نموذج رياضي جديد تم تطويره في جامعة بنسلفانيا جعل من الممكن حساب ما كان قبل الانفجار الكبير بشكل أفضل - اتضح أنه كان هناك كون يتقلص
تم الإعلان عن اكتشافات جديدة حول كون آخر انهار ويبدو أنه قد ولد الكون الذي نعيش فيه، في عدد الأول من يوليو من النسخة الإلكترونية لمجلة Nature Physics، وستظهر أيضًا في النسخة المطبوعة من المجلة في أغسطس.
يقول مارتن: "يقدم بحثي نموذجًا رياضيًا جديدًا يمكننا استخدامه لاستخلاص تفاصيل جديدة حول خصائص الحالة الكمومية عند المرور عبر الارتداد الكبير، والذي يحل محل الفكرة الكلاسيكية للانفجار الكبير باعتباره بداية الكون" بوجوالد، أستاذ الفيزياء في جامعة ولاية بنسلفانيا (ولاية بنسلفانيا). يفترض بحث بوجوالد أيضًا أنه على الرغم من إمكانية تعلم العديد من خصائص الكون المبكر، إلا أن الناس سيكونون دائمًا غير متأكدين بشأن بعض هذه الخصائص لأن حساباته تكشف عن ميزة تُعرف باسم "النسيان الكوني" نتيجة للقوى الكمومية الهائلة في القفزة الكبيرة. . لقد كانت فكرة أن الكون قد نشأ في انفجار كبير بمثابة عقبة رئيسية في المحاولات العلمية لفهم أصل كوننا المتوسع، على الرغم من أن نموذج الانفجار الكبير يعتبره الفيزيائيون منذ فترة طويلة أفضل نموذج. كما وصفته نظرية النسبية العامة لأينشتاين، نشأ الانفجار الكبير عند النقطة المفردة حيث كان حجم الكون صفرًا، ولكنه احتوى أيضًا على كثافة لا نهائية وكمية كبيرة لا نهائية من الطاقة.
ومع ذلك، يزعم بوجوالد وغيره من الفيزيائيين في ولاية بنسلفانيا أنهم يستكشفون منطقة غير معروفة حتى لأينشتاين - أي الوقت الذي سبق الانفجار الكبير - باستخدام نموذج رياضي لآلة الزمن المعروفة باسم حلقة الجاذبية الكمومية. وهذه النظرية التي تجمع بين نظرية النسبية العامة لأينشتاين ومعادلات فيزياء الكم التي لم تكن قد تطورت بعد في زمن أينشتاين. هذا هو أول وصف للنموذج الرياضي الذي يؤسس باستمرار لنظرية القفزة الكبيرة ويستخلص استنتاجات حول خصائص الكون السابق الذي تفرعت منه. بالنسبة للعلماء، فتح الاختفاء العظيم صدعًا في السياج بين الكونين - وهو ما نراه باسم الانفجار الكبير.
ويوضح بوجوالد أن "النظرية النسبية العامة لأينشتاين لا تتضمن فيزياء الكم، التي يجب أن تتكامل معادلاتها لوصف الطاقات القصوى التي سيطرت على كوننا خلال المراحل المبكرة جدًا من تطوره، ومع ذلك، فقد وصلنا الآن إلى الجاذبية الكمية". نظرية الحلقة، وهي نظرية تشمل فيزياء الكم".
تم تطوير حلقة الجاذبية الكمومية لأول مرة في معهد ولاية بنسلفانيا لفيزياء الجاذبية والهندسة، وتستخدم الآن كنهج رائد في محاولة توحيد النسبية العامة وفيزياء الكم، كما يدعي بوجيوالد. يستخدم العلماء هذه النظرية لمتابعة الكون إلى الوراء في الزمن، ووجدوا أنه عند نقطة بدايته كان حجم الكون صغيرًا ولكن ليس صفرًا وأن الطاقة كانت قصوى ولكنها ليست لا نهائية. ونتيجة لهذه القيود، تستمر معادلات النظرية في إنتاج نتائج رياضية صحيحة حتى بعد هذه النقطة التي تعتبر في الفيزياء الكلاسيكية بمثابة الانفجار الكبير، مما يوفر للعلماء نافذة على الفترات التي سبقت الانفجار الكبير.
