Ky model ciklik i universit ka kozmologë që ri-mendojnë teorinë e Big Bang-ut

Njihuni me përtypjen e madhe: në këtë teori mbi origjinën e universit, Big Bang nuk ishte fillimi, por një model i përsëritur i zgjerimit dhe tkurrjes.

Në qoshet e Paul Steinhardt në botën e kozmologjisë, të thuash që historia përsëritet do të ishte një nënvlerësim për të qeshur. Kjo sepse sipas tij dhe një grusht bashkëmoshatarësh të tij, forma e universit mund të futet në një cikël të ri çdo trilion vjet apo më shumë.

“Njëqind milion vjet tingëllon si një kohë e gjatë, por kozmikisht është si nesër”, thotë Steinhardt.

Profesori i fizikës dhe drejtori i Qendrës Princeton për Shkencën Teorike bashkë-autor i një artikulli mbi këtë temë, një model ciklik i universit, me Neil Turok.

Modeli ciklik i universit që ai ndihmoi si pionier është vetëm ai: një teori që universi e formon veten përsëri dhe përsëri në cikle.

Përkrahësit e këtij modeli po na kërkojnë të rimendojmë teorinë e Big Bengut dhe inflacionin e shpejtë të universit. Ata pretendojnë se duke bërë kështu mund të plotësojë disa nga boshllëqet më të mëdha në të kuptuarit tonë të përbashkët për mënyrën e punës së hapësirës dhe kohës.

Modeli i Shpërthimit të Madh dhe Inflacionit

Kuptimi i pranuar përgjithësisht i universit është ky: rreth 14 miliardë vjet më parë, ndodhi Big Bang. Në sekondat e para, ligjet e fizikës siç i kuptojmë nuk zbatoheshin. Gjithçka që përfundimisht do të bëhej materie shpërtheu brenda pak sekondash, grimcat e para, si elektronet dhe fotonet, dhe përfundimisht neutronet dhe protonet, blloqet ndërtuese të atomeve tona.

Farërat e hershme të yjeve, planetëve dhe galaktikave u zgjeruan nga ajo pikë e rëndësishme në kohë dhe hapësirë. Ai u përhap në atë mënyrë që universi u bë shumë i lëmuar.

Zbutja, në një shkallë të madhe, do të thotë vetëm se gjërat brenda universit janë shpërndarë relativisht në mënyrë të barabartë. Kjo do të thotë, nëse do të vendosnit një kub rreth një pjese të universit, nuk do të ishte shumë më i dendur se një kub tjetër i vendosur rastësisht.

Në një shkallë më të vogël, si midis galaktikave ose brenda një sistemi diellor, materia është “me gunga” dhe e mbushur me grumbuj.

Fizikantët teorizojnë se menjëherë pas Big Bengut, ndodhi diçka e quajtur “inflacion”. Në thelb, ajo që dikur ishte një univers i vogël, i mbushur së bashku, u zgjerua me shpejtësi në një fraksion të sekondës dhe vazhdon të zgjerohet edhe sot.

Inflacioni është pjesë e modelit aktual standard të universit, i quajtur modeli Lambda Cold Dark Matter (LCDM). Në LCDM, forma e trajektores së universit duket, në disa përshkrime, si një gyp, maja e saj e gjerë rritet dhe përhapet më tej me kalimin e kohës.

Ky është një interpretim. Por ka të tjera që kanë dalë nga të njëjtat pjesë informacioni që shkencëtarët mund të vëzhgojnë dhe të matin në jetën reale, domethënë astronominë vëzhguese. Informacioni i jetës reale është thelbësor nëse shkencëtarët do të përdorin modele për të bërë parashikime aktuale për të ardhmen e kozmosit tonë.

“Kozmologjia është një lloj pune ekipore, keni nevojë për disa njerëz që përqendrohen në gjëra vërtet pragmatike dhe vëzhguese dhe keni nevojë që njerëzit të shkojnë në shkencë”, thotë Leonardo Giani, një studiues postdoktoral në Universitetin e Queensland në Australi, studimet e të cilit fokusohen në alternativë modele të universit përveç modelit standard.

Ajo që dimë me siguri

Astrofizika teorike ka të bëjë me supozimet e arsimuara që janë formuar nga gjërat e pakta që ne dimë me siguri. Diçka e quajtur Sfondi Mikrovalor Kozmik (CMB) kontribuon në një pjesë të madhe të atij informacioni të vëzhgueshëm. CMB përbëhet nga gjurmët e rrezatimit të mbetur nga një fazë e hershme e universit. Teleskopët e radios mund ta marrin atë, dhe pastaj t’i përkthejnë valët në një imazh të llojit të hartës së nxehtësisë.

