domenica 20 novembre 2016

L'universo esiste per sempre


L'universo può essere stata presente per sempre, secondo un nuovo modello che si applica termini di correzione quantistica per completare la teoria della relatività generale di Einstein. Il modello può anche spiegare la materia oscura e l'energia oscura, risoluzione dei molteplici problemi in una volta.

L'età ampiamente accettata dell'universo, come stimato dalla relatività generale, è di 13,8 miliardi di anni. In principio, tutto ciò che esiste è pensato per aver occupato un singolo punto infinitamente denso, o singolarità. Solo dopo questo punto ha cominciato ad espandersi in un "Big Bang" ha fatto l'universo ufficialmente iniziare.


 Anche se la singolarità del Big Bang deriva direttamente e inevitabilmente dalla matematica della relatività generale, alcuni scienziati vedono come problematico perché la matematica può solo spiegare quello che è successo subito dopo, non prima o-la singolarità.

"La singolarità del Big Bang è il problema più grave della relatività generale, perché le leggi della fisica sembrano abbattere lì", Ahmed Farag Ali al Benha l'Università e la Città Zewail della Scienza e della Tecnologia, sia in Egitto ha detto.

Ali e coautore Saurya Das presso l'Università di Lethbridge in Alberta, Canada, hanno dimostrato in un articolo pubblicato su Physics Letters B che la singolarità del Big Bang può essere risolto con il loro nuovo modello in cui l'universo non ha inizio né fine.

I fisici sottolineano che i loro termini di correzione quantistica non sono applicati ad hoc, nel tentativo di eliminare specificamente singolarità Big Bang. Il loro lavoro si basa su idee da parte del fisico teorico David Bohm, che è anche noto per i suoi contributi alla filosofia della fisica. A partire dagli anni 1950, Bohm ha esplorato sostituzione geodetiche classiche (il percorso più breve tra due punti su una superficie curva) con traiettorie quantistiche.

Nel loro documento, Ali e Das applicate queste traiettorie Bohmiana a un'equazione sviluppata nel 1950 dal fisico Amal Kumar Raychaudhuri presso l'Università della Presidenza a Kolkata, in India. Raychaudhuri era anche insegnante di Das, quando era uno studente universitario di tale istituzione negli anni '90.

Utilizzando l'equazione quantistica corretta Raychaudhuri, Ali e Das derivati ​​Equazioni di Friedmann quantistica corretta, che descrivono l'espansione e l'evoluzione dell'universo (tra cui il Big Bang) nel contesto della relatività generale. Anche se non è una vera e propria teoria della gravità quantistica, il modello contiene elementi sia teoria quantistica e la relatività generale. Ali e Das anche aspettano che i loro risultati a tenere, anche se e quando una teoria completa della gravità quantistica è formulata.


Oltre a non prevedere una singolarità del Big Bang, il nuovo modello non predice una singolarità "Big Crunch", sia. In relatività generale, un possibile destino dell'universo è che inizia a ridursi fino a quando non collassa su se stessa in un Big Crunch e diventa un punto infinitamente denso, ancora una volta.

Ali e Das spiegano nel loro articolo che il loro modello evita singolarità a causa di una differenza fondamentale tra geodetiche classiche e traiettorie Bohmiana. geodetiche classiche casualmente incrociano, ei punti in cui convergono sono singolarità. Al contrario, le traiettorie Bohmiana non si incrociano, in modo da singolarità non compaiono nelle equazioni.

In termini cosmologici, gli scienziati spiegano che le correzioni quantistiche possono essere pensati come un termine costante cosmologica (senza la necessità di energia oscura) e un termine di radiazioni. Questi termini mantenere l'universo in una dimensione finita, e quindi dargli un'età infinita. I termini anche fare previsioni che sono d'accordo a stretto contatto con le osservazioni attuali della costante cosmologica e densità dell'universo.


In termini fisici, il modello descrive l'universo come essere riempito con un fluido quantistico. Gli scienziati propongono che questo fluido potrebbe essere composto di particelle senza massa gravitoni-ipotetici che mediano la forza di gravità. Se esistono, gravitoni si pensa di svolgere un ruolo chiave in una teoria della gravità quantistica.



In un articolo correlato, Das e un altro collaboratore, Rajat Bhaduri della McMaster University, in Canada, hanno prestato ulteriore credito a questo modello. Essi mostrano che gravitoni possono formare un condensato di Bose-Einstein (dal nome di Einstein e un altro fisico indiano, Satyendranath Bose) a temperature che erano presenti nell'universo in tutte le epoche.

Motivati ​​dal potenziale del modello per risolvere la singolarità del Big Bang e rappresentano la materia oscura e l'energia oscura, i fisici hanno intenzione di analizzare il loro modello più rigoroso in futuro. Il loro lavoro futuro include rifare il loro studio, tenendo conto delle piccole perturbazioni non omogenei e anisotropi, ma non si aspettano piccole perturbazioni di influenzare in modo significativo i risultati.


"E 'gratificante notare che tali correzioni semplici possono potenzialmente risolvere i tanti problemi in una volta", ha detto Das.