"تشير نظرية الكم إلى أن نسيج الزمان والمكان له بنية هندسية منسوجة في النسيج أحادي البعد لنظرية الكم. تمزق هذا النسيج بعنف في ظل الظروف القاسية التي تحكمها ميكانيكا الكم قرب الركود العظيم، مما تسبب في أن تصبح الجاذبية مثيرة للاشمئزاز، بحيث بدلاً من الاختفاء إلى ما لا نهاية كما تنبأت نظرية النسبية العامة لأينشتاين، ينكمش الكون مرة أخرى في نوع من الركود العظيم. ويولد الكون المتوسع الذي نختبره اليوم. وتكشف النظرية عن كون قد انكمش قبل الانفجار الكبير، مع نسيج زماني كان من الممكن أن يكون مشابهًا للنسيج الذي نعرفه في كون اليوم.
وجد بوجوالد أنه كان عليه إنشاء نموذج رياضي جديد يستخدم نظرية حلقات الجاذبية الكمومية لدراسة الكون قبل عصر الدب الأكبر بدقة أكبر. "كان من الضروري تطوير نموذج أكثر دقة ضمن نظرية حلقة الجاذبية الكمومية، وهو نموذج من شأنه أن يكون أكثر حداثة من الأساليب العددية الموجودة، والتي تتطلب تقييمات الحلول واحدا تلو الآخر وتقديم نتائج ليست عامة و كاملة كما نود" يوضح بوجوالد. قام بتطوير نموذج رياضي يقدم حلولاً تحليلية دقيقة من خلال حل العديد من المعادلات الرياضية.
بالإضافة إلى تحقيق الدقة، فإن نموذج بوجوالد أقصر بكثير أيضًا. أعاد صياغة نماذج الجاذبية الكمومية باستخدام وصف رياضي مختلف، والذي يقول إنه يجعل الحل الدقيق للمعادلات ممكنًا ويسمح أيضًا بتبسيط العملية. وقال "النماذج العددية المبكرة بدت أكثر تعقيدا بكثير، لكن حلولها بدت نظيفة للغاية، مما يشير إلى وجود نماذج أبسط".
توصل بوجفالد إلى استنتاجات أخرى مثيرة للاهتمام بعد اكتشافه أن واحدًا على الأقل من عوامل الكون السابق لم ينجو من الرحلة عبر التمدد العظيم، وبالتالي فإن الكون التالي (كوننا) قد يكون نسخة غير كاملة من الكون السابق. "تبدو عودة الكون المتطابق تمامًا أمرًا لا مفر منه بسبب الخاصية الحتمية للنسيان الكوني.
تم تمويل البحث جزئيًا من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم.
تعليقات 30
منذ حوالي ثلاثين عامًا، فكرت كثيرًا في الانفجار الأعظم وتوصلت إلى نتيجة مفادها أنه لا بد من وجود قوة كبيرة تجعل الفرقة الكبيرة موجودة. ومن هنا اعتقدت أن هناك دورة
هذا الموضوع . ومن ثم، قبل الانفجار الكبير كان هناك كون انكمش حتى انهار وتسبب الانهيار في الانفجار الكبير، وأود أن أشير إلى أنني لست عالما.
وكتبت في ذلك الوقت إلى عدد من العلماء في إسرائيل ولم يرد عليّ أغلبهم. الشخص الذي رد كتب لي أن النظرية التي طرحتها ليست هي النظرية المقبولة، واليوم هناك علماء يعتمدون عليها
حول نظرية الكم ويزعمون أن نظرية سو صحيحة. أحب أن أسمع تعليقات العلماء
الذين يعملون في هذا المجال.
شكرا. مثير جدا.
جيد.
لقد تلقيت أيضًا إجابته على السؤال نفسه الذي قام فيه بتفصيل عدد من الأشياء حول حالة النظرية، لكنه بشكل عام أوصىني باقتباس ويكيبيديا:
http://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bounce
ويترتب على ذلك أن الموضوع لا يزال في مراحله الأولية والتخمينية ومن الصعب أن يكون هناك رأي حازم فيه.
لقد أرسلت له السؤال وتبين أنني كنت مخطئًا بحوالي 170 ميلاً.
أرسل لي توجيهات من جامعة بنسلفانيا (UPENN) إلى جامعة ولاية بنسلفانيا (ولاية بنسلفانيا).
طلبت منه أن يخبرني إذا كان لديه أي شيء يعرفه عن هذا الأمر.
شبح:
ليس لدي أي فكرة.
سأحاول أن أسأل صديقًا لي وهو أستاذ في ولاية بنسلفانيا (الجامعة المعنية) ومتخصص في المجالات ذات الصلة (نظرية الأوتار بشكل أساسي) وإذا كان لديه ما يقوله - سأطلب منه الإذن بنشر كلماته هنا.
ماشيل
هل لديك أي فكرة عن صحة الأشياء الواردة في المقال (نظرية بوجوالد)؟
السؤال واضح من القصة كلها هل هو لذيذ؟!
إذا لم يكن كذلك فأنا لا أشتري!!
مهلا، هذا يعني أن الكون يعيد نفسه في كل مرة يموت؟ وفي كل مرة يكون كل شيء هو نفسه وكل ما يحدث الآن سوف يحدث مرارًا وتكرارًا إلى ما لا نهاية؟
ألم
مرحباً!
لادور، إذا لم توقف هذا الفيضان، سيتم الاتصال بك من قبل الشرطة. آفي بيليزوفسكي
انا لم افهم شيء!
لم أفهم بشكل أساسي 3 أشياء:
3) ما هذا الإخلاء بحق الجحيم !! (في نهاية المطاف فهمت، ولكن قليلا فقط).
2) يتم ذكر نظرية "حلقة الجاذبية الكمومية" باستمرار، لكن ليس من الواضح بالنسبة لي ما هي وكيف تم اكتشافها وكيف تجعل من الممكن "العودة" بالزمن إلى الوراء.
1) إلى أن يتم شرح كيف اكتشفوها، ولماذا يعتقدون أنها صحيحة، وما الذي يوجد في هذه النظرية والذي لا يوجد في النظريات الأخرى، سيكون لدي الوقت للاعتقاد بأن هناك حقيقة في هذه الأشياء.
بمعنى آخر: من المستحيل تقديم نظرية بأكملها كحقيقة وعلى أنها "هكذا هذا وهذا هو"!
مخبأ
إجابتك صحيحة! لكن خطأ! (لا، هذا ليس خطأ)
صحيح - لأن العلم، في جوهره، يطرح نظريات يمكن دحضها، سواء من خلال الاكتشافات التجريبية أو من خلال الاعتبارات النظرية الرياضية.
خطأ - لأنه واضح من ردك أن لديك منهج "معادي" للمنهج العلمي، ورغم أنك لم تقل ذلك صراحة، يبدو أنك تدافع عن المنهج الديني الذي يرى أن العالم كما هو مخلوق والله في 6-7 أيام وكل علم عن العالم مكتوب في التوراة ما أنتم إلا تتجاهلون منجزات العلم ونجاحاته…..
