Экпиротическая вселенная
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июнь 2019 г. ) |
Экпиротическая вселенная ( / ˌ ɛ k p aɪ ˈ r ɒ t ɪ k / ) [1] — космологическая модель ранней Вселенной , объясняющая происхождение крупномасштабной структуры космоса . Модель также была включена в теорию циклической Вселенной (или теорию экпиротической циклической Вселенной ), которая предлагает полную космологическую историю, как прошлого, так и будущего.
Происхождение
[ редактировать ]Оригинальная экпиротическая модель была представлена Джастином Хури, Бертом Оврутом , Полом Стейнхардтом и Нилом Туроком в 2001 году. [2]
Стейнхардт создал название на основе древнегреческого слова экпироз (ἐκπύρωσις, «пожар»), которое относится к стоической космологической модели, согласно которой Вселенная вовлечена в вечный цикл огненного рождения, охлаждения и возрождения. [3]
Теория обращается к фундаментальному вопросу, который остается без ответа в инфляционной модели Большого взрыва : «Что произошло до Большого взрыва?» Объяснение, согласно экпиротической теории, заключается в том, что Большой взрыв на самом деле был большим отскоком, переходом от предыдущей эпохи сжатия к нынешней эпохе расширения. Ключевые события, сформировавшие нашу Вселенную, произошли до отскока, а в циклической версии Вселенная отскакивает через регулярные промежутки времени. [4]
Приложения теории
[ редактировать ]Первоначальные экпиротические модели основывались на теории струн , бранах и дополнительных измерениях , но большинство современных экпиротических и циклических моделей используют те же физические ингредиенты, что и инфляционные модели (квантовые поля, развивающиеся в обычном пространстве-времени). [ нужна ссылка ] Как и космология Большого взрыва, экпиротическая теория точно описала основные особенности нашей Вселенной. Он предсказывает однородную , плоскую Вселенную с узором горячих и холодных точек, что согласуется с наблюдениями космического микроволнового фона (CMB), наблюдениями, подтвержденными с более высокой точностью экспериментами на спутниках WMAP и Planck . [5] Наблюдение реликтового излучения долгое время считалось доказательством Большого взрыва. [6] но сторонники экпиротической и циклической теорий утверждают, что реликтовое излучение также согласуется с Большим отскоком, как утверждается в этих моделях. [7] Другие исследователи утверждают, что данные наблюдений реликтового излучения с помощью Планка «значительно ограничивают пространство жизнеспособных параметров экпиротических/циклических сценариев». [8] Первичные гравитационные волны , если они когда-либо будут обнаружены, могут помочь ученым различать различные теории происхождения Вселенной. [ как? ]
Последствия для космологии
[ редактировать ] | Этот раздел может быть несбалансированным по отношению к определенным точкам зрения . ( август 2019 г. ) |
Преимущество экпиротической и циклической моделей состоит в том, что они не создают мультивселенную . [ нужна ссылка ] Это важно, потому что, когда эффекты квантовых флуктуаций должным образом включены в инфляционную модель Большого взрыва, они не позволяют Вселенной достичь однородности и плоскостности, которые пытаются объяснить космологи. [ нужна ссылка ] Вместо этого, раздутые квантовые флуктуации заставляют Вселенную распадаться на участки со всеми мыслимыми комбинациями физических свойств. Вместо того, чтобы делать четкие предсказания, инфляционная теория Большого взрыва допускает любой результат, так что наблюдаемые нами свойства можно рассматривать как случайную случайность, возникающую в результате конкретного участка мультивселенной, в котором находится Земля. [ нужна ссылка ] Большинство регионов Мультивселенной будут иметь совершенно разные свойства.
Нобелевский лауреат Стивен Вайнберг предположил, что, если мультивселенная верна, «надежда найти рациональное объяснение точных значений масс кварков и других констант стандартной модели, которые мы наблюдаем в нашем Большом взрыве, обречена, поскольку их значения были бы случайность той части мультивселенной, в которой мы живем». [9]
Трудно совместить идею о том, что свойства нашей Вселенной являются случайностью и происходят из теории, допускающей существование мультивселенной других возможностей. [ по мнению кого? ] с тем фактом, что Вселенная чрезвычайно проста (однородна и плоская) в больших масштабах и что элементарные частицы , по-видимому, описываются простыми симметриями и взаимодействиями. Кроме того, случайное понятие не может быть фальсифицировано экспериментом, поскольку любые будущие эксперименты можно рассматривать как еще одни случайные аспекты.
В экпиротической и циклической моделях сглаживание и уплощение происходит в период медленного сжатия, поэтому квантовые флуктуации не раздуваются и не могут создать мультивселенную. В результате экпиротическая и циклическая модели предсказывают простые физические свойства, которые согласуются с текущими экспериментальными данными, не создавая при этом мультивселенной.
