طور الباحثون نموذجًا للكون المتقلص الذي كان موجودًا قبل الانفجار العظيم. اضغط للتكبير
يصف الإنفجار الكبير كيف بدأ الكون كنقطة واحدة منذ 13.7 مليار سنة مضت ، وكان يتوسع منذ ذلك الحين ، لكنه لا يفسر ما حدث قبل ذلك. يعتقد باحثون من جامعة ولاية بنسلفانيا أنه يجب أن يكون هناك آثار للأدلة في عالمنا الحالي والتي يمكن استخدامها للنظر إلى الوراء قبل الانفجار العظيم. وفقا لأبحاثهم ، كان هناك كون متعاقد مع هندسة الزمكان المماثلة لكوننا المتوسع. انهار الكون ثم "ارتد" مثل الانفجار الكبير.
وفقًا لنظرية النسبية العامة لأينشتاين ، يمثل الانفجار الكبير The Beginning ، الحدث الكبير الذي لم يولد فيه فقط المادة بل الزمكان نفسه. في حين أن النظريات الكلاسيكية لا تقدم أي أدلة حول الوجود قبل تلك اللحظة ، فقد استخدم فريق بحث في ولاية بنسلفانيا حسابات الجاذبية الكمية للعثور على خيوط تؤدي إلى وقت سابق. يقول أبهاي أشتيكار ، حامل كرسي العائلة الإيبلي في الفيزياء ومدير معهد فيزياء الجاذبية: "يمكن استخدام النسبية العامة لوصف الكون إلى نقطة تصبح فيها المادة كثيفة جدًا بحيث لا تصمد معادلاتها". والهندسة في ولاية بنسلفانيا. "بعد هذه النقطة ، كنا بحاجة إلى تطبيق أدوات كمية لم تكن متاحة لأينشتاين". من خلال الجمع بين فيزياء الكم والنسبية العامة ، تمكن أشتكار واثنان من باحثيه بعد الدكتوراه ، توماس باولوفسكي وبارمبريت سينغ ، من تطوير نموذج يتتبع من خلال الانفجار الكبير إلى عالم متقلص يعرض فيزياء مشابهة لفيزياءنا.
في البحث الذي تم الإبلاغ عنه في العدد الحالي من رسائل المراجعة الفيزيائية ، أظهر الفريق أنه قبل الانفجار الكبير ، كان هناك الكون المتعاقد مع هندسة الزمكان التي كانت تشبه بطريقة أخرى عالم الكون الحالي المتوسع. عندما سحبت قوى الجاذبية هذا الكون السابق إلى الداخل ، وصلت إلى نقطة تتسبب فيها الخصائص الكمومية للزمكان في أن تصبح الجاذبية منفرة ، وليست جذابة. يقول أشتيكار: "باستخدام التعديلات الكمية في معادلات آينشتاين الكونية ، أظهرنا أنه بدلاً من الانفجار العظيم الكلاسيكي هناك في الواقع ارتداد كمومي". "لقد فوجئنا جدًا بالنتيجة التي مفادها أن هناك عالمًا كلاسيكيًا آخر قبل الانفجار العظيم لدرجة أننا كررنا المحاكاة بقيم معلمات مختلفة على مدى عدة أشهر ، لكننا وجدنا أن سيناريو الارتداد الكبير قوي".
في حين تم اقتراح الفكرة العامة لكون آخر موجود قبل الانفجار العظيم من قبل ، هذا هو الوصف الرياضي الأول الذي يثبت وجوده بشكل منهجي ويستنتج خصائص هندسة الزمكان في ذلك الكون.
استخدم فريق البحث حلقة الجاذبية الكمومية ، وهو نهج رائد لمشكلة توحيد النسبية العامة مع فيزياء الكم ، والتي كانت رائدة أيضًا في معهد بن ستيت للفيزياء والهندسة الجاذبية. في هذه النظرية ، تتمتع هندسة الزمكان نفسها ببنية "ذرية" منفصلة والاستمرارية المألوفة هي مجرد تقريب. نسيج الفضاء منسوج حرفيا بخيوط كمية أحادية البعد. بالقرب من Big-Bang ، تمزق هذا النسيج بعنف وأصبحت الطبيعة الكمية للهندسة مهمة. إنه يجعل الجاذبية مثيرة للاشمئزاز بقوة ، مما يؤدي إلى الارتداد الكبير.
يقول أشتيكار: "يفترض عملنا الأولي نموذجًا متجانسًا لكوننا". "ومع ذلك ، فقد منحنا الثقة في الأفكار الأساسية لجاذبية الكم الحلقية. سنستمر في تحسين النموذج لتصوير الكون بشكل أفضل كما نعرفه وفهم ميزات الجاذبية الكمية بشكل أفضل. "
تم رعاية البحث من قبل مؤسسة العلوم الوطنية ومؤسسة ألكسندر فون همبولت وكلية بن ستيت إيبرلي للعلوم.
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جامعة الأمير سلطان
