Um novo estudo do início do universo revela como ele poderia ter sido formado a partir de um universo em colapso mais velho, em vez de ser novo. O universo está em expansão e é uma teoria comum de que este é o resultado do 'Big Bang' - o universo explodindo na existência de um ponto de material infinitamente denso e quente.
"A capacidade do nosso modelo para dar uma solução possível para o problema do Big Bang abre o caminho para novas explicações para a formação do universo", disse Steffen Gielen, um físico teóricos com o Imperial College de Londres.
No entanto, os físicos têm debatido por muito tempo esta idéia, pois significa que o universo começou em um estado de colapso completo da física como a conhecemos. Em vez disso, alguns sugeriram que o universo tem alternado entre períodos de expansão e contração, ea expansão atual é apenas uma fase deste.
Este assim chamado ideia 'Big Bounce' tem sido em torno desde 1922, mas foi travado pela incapacidade de explicar como as transições do universo de uma contratação para um estado em expansão, e vice-versa, sem no entanto chegar a um ponto infinito.
Agora, um novo estudo publicado hoje na revista Physical Review Letters, Dr. Steffen Gielen do Imperial College London e Dr. Neil Turok, Diretor do Instituto Perimeter de Física Teórica no Canadá, mostraram como o Big Bounce pode ser possível.
observações cosmológicas sugerem que durante a sua vida muito cedo, o universo pode ter olhado o mesmo em todas as escalas - o que significa que as leis físicas que que trabalharam para toda a estrutura do universo também trabalhou na escala do muito pequeno, menor do que átomos individuais . Este fenômeno é conhecido como simetria conforme.
No universo de hoje, este não é o caso - partículas menores do que os átomos se comportam de forma muito diferente a questão maior e a simetria é quebrada.comportamento partícula subatômica é regida por que é chamado de mecânica quântica, que produz diferentes regras da física para o muito pequeno.
Por exemplo, sem a mecânica quântica, átomos não existiria. Os electrões, em que génio em torno do núcleo, que perdem energia e entrar em colapso para o centro, destruindo o átomo. No entanto, a mecânica quântica impede que isso aconteça.
No início do universo, como tudo era incrivelmente pequeno, ele pode ter sido regido unicamente pelos princípios da mecânica quântica, ao invés da física em grande escala também vemos hoje.
No novo estudo, os pesquisadores sugerem que os efeitos da mecânica quântica poderia impedir o universo de entrar em colapso e destruindo-se no final de um período de contração, conhecido como o Big Crunch. Em vez disso, o universo seria a transição de um Estado Contratante a um uma expansão sem entrar em colapso completo.
Dr Gielen disse: "A mecânica quântica nos salva quando as coisas quebram. Ele salva elétrons de cair e destruir átomos, talvez por isso, também pode salvar o universo primordial de tais começos violentos e terminações como o Big Bang e Big Crunch ".
Usando a ideia de que o universo teve simetria conforme no seu início, e que esta foi regido pelas regras da mecânica quântica, o Dr. Gielen e Dr. Turok construiu um modelo matemático de como o universo pode evoluir.
O modelo contém alguns ingredientes simples que são mais propensos a ter formado início do universo, tais como o fato de que ele estava cheio de radiação, com quase nenhuma matéria normal. Com estes, o modelo prevê que o efeito da mecânica quântica permitiria que o universo se originar de um universo anterior que foi contratante, em vez de a partir de um único ponto da física quebrado.
Dr. Turok disse: "A grande surpresa no nosso trabalho é que poderíamos descrever os primeiros momentos do quantum Big Bang quente mecanicamente, com base em hipóteses razoáveis e mínimas sobre a matéria presente no universo. Com base nestes pressupostos, o Big Bang foi um "salto", no qual a contração revertida para a expansão ".
Os investigadores estão agora a investigar como este modelo simples pode ser estendido para explicar a origem de perturbações na estrutura simples do universo, como galáxias. "A capacidade do nosso modelo para dar uma solução possível para o problema do Big Bang abre o caminho para novas explicações para a formação do universo", disse o Dr. Gielen.
'Perfect Quantum Cosmologial Bounce' pela S Gielen e N Turok é publicado na Physical Review Letters.
O Galaxy diário via Imperial College London
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