Новости науки 
XARALL 
26 июн 2017 Что было до Большого взрыва и откуда взялось время?
Вопросы, вынесенные в заголовок, обычно физиками не обсуждаются, поскольку общепринятой теории, способной на них ответить, пока нет. Однако недавно в рамках петлевой квантовой гравитации всё же удалось проследить эволюцию упрощенной модели Вселенной назад во времени, вплоть до момента Большого взрыва, и даже заглянуть за него. Попутно выяснилось, как именно в этой модели возникает время.
Наблюдения за Вселенной показывают, что и на самых больших масштабах она вовсе не неподвижна, а эволюционирует с течением времени. Если на основе современных теорий проследить эту эволюцию назад во времени, то окажется, что наблюдаемая ныне часть Вселенной была раньше горячее и компактнее, чем сейчас, а начало ей дал Большой взрыв — некий процесс возникновения Вселенной из сингулярности: особой ситуации, для которой современные законы физики неприменимы.
Физиков такое положение вещей не устраивает: им хочется понять и сам процесс Большого взрыва. Именно поэтому сейчас предпринимаются многочисленные попытки построить теорию, которая была бы применима и к этой ситуации. Поскольку в первые мгновения после Большого взрыва самой главной силой была гравитация, считается, что достичь этой цели возможно только в рамках непостроенной пока квантовой теории гравитации.
Одно время физики надеялись, что квантовая гравитация будет описана с помощью теории суперструн, но недавний кризис суперструнных теорий поколебал эту уверенность. В такой ситуации больше внимания стали привлекать иные подходы к описанию квантовогравитационных явлений, и в частности, петлевая квантовая гравитации.
Именно в рамках петлевой квантовой гравитации недавно был получен очень впечатляющий результат. Оказывается, из-за квантовых эффектов начальная сингулярность исчезает. Большой взрыв перестает быть особой точкой, и удается не только проследить его протекание, но и заглянуть в то, что было до Большого взрыва. Краткое описание этих результатов было недавно опубликовано в статье A. Ashtekar, T. Pawlowski, P. Singh, Physical Review Letters, 96, 141301 (12 April 2006), доступной также как gr-qc/0602086, а их подробный вывод изложен в вышедшем на днях препринте этих же авторов gr-qc/0604013.
Петлевая квантовая гравитация принципиально отличается от обычных физических теорий и даже от теории суперструн. Объектами теории суперструн, к примеру, являются разнообразные струны и многомерные мембраны, которые, однако, летают в заранее приготовленном для них пространстве и времени. Вопрос о том, как именно возникло это многомерное пространство-время, в такой теории не решишь.
В петлевой теории гравитации главные объекты — маленькие квантовые ячейки пространства, определенным способом соединенные друг с другом. Законом их соединения и их состоянием управляет некоторое поле, которое в них существует. Величина этого поля является для этих ячеек неким «внутренним временем»: переход от слабого поля к более сильному полю выглядит совершенно так, как если бы было некое «прошлое», которое бы влияло на некое «будущее». Закон этот устроен так, что для достаточно большой вселенной с малой концентрацией энергии (то есть далеко от сингулярности) ячейки как бы «сплавляются» друг с другом, образуя привычное нам «сплошное» пространство-время.
Авторы статьи утверждают, что всего этого уже достаточно, чтобы решить задачу о том, что происходит со вселенной при приближении к сингулярности. Решения полученных ими уравнений показали, что при экстремальном «сжатии» вселенной пространство «рассыпается», квантовая геометрия не позволяет уменьшить его объем до нуля, неизбежно происходит остановка и вновь начинается расширение. Эту последовательность состояний можно отследить как вперед, так и назад во «времени», а значит, в этой теории до Большого взрыва с неизбежностью присутствует «Большой хлопок» — коллапс «предыдущей» вселенной. При этом свойства этой предыдущей вселенной не теряются в процессе коллапса, а однозначно передаются в нашу Вселенную.
