة ، التي مولتها مؤسسة العلوم الوطنية ، في يونيو في مجلة علم الكونيات والفيزياء الفلكية. الورقة بعنوان “علم الكون الدوري والاكتمال الجيوديسي”.

إذا كان للكون بداية ، فكيف بدأ؟

كيني هو مؤلف كتاب عام 2022 بعنوان “إنفينيتي من العوالم” ، والذي يحكي القصة الملحمية للتضخم الكوني ، وهي نظرية منافسة حول أصول الكون. في ظل هذا النموذج ، تميز الكون المبكر بفترة من التوسع السريع من التفرد ، تلاها الانفجار العظيم الفائق ، الذي صاغ العناصر البدائية التي استمرت في تكوين المجرات والنجوم والكواكب ، والذرات في أجسامنا وكلها. الكائنات الحية الأخرى.

التضخم الكوني نظرية رائدة. لكنه يركز على ما يحدث أثناء وبعد عصر التوسع السريع. إنه لا يفسر ما جاء قبل ذلك ، ولا يصف شروط التفرد الأولي.

إن الكون الدوري حقًا سيتغلب على هذه المشكلات: إذا كان الكون منخرطًا في دورات لا نهاية لها من التوسع والانكماش ، فلن يحتاج إلى بداية على الإطلاق. لكن كما يلاحظ كيني ، فإن هذه النماذج المرتدة تثير مجموعة خاصة بها من الأسئلة التي لا يمكن الدفاع عنها.

يقول كيني: “لسوء الحظ ، كان معروفًا منذ ما يقرب من 100 عام أن هذه النماذج الدورية لا تعمل لأن الفوضى ، أو الانتروبيا ، تتراكم في الكون بمرور الوقت ، لذلك تختلف كل دورة عن سابقتها. إنها ليست دورية حقًا”. . “يتغلب نموذج دوري حديث على مشكلة تراكم الانتروبيا هذه من خلال اقتراح أن الكون يوسع مجموعة كاملة مع كل دورة ، مما يضعف الكون. أنت تمد كل شيء للتخلص من الهياكل الكونية مثل الثقوب السوداء ، والتي تعيد الكون إلى حالتها الأصلية المتجانسة قبل أن يبدأ ارتداد آخر “.

ويضيف: “لكن ، باختصار القصة الطويلة ، أظهرنا أنه عند حل مشكلة الانتروبيا ، فإنك تخلق موقفًا يجب أن يكون للكون فيه بداية. ويظهر دليلنا بشكل عام أن أي نموذج دوري يزيل الانتروبيا عن طريق التوسع يجب أن يكون البداية.”

يقول شتاين: “فكرة وجود نقطة زمنية لم يكن قبلها شيء ، ولا وقت ، تزعجنا ، ونريد أن نعرف ما كان هناك قبل ذلك – بما في ذلك العلماء”. “ولكن بقدر ما نستطيع أن نقول ، يجب أن تكون هناك” بداية “. هناك نقطة لا إجابة لسؤال: ماذا جاء قبل ذلك؟ “

وبالطبع ، هناك المزيد من الأسئلة البحثية ، كما يقول كيني: “لا ينطبق دليلنا على النموذج الدوري الذي اقترحه روجر بنروز ، حيث يتمدد الكون بلا حدود في كل دورة. نحن نعمل على ذلك.”


استخدام الصور المجسمة لإلقاء الضوء على مساحة دي سيتر


معلومات اكثر:
كيني وآخرون ، علم الكونيات الدوري والاكتمال الجيوديسي ، مجلة علم الكونيات والفيزياء الفلكية (2022). DOI: 10.1088 / 1475-7516 / 2022/06/011

مقدمة من جامعة بوفالو

الاقتباس: هل “الأكوان المرتدة” لها بداية؟ (2022 ، 5 أغسطس) تم استرجاعه في 6 أغسطس 2022 من https://phys.org/news/2022-08-universes.html

هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق