Поставянето на „взрива“ в Големия взрив

Ярка звездна експлозия до разширяващ се конус от звезди и галактики.

Според теорията за Големия взрив нашата Вселена започва като особеност - точка на привидно безкрайна плътност, съдържаща цялата маса и пространство -време на Вселената - след това се надува през следващите 13,8 милиарда години до космоса, който познаваме днес. Изображение чрез Кристин Данилов/С/ ESA / Хъбъл / НАСА.


Тъй като светлината се движи с крайна скорост, гледането в космоса ни позволява да погледнем назад във времето. Но - все още - астрономите не са успели да надникнат достатъчно далеч, за да станат свидетели на раждането на Вселената. Поради тази причина това, което разбираме за раждането на Вселената, идва от теоретичните физици иастрофизици, които разчитат на математически формули и компютърни модели. В края на миналата седмица (24 октомври 2019 г.) физиците от MIT обявиха, че са работили с други хора по целия свят, за да симулират критичен период на „претопляне“, който даде началото на Големия взрив в първите части от секундата на Вселената. Тази нова работа помага да се обясни какво е било загадка в космологията: колко студена, еднородна материя в краткия период отинфлация- период, продължаващ по -малко от трилионна част от секундата в ранната вселена - трансформиран, за да се превърне в ултрагорящата, сложна супа, довела до Вселената такава, каквато я познаваме.

В завладяващ материал за информационния офис на MIT, Дженифър Чуобяснено:


Според теорията за Големия взрив, преди около 13,8 милиарда години Вселената избухна като безкрайно малка, компактна огнена топка от материя, която се охлаждаше с разширяването си, предизвиквайки реакции, които разпалиха първите звезди и галактики и всички форми на материя, която виждаме (и сме) днес.

Точно преди Големия взрив да изстреля Вселената в нейния непрекъснато разширяващ се курс, смятат физиците, имаше друга, по-експлозивна фаза на ранната Вселена:космическа инфлация, която продължи по -малко от трилионна част от секундата. През този период материята - студена, хомогенна каша - се надуваекспоненциалнобързо преди процесите на Големия взрив да поемат по -бавно разширяване и разнообразяване на вселената за новородени.

Последните наблюдения независимо подкрепят теории и за дветеГолям взривикосмическа инфлация. Но двата процеса са толкова коренно различни един от друг, че учените се мъчат да си представят как един следват другия.

Сега физиците от MIT, Kenyon College и другаде са симулирали подробно междинна фаза на ранната вселена, която може да е преодоляла космическата инфлация с Големия взрив. Тази фаза, известна като „претопляне“, настъпи в края на космическата инфлация и включваше процеси, които пребориха студената, еднородна материя на инфлацията в ултрагорящата, сложна супа, която беше в началото на Големия взрив.




Физик и историк на наукатаДейвид Кайзерна MIT е съавтор на новия доклад, който бешепубликуваниНа 25 октомври 2019 г. врецензиранвестникПисма за физически преглед. Той коментира вСтатията на Чу:

Периодът на подгряване след инфлацията създава условията за Големия взрив и в известен смисъл поставя „взрива“ в Големия взрив.

Това е този мостов период, в който адът се разпада и материята се държи по всичко друго, но не по прост начин.

Налични са лунни календари за ForVM 2020! Правят страхотни подаръци. Поръчай сега. Върви бързо!


Три припокриващи се кръга със Земята в центъра и фотон във всеки от другите.

Алън Гутза първи път предлага и развива космическата инфлация като теория през 1979 г. Теорията е необходима за разрешаване на изключителни загадки в космологията. Например имашепроблем с хоризонта. Както е показано на това изображение, тези фотони не биха могли да комуникират помежду си, освен ако не е настъпила инфлация в много ранната вселена.Прочетете повече за инфлационната вселена и как тя решава проблема с хоризонтав Центъра за теоретична космология на Стивън Хокинг.

Според Чу, Кайзер и колегите му използват инструментите на физиката, математиката и компютрите, за да симулират в детайли как много форми на материята биха взаимодействали в края на много краткия период на инфлация:

Техните симулации показват, че екстремната енергия, предизвикваща инфлацията, би могла да бъде преразпределена също толкова бързо, в рамките на още по -малка част от секундата, и по начин, който да създаде условия, които биха били необходими за началото на Големия взрив.

Екипът установи, че тази екстремна трансформация би била още по -бърза и по -ефективна, акоквантови ефектимодифицира начина, по който материята реагира на гравитацията при много високи енергии.Квантова механикае клонът на физиката, който се занимава с много малките, тоест с движението и взаимодействието насубатомни частици, които са основните съставки на цялата материя. Междувременно теорията на общата теория на относителността на Айнщайн предсказва, че материята и гравитацията трябва да си взаимодействат; съвременната Теория за Големия взрив е силно зависима от нея. Именно това смесване на теорията на Айнщайн с квантовата механика доведе до заключението на новата работа: че критичният период на „претопляне“ в края на периода на инфлация помогна за превръщането на студена, еднородна материя в свръхгореща, сложна среда, която доведе до звезда пълни галактики и всичко останало, което знаем днес.


Кайзер коментира:

Това ни позволява да разкажем една непрекъсната история, от инфлацията до периода след инфлацията, до Големия взрив и след това. Можем да проследим непрекъснат набор от процеси, всички с известна физика, за да кажем, че това е един правдоподобен начин, по който Вселената е изглеждала така, както я виждаме днес.

Така че ... уау!

Прочетете повече за това проучване от MIT News

В крайна сметка: Физиците се замислят как студената, еднородна материя на инфлационната ранна Вселена се е превърнала в ултрагорещата, сложна смес от материя, пространство и време, довела до познатата ни Вселена. Нова работа симулира мост между космическата инфлация и ... всичко останало.

Източник: Нелинейна динамика на предварително загряване след многополево надуване с неминимални съединители

Чрез MIT News