Uzun zamandır evrenimizin kökeninin temel gizeminden etkilenmiştim. Çalışmamda, geleneksel tekillik temelli kozmoloji modellerine bir alternatif araştırıyorum. Sonsuz yoğun bir noktadan ortaya çıkan bir evren yerine, düz bir evrenin ve zaman tersine çevrilmiş bir partnerinin-evren karşıtı-pürüzsüz, kuantum bir süreçle hiçbir şeyden birlikte ortaya çıkmasını öneriyorum.
Bu model, yayın için kabul edilen bir makalede açıklanan Eurofizik MektuplarıHartle-Hawking sınırsız ve Vilenkin’in tünel yaklaşımları gibi önceki tekliflerdeki bazı temel zorlukları ele alıyor.
Teorik arka plan
Geleneksel kozmik yaratım modelleri genellikle tekillik problemini ortadan kaldırmak için zamanın uzamsal bir boyut gibi davrandığı bir aşama – Öklid alanı içerir. Hartle-Hawking önerisi, pürüzsüz, kompakt bir geometriden ortaya çıkan bir evreni hayal eder, ancak tipik olarak gözlemlerimize uyacak çok az enflasyonist e-kat öngörülür. Bu arada, Vilenkin’in tünelleme yaklaşımı, sağlam bir enflasyon dönemiyle uyumlu olsa da, kozmik dalgalanmalar spektrumunu doğru bir şekilde üretmek için mücadele ediyor.
Bu yaklaşımlarda eksik olan önemli bir unsur, bugün gözlemlendiği gibi, doğal olarak düz bir evreni açıklayan bir mekanizmanın dahil edilmesidir. Klasik kozmolojide, mekansal eğrilik kritik bir rol oynar. Bununla birlikte, gözlemler evrenimizin neredeyse düz olduğunu göstermektedir (K = 0). Bu bağlantıyı kesme, başka bir bileşenin – özellikle bir kuantum potansiyeli – genellikle eğrilik için ayrılmış rolü üstlenebileceğini düşünmemi sağladı.
Benim modelim
Modelimde, evrenimizin klasik bir tekillikten kaynaklanmadığını, bunun yerine bir Öklid fazından kuantum mekaniği yoluyla ortaya çıktığını öneriyorum. Fikrin özü, iki dalın-bir evren ve zamanın tersine çevrilmiş karşıtı-evren-eşzamanlı olarak yaratılmış olmasıdır. İşte böyle yaklaşıyorum:
- Öklid Anında: Süreç, geleneksel zaman kavramının daha mekansal benzeri bir davranışla değiştirildiği bir aşama olan bir Öklid anında başlar. Bu aşamada, bize boyutunu anlatan evrenin ölçek faktörü, kosinüs benzeri bir davranış izler. Bu davranış, evrenin şu anda sınırlı bir boyutta ortaya çıkmasını sağlar, böylece tekilliklerle ilişkili sonsuz yoğunluklardan kaçınır.
-
Bir eğrilik ikamesi olarak kuantum potansiyeli: Kuantum aleminde, her parçacık sadece klasik bir potansiyel değil, aynı zamanda ek bir kuantum potansiyeli içeren bir dalga fonksiyonu ile tanımlanır. Bu kuantum potansiyelinin mekansal eğriliğin rolünü etkili bir şekilde taklit edebileceğini keşfettim. K = 0 ile bile, kuantum potansiyeli Öklid fazından Lorentzian fazına (tanıdık zaman-gelişen evrenimiz) düzgün bir geçiş sağlar.
-
CPT simetrisi ve evren/evren karşıtı eşleştirme: CPT (yük, parite ve zaman tersine çevrilmesi) simetri olarak bilinen fizikte temel bir simetri, süreçlerin yansıtılmış çiftlerde meydana geldiğini ima eder. Modelimde, bu simetri, evrenimiz bir zaman yönünde ortaya çıktığında, ters zaman yönünde bir üniversite karşıtı ortaya çıkmasını sağlar. Bu iki dal klasik olarak ayrı olmasına rağmen, karanlık enerji ve karanlık madde anlayışımız için önemli etkileri olabilecek kuantum mekanik olarak dolaşmış kalırlar.