Ky imazh në fakt na tregon se si përmbajtja e universit u shpërnda rreth 400 mijë vjet pas Big Bang, fotografia më e hershme e vëzhgueshme e një universi pa yje, sisteme diellore dhe galaktika. Gjithçka ishte më afër së bashku dhe pothuajse uniforme, me përjashtim të luhatjeve të vogla që u bënë çështje që formonin yje dhe galaktika.

Ky imazh shërben si dëshmi se universi filloi të mblidhet së bashku dhe është zgjeruar atje ku është sot.

Ne gjithashtu e dimë se universi vazhdon të zgjerohet, dhe madje mund të masë, deri në një farë mase, sa shpejt po e bën këtë. CMB gjithashtu shërben për të konfirmuar se një version i mëparshëm i universit ishte shumë i nxehtë dhe epoka jonë është shumë më e ftohtë.

Problemet me modelin tonë aktual

Steinhardt thotë se një numër problemesh lindin me modelin e inflacionit, i cili vetë zgjeroi dhe korrigjoi modelet e mëparshme që dolën nga teoria e Big Bang. Modeli i inflacionit duhej të shpjegonte pse, për shembull, universi duket kaq homogjen në një shkallë të madhe pa të njëjtat kushte fillestare.

Por, Steinhardt, thotë që ka aq shumë mundësi që dalin nga një model inflacionist, saqë e bën vetë modelin më pak të dobishëm.

Modelet e mëparshme, nuk përjashtojnë parashikimet për kozmosin që janë të gabuara. “Është sikur kam ardhur për t’ju shpjeguar pse qielli është blu, por pastaj kur shikoni teorinë time më nga afër”, teoria ime mund të kishte parashikuar gjithashtu ngjyrat e kuqe, jeshile, polka, me shirita, të rastësishëm”, thotë Steinhardt.

“Dhe pastaj ju thoni” Mirë, çfarë përfitimi ka ajo teori”?

Pastaj është problemi i singularitetit. Teoria e inflacionit, argumenton Steinhardt, gjithashtu ngec në pikën “para” Big Bangut, sepse sipas saj, nuk ka asgjë para saj.

Matematikisht, Big Bang duket sikur erdhi nga një gjendje e pacaktuar, diçka që nuk shpjegohet me ligjet e fizikës sipas teorisë së relativitetit të përgjithshëm të Ajnshtajnit.

Kjo quhet gjithashtu një “singularitet”. Për Steinhardt por jo për të gjithë, kjo është ekuivalenti matematikor i një flamuri të kuq. “Ne të gjithë mësuam në shkollë, kur merrni një mbi zero për një përgjigje, jeni në telashe, sepse kjo është një përgjigje e pakuptimtë. Ke bërë një gabim”.

Në një problem të lidhur, ka gjithashtu disa vështirësi në pajtimin e teorisë së inflacionit me teorinë e fijeve dhe mekanikën kuantike, thotë Steinhardt.

Nëse modeli e përshkroi saktë universin, kornizat e tjera të pranuara të fizikës do të pajtoheshin me të. Në vend të kësaj, Steinhardt thotë se ata janë në kundërshtim.

“Kur dikush mendon për kozmologjinë, ju shpesh arrini fusha të të menduarit, të cilat janë mjaft të largëta, qoftë nga ana astro ose nga ana themelore e fizikës dhe duke parë, a përshtaten ato së bashku”? Modeli ciklik, ndihmon për ta bërë këtë.

Modeli ciklik dhe spinofet e tij

Një model ciklik i universit është krijuar për të zgjidhur disa nga problemet në dukje të pazgjidhshme të Big Bang dhe modelet e inflacionit. “Kjo na lejon të shkojmë përtej Big Bengut, por pa asnjë lloj çështje magjike filozofike”, thotë Stephon Alexander, një profesor i fizikës në Universitetin Brown, dhe bashkë-shpikësi i një modeli inflacioni të universit bazuar në teorinë e fijeve.

“Sepse koha ka ekzistuar gjithmonë në të kaluarën”.

Shkencëtarët kanë propozuar një model ciklik që mund të funksionojë matematikisht në disa mënyra. Modeli i një universi ciklik të Steinhardt dhe Turok është një prej tyre.

Parimet kryesore të tij janë këto: shpërthimi i madh nuk ishte fillimi i kohës, kishte një fazë të mëparshme që çonte në të, me cikle të shumta tkurrjeje dhe zgjerimi që përsëriten pafundësisht dhe periudha kryesore që përcaktonte formën e universit tonë ishte para të ashtuquajturës shpërthim.

Aty do të gjeni një periudhë të tkurrjes së ngadaltë të quajtur “Kriza e Madhe”.

Pra, në vend që një fillim kohe të dalë nga asgjëja, modeli ciklik lejon për një periudhë të gjatë kohore në krye. Ai pretendon të rregullojë të njëjtat probleme siç bëri teoria inflacioniste, por ndërtohet edhe më tej.