الفكرة الكبيرة والمبتكرة في بحث بوجفالد، حسب فهمي، هي أن الكون في الزمن 0=t كان حجمه أكبر من الصفر! والكثافة
(المادة والطاقة) لها قيم محدودة. والسؤال الآن هو، ما هي رتب الحجم والكتلة والطاقة التي نتحدث عنها؟
الجميل في فكرة بوجوالد هو: أ) أنها تتناسب بشكل جيد مع الحدس البشري (على الأقل أنا) بأن الكتلة والطاقة لا يمكن "ضغطهما" في نقطة واحدة (بالمعنى الرياضي لمفهوم النقطة). ب) أنها تنبع من اعتبارات رياضية نظرية، أي من النموذج الرياضي وليس من اعتبارات "منطقية". ومما سبق يبرز السؤال التالي: هل يمكن استخدام النموذج أعلاه أيضًا للثقوب السوداء؟ أي هل يحتوي الثقب الأسود أيضًا على نواة مادة ذات كثافة محدودة وأبعاد محدودة أصغر من أبعاد أفق الحدث للثقب الأسود؟ أعتقد أن نموذج بوجوالد له نتائج بعيدة المدى، ليس فقط في الأبحاث الكونية، ولكن أيضًا في الفيزياء الفلكية.
لافي بيلوبازسكي نيل أرمسترونج يصل إلى إسرائيل
بعض النقاط حسب ترتيب المعلقين التاليين:
إلى Avi Bilizovsky: من المؤكد أن الأمر يستحق إحضار مثل هذا المقال هنا. أنا لا أنتقد العالم أو أنت كمحرر له. من المؤكد أن ما يُنشر في مجلة Nature أو أي مجلة علمية أخرى يمكن أن يحظى بمنصة هنا وهو حقيقي ومثير للاهتمام. الانتقاد لا يتعلق بالنشر هنا بل بالبحث نفسه. المنشور هنا أنار عيني فعلا ولهذا أشكركم.
د. بيرتس: أنا لست ضد أي من كلامك. هناك نقطة في كلامك (بالمناسبة، بما في ذلك الأمر مع الوحش والفيس) وأنا لا أدعي أنه يجب حظر الأبحاث الباطنية أو وقف تمويلها. ما يذهلني هو أن مثل هذه الأبحاث فائقة الباطنية على وجه التحديد هي في طليعة العلوم وتتلقى ميزانيات ضخمة على حساب أشياء أقل إثارة قليلاً.
سابدارمش يهودا: أنا أتفق معك ليس من حيث فهم المادة بل من وجهة نظر مختلفة. وفي النهاية فإن التفسير العلمي أو التفسير بشكل عام تتم تصفيته بحواس وعقول الإنسان. هذا ليس ادعائي ويبدو لي أن يوم قد ادعى ذلك من قبل. العلم موضوع جدي وأنا، كعالم، أفهم ذلك. وفي الوقت نفسه، يجب أن نتذكر ونذكر هامون (الذي يمول هذا البحث) بأن الموقف المفرط في الجدية تجاه مثل هذه النتائج المزعومة أمر مثير للسخرية. عندما تقوم بتشييد مبنى وفقا لقوانين الفيزياء، فإنك تكون قد فعلت شيئا معقولا - سواء كان العلم الذي يقف وراء ذلك صحيحا أم لا، دقيقا أو أقل من ذلك - لا يهم كثيرا. المبنى واقف. لكن عندما يتعلق الأمر بالعلم الميتافيزيقي مثل هذه النماذج (نماذج!! اللعنة! هل هي نتيجة على الإطلاق؟ إنها نموذج! إنها خيار) بل وأكثر عندما يتعلق الأمر، كما يقول سابدارمش يهودا في مكان لا يمكن الوصول إليه.. .الأمر برمته رائحته مشكوك فيها للغاية. وفي الوقت نفسه، إذا عدنا إلى لدى بيرتس دائمًا مجال للبحث وطرح الأسئلة. إنه من المناسب أيضًا توجيه الجمهور ليأخذ العلم بنسبه المناسبة
عامي بشار
إن قوانين الفيزياء لم يتم قياسها أبدًا في محيط نقطة منفردة، وبالتالي من المستحيل تحديد مدى صحتها في محيط نقاط منفردة، وبالتالي فإن كل ما كتب في المقال هو هراء ولا أساس له من الصحة على الإطلاق. أي أنه ليس فقط من المستحيل معرفة ما حدث قبل الانفجار الكبير، بل من المستحيل أيضًا معرفة ما حدث بالقرب من الانفجار الكبير!!!!!!!!
