Fotoğraf kredisi: Chicago Üniversitesi
İki Chicago Üniversitesi fizikçisine göre, büyük patlama evrenin doğal evriminde, evren genişledikçe, boşaltıldığında ve soğudukça inanılmaz derecede geniş zaman ölçeklerinde tekrar tekrar gerçekleşecek normal bir olay olabilir.
“Büyük patlamanın evrenimizin tarihinde özel bir şey olmadığını söylemek isteriz,” Chicago Üniversitesi Fizik Bölümü'nden Yardımcı Doçent Sean Carroll dedi. Carroll ve Chicago Üniversitesi lisansüstü öğrencisi Jennifer Chen, elektronik olarak fikirlerini açıklayan bir makaleyi http://arxiv.org/ adresinde yayınlayacak.
Carroll ve Chen'in araştırması iki iddialı soruyu ele alıyor: zaman neden sadece bir yönde akıyor ve büyük patlama boş alanda bilinen fizik yasalarına uyan bir enerji dalgalanmasından kaynaklanabilir mi?
Zamanın okuyla ilgili soru fizikçileri bir yüzyıl boyunca rahatsız etti, çünkü? Fiziğin temel yasaları geçmiş ve gelecek arasında ayrım yapmıyor. Onlar zaman simetrik,? Dedi Carroll.
Ve zaman konusuna yakından bağlı olan, evrendeki bir düzensizlik ölçüsü olan entropi kavramıdır. Fizikçi Ludwig Boltzmann'ın bir asır önce gösterdiği gibi, entropi doğal olarak zamanla artar. Bir yumurtayı omlete dönüştürebilirsiniz, ancak omleti yumurtaya dönüştüremezsiniz? Dedi Carroll.
Ancak gizem, başlangıçta evrende neden entropinin düşük olduğu konusunda kalır. Bu sorunun zorluğu, çoğu zaman basitçe gelecekte cevaplamak için bir bulmaca olarak bırakan bilim adamlarını rahatsız etti.
Carroll ve Chen şimdi cevap vermeye çalıştılar.
Önceki araştırmacılar, evrendeki entropinin sonlu olduğu varsayımı ile büyük patlama hakkındaki sorulara yaklaştılar. Carroll ve Chen tam tersi yaklaşımı benimser. “Evrenin entropisinin sonsuz olduğunu varsayıyoruz. Her zaman artabilir ,? Dedi Chen.
Evrenin neden bugünkü gibi göründüğünü başarılı bir şekilde açıklamak için, her iki yaklaşım da büyük patlama teorisinin bir uzantısı olan enflasyon adı verilen bir süreci barındırmalıdır. Astrofizikçiler enflasyon teorisini, evreni bugün göründüğü gibi açıklayabilmeleri için icat ettiler. Enflasyona göre, evren büyük patlamadan bir saniye sonra büyük bir genişleme dönemi geçirdi.
Ama şu senaryo ile ilgili bir sorun var: dolapta bir? İskelet ,? Dedi Carroll. Enflasyona başlamak için, evren, bilim adamlarının rastgele seçilen bir başlangıç koşulundan bekleyeceklerini değil, son derece olası bir konfigürasyonda mikroskobik olarak küçük bir yamayı kapsayacaktı. Carroll ve Chen, jenerik bir başlangıç koşulunun aslında soğuk, boş alana benzemesi muhtemel olduğunu iddia ediyorlar - enflasyonun başlaması için bariz bir başlangıç noktası değil.
Sonlu entropi evreninde, bazı bilim adamları rasgele bir dalgalanmanın enflasyonu tetikleyebileceğini önerdiler. Bununla birlikte, bu, evren moleküllerinin yüksek entropi durumundan düşük entropi-istatistiksel bir uzunlamasına dalgalanmalarını gerektirir.
Enflasyon için gerekli koşulların başlatılması o kadar kolay değil, Dedi Carroll. Sadece evrenimizin rasgele bir dalgalanmadan ortaya çıkmasının enflasyonun rastgele bir dalgalanmadan başlamasından daha kolay olduğu iddiası var.
Carroll ve Chen? İn sonsuz entropi senaryosu, 1998 yılında "karanlık enerji" denilen gizemli bir güç nedeniyle evrenin sonsuza dek genişleyeceği bulgusundan esinlenmiştir. Bu koşullar altında, evrenin doğal konfigürasyonu neredeyse boştur. Mevcut evrenimizde entropi büyüyor ve evren genişliyor ve boşalıyor,? Dedi Carroll.
Ancak boş alan bile atomaltı ölçekte dalgalanan zayıf enerji izlerine sahiptir. Daha önce Autonoma de Barcelona'daki Universitat Autonoma de Barcelona'dan Jaume Garriga ve Tufts Üniversitesi'nden Alexander Vilenkin tarafından önerildiği gibi, bu dalgalanmalar evrenin küçük alanlarında, zaman ve mekanda geniş ölçüde ayrılmış kendi büyük patlamalarını üretebilir. Carroll ve Chen bu düşünceyi dramatik bir biçimde genişleterek enflasyonun tersine başlayabileceğini öne sürüyorlar. evrenimizin uzak geçmişinde, zamanımızın geçmişimizdeki gözlemcilere geriye doğru (bizim bakış açımızdan) geri gittiği görülüyor.
Hangi yöne gittiklerine bakılmaksızın, bu büyük patlamalarda yaratılan yeni evrenler entropiyi artırma sürecine devam edecektir. Bu hiç bitmeyen döngüde, evren asla dengeye ulaşmaz. Dengeye ulaşsaydı hiçbir şey olmazdı. Zaman oku olmazdı.
Maksimum entropi olduğunu söyleyebileceğiniz hiçbir durum yok. Yeni bir evren yaratarak ve genişlemesine ve soğumasına izin vererek entropiyi her zaman daha fazla artırabilirsiniz. Carroll açıkladı.
Orijinal Kaynak: Chicago Üniversitesi Haber Bülteni
