Büyük Patlamadan önce ne oldu? Bu sorunun geleneksel yanıtı genellikle, “Büyük Patlamadan önce as diye bir şey yoktur”. Her şeyi başlatan olay budur. Ama doğru cevap, diyor fizikçi Sean Carroll, “Bilmiyoruz.” Carroll, diğer birçok fizikçi ve kozmolog da Büyük Patlama'dan önceki zaman olasılığını ve evrenimizin nasıl geldiğine dair alternatif teorileri düşünmeye başladı. Carroll, geçen hafta St. Louis, Missouri'deki Amerikan Astronomi Derneği Toplantısında yaptığı konuşmada bu tür “spekülatif araştırma” konusunu tartıştı.
Carroll, “Bu kozmolog olmak için ilginç bir zaman” dedi. “İkimiz de kutsanmış ve lanetliyiz. Bu altın bir çağ, ama sorun şu ki, evrende sahip olduğumuz modelin bir anlamı yok. ”
Birincisi, evrenin% 95'inin hesaba katılmadığı bir envanter sorunu var. Kozmologlar görünüşe göre bu sorunu karanlık madde ve karanlık enerjiyi birleştirerek çözdüler. Ancak verilere uyacak şekilde “yarattığımız” için, evrenin doğasını anladığımız anlamına gelmez.
Evrenimiz hakkında bir başka büyük sürpriz, Kozmik Mikrodalga Arkaplanını (CMB) Big Bang'in “echo” unu inceleyen WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) uzay aracından elde edilen gerçek verilerden geliyor.
Carroll, “Erken evrenin nasıl göründüğüne dair WMAP anlık görüntüsü, geniş bir alanda sıcak, yoğun ve pürüzsüz [düşük entropi] olduğunu gösteriyor. “Neden böyle olduğunu anlamıyoruz. Bu envanter probleminden daha büyük bir sürpriz. Evrenimiz doğal görünmüyor. ” Carroll, düşük entropi durumlarının nadir olduğunu ve artı bizimki gibi bir evrene dönüşebilecek olası tüm başlangıç koşullarının, ezici çoğunluğun daha düşük değil, daha yüksek entropiye sahip olduğunu söyledi.
Ancak Carroll, evrenle ilgili en şaşırtıcı fenomenin her şeyin değiştiğidir. Ve her şey geçmişten geleceğe, evren boyunca tutarlı bir yönde gerçekleşir.
“Buna zaman oku deniyor,” dedi Carroll. Bu zaman oku entropiyi çağıran termodinamiğin ikinci yasasından gelir. Yasa her zaman kapalı sistemlerin zaman içinde düzenden düzensizliğe geçtiğini belirtmektedir. Bu yasa fizik ve astronomi için esastır.
Evrenin başlangıç koşulları hakkındaki büyük sorulardan biri entropinin neden bu kadar düşük başladığıdır? Carroll, “Ve Big Bang yakınındaki düşük entropi zamanın oku hakkındaki her şeyden sorumlu” dedi. “Yaşam ve ölüm, hafıza, zamanın akışı.” Etkinlikler sırayla gerçekleşir ve geri döndürülemez.
Carroll, “Her yumurta kırdığınızda veya bir bardak su döktüğünüzde gözlemsel kozmoloji yapıyorsunuz,” dedi.
Bu nedenle, evren ve zaman oku hakkındaki sorularımızı cevaplamak için Büyük Patlama'dan önce neler olduğunu düşünmemiz gerekebilir.
Carroll bunların düşünülmesi gereken önemli konular olduğunu vurguladı. “Bu sadece eğlence teolojisi değil,” dedi. “Mantıklı bir evren hikayesi istiyoruz. Şaşırtıcı görünen şeylere sahip olduğumuzda, bulmacanın ne olduğunu anlaşılabilir kılan temel bir mekanizma ararız. Düşük entropi evren bir şeye ipucu ve onu bulmak için çalışmalıyız. ”
Şu anda iyi bir evren modelimiz yok ve mevcut teoriler sorulara cevap vermiyor. Klasik genel görelilik, evrenin tekillikle başladığını tahmin eder, ancak Büyük Patlama'dan sonraya kadar hiçbir şey kanıtlayamaz.
Carroll, ilk birkaç dakika içinde evrenin son derece hızlı (üstel) genişleme dönemini öneren enflasyon teorisinin yardımcı olmadığını söyledi. “Sadece entropi problemini daha da kötüleştiriyor. Enflasyon bir başlangıç koşulları teorisi gerektirir. ”
Orada başka modeller de var, ama Carroll önerdi ve “bebek” evrenleri yaratmaya devam eden çok evrenler fikrini destekliyor gibiydi. “Gözlemlenebilir evrenimiz hikayenin tamamı olmayabilir” dedi. “Daha büyük bir çoklu evrenin bir parçasıysak, maksimum entropi denge durumu yoktur ve entropi, bizim gibi evrenlerin yaratılmasıyla üretilir.”
Carroll ayrıca kendisi ve fizikçilerden oluşan bir ekip tarafından WMAP'ın sonuçlarına tekrar bakarak yeni araştırmalar yaptı. Carroll ve ekibi, verilerin evrenin “ters olduğunu” gösterdiğini söylüyor.
WMAP tarafından yapılan ölçümler, mikrodalga arka planındaki dalgalanmaların gökyüzünün bir tarafında diğerine göre yaklaşık% 10 daha güçlü olduğunu göstermektedir.
Bu “bire bir ağır evren” için bir açıklama, bu dalgalanmaların evrenimizi üreten evrenden geriye kalan bir yapıyı temsil etmesi olabilir.
Carroll, tüm bunlara kuantum yerçekiminin daha iyi anlaşılmasıyla yardımcı olacağını söyledi. “Kuantum dalgalanmaları yeni evrenler üretebilir. Sessiz bir alandaki termal dalgalanma bebek evrenlerine yol açabiliyorsa, kendi entropileri olur ve evren yaratmaya devam edebilirler. ”
Verilen, - ve Carroll bu noktayı vurguladı - bu konulardaki herhangi bir araştırma şu anda genellikle spekülasyon olarak kabul ediliyor. “Bunların hiçbiri kesin olarak belirlenmiş şeyler değil” dedi. “Bunun yanlış olduğuna bile para yatırırdım. Ama umarım 10 yıl sonra tekrar gelip size her şeyi çözdüğümüzü söyleyebilirim. ”
Kuşkusuz, yazar olarak, Carroll’ın konuşmasını ve fikirlerini kısa bir makaleye yerleştirmeye çalışmak kesinlikle adalet yapmaz. Carroll'ın bu kavramları ve daha fazlasını Cosmic Variance adlı blogunda ele alın. Ayrıca, Chris Lintott tarafından BBC için yazılmış Carroll’ın konuşmasının büyük bir özetini okuyun. Carroll’ın konuşmasını bir haftadan fazla bir süredir yapıyorum ve zamanın başlangıcını ve hatta zamandan önce zamanın olabileceğini bile düşünerek ilginç ve büyüleyici bir hafta geçirdim. O zamanın anlayışımda beni ileri veya geri getirip getirmediği görülmeye devam ediyor!