См. также:
Абэй Аштекар, один из создателей теории петлевой квантовой гравитации, уделяет много времени как популяризации этой конкретной теории, так и квантовой гравитации вообще. На его сайте можно найти список научно-популярных статей и лекций, адресованных широкой аудитории.
19.04.2006 • Игорь Иванов
http://elementy.ru/novosti_nauki/430207/Chto_bylo_do_Bolshogo_vzryva_i_otkuda_vzyalos_vremya
ссылка по теме: http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/smolin_atomy/smolin_atomy.htm
Наблюдения за Вселенной показывают, что и на самых больших масштабах она вовсе не неподвижна, а эволюционирует с течением времени. Если на основе современных теорий проследить эту эволюцию назад во времени, то окажется, что наблюдаемая ныне часть Вселенной была раньше горячее и компактнее, чем сейчас, а начало ей дал Большой взрыв — некий процесс возникновения Вселенной из сингулярности: особой ситуации, для которой современные законы физики неприменимы.
Физиков такое положение вещей не устраивает: им хочется понять и сам процесс Большого взрыва. Именно поэтому сейчас предпринимаются многочисленные попытки построить теорию, которая была бы применима и к этой ситуации. Поскольку в первые мгновения после Большого взрыва самой главной силой была гравитация, считается, что достичь этой цели возможно только в рамках непостроенной пока квантовой теории гравитации.
Одно время физики надеялись, что квантовая гравитация будет описана с помощью теории суперструн, но недавний кризис суперструнных теорий поколебал эту уверенность. В такой ситуации больше внимания стали привлекать иные подходы к описанию квантовогравитационных явлений, и в частности, петлевая квантовая гравитации.
Именно в рамках петлевой квантовой гравитации недавно был получен очень впечатляющий результат. Оказывается, из-за квантовых эффектов начальная сингулярность исчезает. Большой взрыв перестает быть особой точкой, и удается не только проследить его протекание, но и заглянуть в то, что было до Большого взрыва. Краткое описание этих результатов было недавно опубликовано в статье A. Ashtekar, T. Pawlowski, P. Singh, Physical Review Letters, 96, 141301 (12 April 2006), доступной также как gr-qc/0602086, а их подробный вывод изложен в вышедшем на днях препринте этих же авторов gr-qc/0604013.
Петлевая квантовая гравитация принципиально отличается от обычных физических теорий и даже от теории суперструн. Объектами теории суперструн, к примеру, являются разнообразные струны и многомерные мембраны, которые, однако, летают в заранее приготовленном для них пространстве и времени. Вопрос о том, как именно возникло это многомерное пространство-время, в такой теории не решишь.
В петлевой теории гравитации главные объекты — маленькие квантовые ячейки пространства, определенным способом соединенные друг с другом. Законом их соединения и их состоянием управляет некоторое поле, которое в них существует. Величина этого поля является для этих ячеек неким «внутренним временем»: переход от слабого поля к более сильному полю выглядит совершенно так, как если бы было некое «прошлое», которое бы влияло на некое «будущее». Закон этот устроен так, что для достаточно большой вселенной с малой концентрацией энергии (то есть далеко от сингулярности) ячейки как бы «сплавляются» друг с другом, образуя привычное нам «сплошное» пространство-время.
Авторы статьи утверждают, что всего этого уже достаточно, чтобы решить задачу о том, что происходит со вселенной при приближении к сингулярности. Решения полученных ими уравнений показали, что при экстремальном «сжатии» вселенной пространство «рассыпается», квантовая геометрия не позволяет уменьшить его объем до нуля, неизбежно происходит остановка и вновь начинается расширение. Эту последовательность состояний можно отследить как вперед, так и назад во «времени», а значит, в этой теории до Большого взрыва с неизбежностью присутствует «Большой хлопок» — коллапс «предыдущей» вселенной. При этом свойства этой предыдущей вселенной не теряются в процессе коллапса, а однозначно передаются в нашу Вселенную.
