Science Today

​​Физики считают, что у Вселенной не было начала

Реальность иногда бывает похожа на фантастику или даже сказку, считает Бруно Бенто, физик из Университета Ливерпуля. Он занимается новым направлением в теории квантовой гравитации – причинными множествами. Оно основано на гипотезе о дискретной структуре пространства-времени и о частичной упорядоченности его точек. Применив этот подход к исследованию начала Вселенной, он и его коллеги обнаружили, что Вселенная могла существовать вечно, а Большой взрыв – лишь один из этапов ее эволюции.

Квантовая физика описывает три из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц. Общая теория относительности, с другой стороны, разработала самое полное описание гравитации, однако в двух точках — или сингулярностях — она не работает: в центре черной дыры и в начале Вселенной. Там гравитация ведет себя не так, как в остальной Вселенной.

Для решения загадки сингулярности физикам необходима квантовая теория гравитации, то есть понять, как она ведет себя на микроскопическом уровне. Существует несколько подходов, в частности, теория струн и петлевая квантовая гравитация, но ученые из Ливерпуля предложили новый вариант.

Во всех современных физических теориях пространство и время непрерывны. Они образуют гладкую ткань, находящуюся в основе всей реальности. Но есть и другая точка зрения, представляющая пространство-время в виде отдельных отрезков или «атомов». В таком случае между двумя самыми близкими событиями обязательно находится промежуток.

Теория причинных множеств ловко избавляется от проблемы сингулярности, потому что гласит, что вещество невозможно сжимать до бесконечности — оно не может стать меньше, чем размер «атома» пространства-времени. Другими словами, сингулярности не существует.

Бенто и его коллега Став Залель из Имперского колледжа Лондона рассмотрели события Большого взрыва с точки зрения причинных множеств. «В оригинальной формулировке и динамике причинных множеств, с классической точки зрения, причинные множества вырастают из ничего в известную нам Вселенную. В нашей же работе нет Большого взрыва как начала, поскольку причинные множества тянутся в прошлое без конца, и всегда есть что-то, что было раньше», — сказал Бенто.

Таким образом, физики утверждают, что у Вселенной не было начала — она просто существовала всегда. То, что мы считаем Большим взрывом, всего лишь отдельный момент в эволюции причинного множества.

Множество вопросов в этой гипотезе все еще остаются без ответа. Например, не понятно, допускает ли этот причинный подход существование физических теорий, которые описывают комплексную эволюцию Вселенной во время Большого взрыва.

www.tgoop.com/Science_2day/276

377 viewsOct 14, 2021 at 11:50

​​Физики считают, что у Вселенной не было начала

Реальность иногда бывает похожа на фантастику или даже сказку, считает Бруно Бенто, физик из Университета Ливерпуля. Он занимается новым направлением в теории квантовой гравитации – причинными множествами. Оно основано на гипотезе о дискретной структуре пространства-времени и о частичной упорядоченности его точек. Применив этот подход к исследованию начала Вселенной, он и его коллеги обнаружили, что Вселенная могла существовать вечно, а Большой взрыв – лишь один из этапов ее эволюции.

Квантовая физика описывает три из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц. Общая теория относительности, с другой стороны, разработала самое полное описание гравитации, однако в двух точках — или сингулярностях — она не работает: в центре черной дыры и в начале Вселенной. Там гравитация ведет себя не так, как в остальной Вселенной.

Для решения загадки сингулярности физикам необходима квантовая теория гравитации, то есть понять, как она ведет себя на микроскопическом уровне. Существует несколько подходов, в частности, теория струн и петлевая квантовая гравитация, но ученые из Ливерпуля предложили новый вариант.

Во всех современных физических теориях пространство и время непрерывны. Они образуют гладкую ткань, находящуюся в основе всей реальности. Но есть и другая точка зрения, представляющая пространство-время в виде отдельных отрезков или «атомов». В таком случае между двумя самыми близкими событиями обязательно находится промежуток.

Теория причинных множеств ловко избавляется от проблемы сингулярности, потому что гласит, что вещество невозможно сжимать до бесконечности — оно не может стать меньше, чем размер «атома» пространства-времени. Другими словами, сингулярности не существует.

Бенто и его коллега Став Залель из Имперского колледжа Лондона рассмотрели события Большого взрыва с точки зрения причинных множеств. «В оригинальной формулировке и динамике причинных множеств, с классической точки зрения, причинные множества вырастают из ничего в известную нам Вселенную. В нашей же работе нет Большого взрыва как начала, поскольку причинные множества тянутся в прошлое без конца, и всегда есть что-то, что было раньше», — сказал Бенто.

Таким образом, физики утверждают, что у Вселенной не было начала — она просто существовала всегда. То, что мы считаем Большим взрывом, всего лишь отдельный момент в эволюции причинного множества.

Множество вопросов в этой гипотезе все еще остаются без ответа. Например, не понятно, допускает ли этот причинный подход существование физических теорий, которые описывают комплексную эволюцию Вселенной во время Большого взрыва.

BY Science Today