См. также
[ редактировать ]Примечания и ссылки
[ редактировать ]- ^ «экпиротический» . Словарь американского наследия . Проверено 30 октября 2016 г.
- ^ Хури, Джастин; Оврут, Берт А.; Стейнхардт, Пол Дж.; Турок, Нил (2001). «Экпиротическая Вселенная: сталкивающиеся браны и происхождение горячего Большого взрыва». Физический обзор D . 64 (12): 123522. arXiv : hep-th/0103239 . Бибкод : 2001PhRvD..64l3522K . дои : 10.1103/PhysRevD.64.123522 . S2CID 374628 .
- ^ «Растворение Вселенной в огне». В стоической философии экпироз , всепоглощающий космический огонь, представляет собой сжимающую фазу вечно повторяющегося разрушения и воссоздания. О «экпирозе» см. в основном Майкла Лапиджа , «Стоическая космология», у Джона М. Риста, «Стоики», Cambridge University Press, 1978, стр. 161–186 [180–184]. [ ISBN отсутствует ]
- ^ Стейнхардт, П.Дж.; Турок, Н. (25 апреля 2002 г.). «Циклическая модель Вселенной». Наука . 296 (5572): 1436–1439. arXiv : hep-th/0111030 . Бибкод : 2002Sci...296.1436S . дои : 10.1126/science.1070462 . ПМИД 11976408 . S2CID 1346107 .
- ^ Марфатия, Дэнни; Ли, Хе Сон; Баргер, В. (18 февраля 2003 г.). «WMAP и инфляция». Буквы по физике Б. 565 : 33–41. arXiv : hep-ph/0302150 . Бибкод : 2003PhLB..565...33B . дои : 10.1016/S0370-2693(03)00757-3 . S2CID 119062633 .
- ^ Венециано, Дж. (9 февраля 1998 г.). «Простое/краткое введение в физику/космологию до Большого взрыва». arXiv : hep-th/9802057 .
- ^ Оврут, Берт А.; Хури, Джастин; Бухбиндер, Евгений Иванович (2008). «Негауссовость в новой экпиротической космологии». Письма о физических отзывах . 100 (17): 171302. arXiv : 0710.5172 . Бибкод : 2008PhRvL.100q1302B . doi : 10.1103/PhysRevLett.100.171302 . ПМИД 18518270 . S2CID 2949857 .
- ^ Джувела, М.; Джонс, WC; Яффе, ТР; Яффе, А.Х.; Хаффенбергер, К.М.; Ховест, В.; Хорнструп, А.; Холмс, Вашингтон; Хобсон, М. (2014). «Результаты Planck 2013. XXIV. Ограничения на изначальную негауссовость». Астрономия и астрофизика . 571 : А24. arXiv : 1303.5084 . Бибкод : 2014A&A...571A..24P . дои : 10.1051/0004-6361/201321554 . S2CID 118603303 .
- ^ Вайнберг, Стивен (20 ноября 2007 г.). «Физика: Что мы делаем и чего не знаем» . Нью-Йоркское обозрение книг . 60 (17).
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Пол Дж. Стейнхардт; Нил Турок (2007). Бесконечная Вселенная: За пределами Большого Взрыва . Корона. ISBN 978-0385523110 .
- Краткое введение в экпиротическую Вселенную. Архивировано 20 сентября 2021 г. в Wayback Machine Стейнхардтом Полом Дж., факультет физики Принстонского университета.
- Грин, Брайан, Элегантная вселенная: суперструны, скрытые измерения и поиски окончательной теории , Vintage (2000), ISBN 9780099289920.
- Каллош, Рената; Кофман, Лев; Линде, Андрей (2001). «Пиротехническая вселенная». Физический обзор D . 64 (12): 123523. arXiv : hep-th/0104073 . Бибкод : 2001PhRvD..64l3523K . дои : 10.1103/PhysRevD.64.123523 . ISSN 0556-2821 . S2CID 12990684 . (первая статья, указывающая на проблемы теории).
- Уайтхаус, Дэвид, « Перед Большим Взрывом ». Новости Би-би-си . 10 апреля 2001 г.
- Журнал Discover, выпуск «Перед большим взрывом» , февраль 2004 г.
- Параллельные вселенные (BBC Two, 9–14 февраля 2002 г.) .
- «Брановая буря» бросает вызов части теории большого взрыва .
- И-Фу Цай, Дэмиен А. Иссон, Роберт Бранденбергер, К космологии несингулярного подпрыгивания , arXiv:1206.2382, (июнь 2012 г.).