См. также:
Абэй Аштекар, один из создателей теории петлевой квантовой гравитации, уделяет много времени как популяризации этой конкретной теории, так и квантовой гравитации вообще. На его сайте можно найти список научно-популярных статей и лекций, адресованных широкой аудитории.
19.04.2006 • Игорь Иванов
http://elementy.ru/novosti_nauki/430207/Chto_bylo_do_Bolshogo_vzryva_i_otkuda_vzyalos_vremya
ссылка по теме: http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/smolin_atomy/smolin_atomy.htm
0 
0 
0  |  |  |
Комментарии (7)
Как-то пришла идея в голову. А, что если времени как такового нет? Нет своего рода временного пространства, объёма, местоположения, ёмкости в которой содержится нечто, что можно назвать материей или структурой времени. Для "внешнего мира" всё произошло мгновенно, а мы находимся "внутри" и видим бесконечность.
А потом подумал, что это плохая идея. Ведь в таком случае машина времени невозможна.png?0)
А потом подумал, что это плохая идея. Ведь в таком случае машина времени невозможна
0 XARALL ответил Bobidog1
вблизи массивных объектов и на высокой скорости происходит отклонение вектора времени что приводит к рассогласованию между временем объекта находящегося в движении с большой скоростью и объекта с меньшей скоростью(условно неподвижного).
известный релятивистский эффект.
как следствие, быстро движущийся объект "прыгает" в будущее медленно движущегося.
это машина времени.
известный релятивистский эффект.
как следствие, быстро движущийся объект "прыгает" в будущее медленно движущегося.
это машина времени.
0 ответил XARALL
А я смотрю на это наоборот. Быстро движущийся остаётся в своём естественном времени, а медленно движущийся смещается в прошлую жизнь быстро движущегося
0 XARALL ответил Bobidog1
фактически ход времени для обоих не меняется и кто куда смещается вопрос относительный.
главное что в точке встречи "близнец постарел".
главное что в точке встречи "близнец постарел".
0 Для себя придумал объяснение почему при сжатии пространства время замедляется. На самом деле оно не замедляется. Идёт своим ходом, но увеличивается протяжённость относительно объёма.
Пример на пружинке. Допустим у нас есть свободная пружинка 5 см и длиной спирали 20 см. Сжимаем (сжимаем пространство) с 5 до 1 см. Длина спирали не изменилась, изменился занимаемый объём. В прежнем её объёме мы можем добавить ещё 4 таких сжатия. В итоге получаем длину 100 см относительно 20.
В нашем случае длина спирали это протяжённость времени. Т.е. в том же объёме протяжённость увеличилась. Соответственно путник проходящий несжатый путь будет видеть, что путник сжатого пути двигается в 5 раз медленнее, но при этом собственная скорость у обоих одинаковая. Или наоборот. Сжатый будет видеть, как несжатый двигается в 5 раз быстрее.
Пример на пружинке. Допустим у нас есть свободная пружинка 5 см и длиной спирали 20 см. Сжимаем (сжимаем пространство) с 5 до 1 см. Длина спирали не изменилась, изменился занимаемый объём. В прежнем её объёме мы можем добавить ещё 4 таких сжатия. В итоге получаем длину 100 см относительно 20.
В нашем случае длина спирали это протяжённость времени. Т.е. в том же объёме протяжённость увеличилась. Соответственно путник проходящий несжатый путь будет видеть, что путник сжатого пути двигается в 5 раз медленнее, но при этом собственная скорость у обоих одинаковая. Или наоборот. Сжатый будет видеть, как несжатый двигается в 5 раз быстрее.
0 Для добавления комментариев необходимо авторизоваться
Новости науки 
Модницы
Поход по магазинам, встреча с подружками в кафе...