Për një gjë, ekzistenca e kohës para Kërcimit të Madh heq problemin e singularitetit, atë numër të pacaktuar. Ai gjithashtu përdor teorinë e vargjeve dhe luhatjet kuantike.

Ashtu si LCDM, një model ciklik gjithashtu do të merrte parasysh energjinë e errët, një forcë e padukshme që shkencëtarët besojnë se qëndron pas zgjerimit të përshpejtuar të universit. Por në modelin e Stenhardt dhe Turok, gjërat ngjajnë pak më shumë me trillimet shkencore: dy plane identike, ose “brana”, (në teorinë e vargjeve, një objekt që mund të ketë çdo numër dimensionesh) mblidhen dhe zgjerohen.

Ne mund të vëzhgojmë tre dimensionet e rrafshit tonë, por jo dimensionet shtesë të tjetrit. Energjia e errët është edhe forca që i çon degët në një përplasje, me ndarje midis tyre. Vazhdon zgjerimi i degëve, dhe energjia e errët i tërheq ato përsëri sapo të jenë aq të sheshta dhe të lëmuara sa mund të bëhen.

Giani, studiuesi, nuk është aq i sigurt, për shkak të disa supozimeve që sjell ky model nga teoria e vargjeve. Atij i pëlqen një model tjetër ciklik nga Roger Penrose, një fizikan teorik në Oksford i cili doli me atë që vetë Penrose e quajti “një perspektivë e re skandaloze” mbi universin.

Është e vështirë të mbyllësh kokën: në të ardhmen e largët, sistemi ynë diellor dhe galaktika do të përfshihen nga vrimat e zeza, të cilat hanë të gjithë masën tjetër në univers, dhe pastaj pas një sasie të paimagjinueshme kohe, vetëm vrima të zeza do të ekzistojë.

Përfundimisht, ekzistojnë vetëm fotone, të cilat nuk kanë masë dhe për këtë arsye nuk kanë energji apo frekuencë, sipas ligjeve tona të pranuara të fizikës.

Matjet e shkallës, shpjegon Penrose, nuk zbatohen më në këtë fazë, por forma e universit mbetet. Në momentin e Shpërthimit të Madh, argumenton ai, kur grimcat janë aq të nxehta dhe afër njëra tjetrës saqë ato gjithashtu lëvizin me pothuajse shpejtësinë e dritës, ato gjithashtu humbin masën e tyre.

Kjo krijon të njëjtat kushte në Big Bang si universi i ftohtë dhe i largët i së ardhmes. Shkalla e tyre nuk është më e rëndësishme, dhe njëra mund të lindë tjetrën. E ardhmja e largët dhe Big Bang bëhen e njëjta gjë.

Mosmarrëveshja e modeleve

Në fund të fundit, ajo që njerëzit mund të vëzhgojnë për universin tonë është e kufizuar. Kjo është arsyeja pse teoritë e universit nuk janë kurrë të plota. Ato balancojnë copën e vogël të universit që mund të vëzhgojmë me modele dhe teori matematikore për të plotësuar pjesën tjetër. Pra, në kozmologji, shkencëtarët kërkojnë fenomene të vëzhgueshme që hedhin poshtë modelet e tyre dhe riformësojnë përsëri teoritë e tyre për t’iu përshtatur problemit.

Por ndërsa teknologjia jonë përparon me shpejtësi, vëzhgimet që mbështesin ose pakësojnë një model ose një tjetër vijnë më shpesh. “Është plotësisht e vlefshme për të bërë të gjitha këto spekulime në këtë punë, sepse ne jemi duke arritur në pikën në të cilën këto të dhëna do të arrijnë”, thotë Giani. Një vëzhgim i tillë mund të prodhojë mbështetje bindëse për një model ciklik ose të konfirmojë teorinë inflacioniste më të pranuar.

Për shkak të mënyrës se si shpërndahet materia në pikëpamjen tonë për pjesën më të vjetër të universit (parë në CMB), valët gravitacionale që arrijnë tek ne mund të jenë të polarizuara, si drita, në një frekuencë të veçantë. Së shpejti, brenda pak vitesh, shkencëtarët mund të jenë në gjendje të përcaktojnë nëse ekziston ky polarizim. Nëse e bën, do të mbështesë modelin inflacionist. Nëse ky polarizim nuk ekziston, ai do të minojë “tkurrjen e ngadaltë”, një shenjë dalluese e modelit ciklik.

Ne do të jemi një hap më pranë kuptimit të kohës dhe hapësirës, ​​por akoma në një udhëtim brenda kozmosit që nuk ka mbaruar.

Shkarkimi dhe publikimi i teksteve nga Albanian Post nuk lejohet pa përmendur burimin. Faleminderit për respektimin e etikës së profesionit të gazetarit.

/Albanianpost.com