Kozmolojik çıkarımlar
Bu modelin sonuçları kozmosun kökeninin çok ötesine uzanmaktadır. Doğal olarak bir evren/evren karşıtı çift üreterek, kozmolojide uzun süredir devam eden birkaç bulmaca yeni açıklamalar bulabilir:
- İlk tekillikten kaçınma: Evren bir Öklid anında sonlu ölçek faktörü ile ortaya çıktığından, sorunlu tekillikten kaçınılır. Bu sadece büyük bir teorik engeli çözmekle kalmaz, aynı zamanda fizik yasalarının evrenin başlangıcında iyi davranması gerektiği görüşüyle de uyumludur.
-
Enflasyonist genişleme: Kuantum potansiyelinin kullanılması, modelin çok sayıda enflasyonist e-kat üretmesini sağlar-kozmosta gözlenen tekdüzeliği ve düzlüğü açıklamak için gerekli hızlı genişleme fazı. Bu, sınırsız önerideki temel zayıflıklardan birini ele alır.
-
Karanlık enerji ve karanlık madde: Evren ve evren karşıtı arasındaki kuantum dolaşımı, bugün gözlemlediğimiz hızlandırılmış genişlemeyi yönlendirerek karanlık enerjinin gizemli fenomeninden sorumlu olabilir. Ek olarak, simetrik yaratma süreci, bu kozmik bulmacaları potansiyel olarak evrenin doğumuna bağlayarak karanlık maddenin doğası ve bolluğu hakkında fikir verebilir.
Gelecekteki talimatlar ve açık sorular
Modelim geleneksel kozmolojik teorilere ilgi çekici bir alternatif sunarken, daha fazla araştırma için birkaç yol var.
Bir sonraki kritik bir adım, bu çerçeveden test edilebilir tahminler elde etmektir. Kozmik mikrodalga arka planında veya evrenin büyük ölçekli yapısında belirli kalıplar gibi ince imzaları tanımlamak için çalışıyorum.
Kuantum mekaniği ve genel görelilik arasındaki boşluğu doldurmak, modern fizikte merkezi bir zorluktur. Döngü kuantum kozmolojisinde bulunan yaklaşımlar gibi kuantum yerçekiminde devam eden araştırmalarla daha iyi bağlantı kurmak için bu modelin teorik temellerini daha da geliştirmeyi amaçlıyorum.
Kuantum potansiyelinin eğriliğin rolünün nicel olarak nasıl yerini aldığını anlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Bu, çeşitli kozmolojik dönemlerde davranışlarının ve kozmik enflasyon ve yapı oluşumunun dinamikleri üzerindeki etkisini keşfetmeyi içerir.
Özetle, araştırmam, düz bir evrenin ve aynasının üniversitesinin bir kuantum süreciyle aynı anda ortaya çıkabileceğini önererek evrenimizin kökeni hakkında yeni bir bakış açısı sunuyor. Geleneksel eğriliği kuantum potansiyeli ile değiştirerek, bu model evrenin gözlemlenen düzlüğü ile tutarlıdır ve doğal olarak sağlam bir enflasyon dönemine yol açar. Ayrıca, sürecin doğal CPT simetrisi, karanlık enerji ve karanlık maddeye yeni bakış açıları sağlayabilecek bir evren/evren karşıtı çiftin oluşumuyla sonuçlanır.
Hala çok şey keşfedilecek olsa da, bu çalışma erken evreni ve kuantum mekaniği ile uzay -zaman dokusu arasındaki derin etkileşimi anlamak için yeni yollar açar. Bu yönde daha fazla araştırmanın kozmolojideki en derin gizemlerden bazılarını aydınlatma olasılığı konusunda heyecan duyuyorum.
Bu hikaye, araştırmacıların yayınlanmış araştırma makalelerinden bulguları rapor edebilecekleri Science X iletişim kutusunun bir parçasıdır. Science X iletişim kutusu ve nasıl katılacağınız hakkında bilgi için bu sayfayı ziyaret edin.