نقطة.
سابدارمش يهودا
لافي بيلوفسكي نيل أرمزرينج يصل إلى إسرائيل
مما أفهمه، ليس من الضروري أن يتصرف الكون دائمًا مثل الربيع. لقد انهار الكون السابق إلى أبعاد تظهر فيها المعادلات أن الجاذبية تغير اتجاهها وبالتالي "انفجرت" مرة أخرى. ولكن ليس من الضروري أن يكرر هذا السيناريو نفسه لأن "واحدا على الأقل من عوامل الكون السابق لم ينج من الرحلة عبر الركود العظيم". ومن الممكن أن يفسر هذا الفرق بين الكون الحالي والكون السابق، فالكون الحالي يتسارع في توسعه ومن المتوقع أن يتوسع إلى ما لا نهاية.
تصحيح لي إذا كنت مخطئا. بشكل عام، سيكون من الرائع أن يتوسع أحد أساتذة الفيزياء قليلاً في هذا الموضوع على هذا الموقع الرائع 🙂
وأبي-شكرًا جزيلاً لك على نشر المقال!
ويجب أن أوضح.. أنني لست مشاركا في الهجوم على العلم والاستهزاء به!! هذه النظرية، مثل آلاف غيرها، مشروعة مثل انتقادها (وربما الانتقادات في المستقبل) وكذلك احتمال العثور على صحتها في المستقبل بعد الاختبارات (التجارب في هذا المجال تكاد تكون مستحيلة). من اتجاهات مختلفة... كل شيء ممكن!
لأن نفس الاستهزاء يمكن تطبيقه على أي نظرية علمية أخرى، مثلا نظرية الأوتار أو النظرية النسبية القديمة!! يحاول العلماء بالأدوات المتوفرة لديهم محاولة فهم كيف بدأ كل شيء وكيف تعمل الطبيعة وإلى أين من المتوقع أن نذهب وما يحدث في أعماق الكون وما إلى ذلك.. وبدون نظرية سيكون الأمر سخيفًا الأول مهما كان سيكون العلم الأعمى إطلاق النار في الفراغ !!
لقد تطرقت مراجعتي للأمر قدر استطاعتي من حيث فهمي المحدود للعلم وبلدغات خفيفة وليس بطريقة سكب الطفل مع كل النظريات والإنجازات العديدة للعلم وبدونها ستعود حياتنا إلى سابق عهدها. الأيام البرونزية للأمراض والعمل اليدوي!
وبالمناسبة، شوهد الوحش القادم من بحيرة لوخ نيس وهو يستمع إلى إلفيس الذي كان يغني ويعزف على متن قارب في البحيرة وكان هناك ضباب كثيف حولهم.
دعونا نضع الأمر على هذا النحو - إذا تم نشر مثل هذا المقال في مجلة شعبية، أشك في أنني سأشير إليه، ولكن بما أنه ظهر في أحد المنشورات المتعلقة بالطبيعة (مراجعة النظراء) وبما أنه تم تمويله جزئيًا من قبل NSF، على الأقل مقال في العلوم يستحق كل هذا العناء؟
إنه لأمر مدهش مدى الجدية التي يتعامل بها العلماء، وكذلك الجمهور، مع مثل هذه الشعوذة الضخمة. نموذج؟ رياضي؟؟ حلقة الجاذبية؟؟؟ تم تقسيم الجميع؟
من المؤسف أن كل هذه الأموال التي قدمناها لهذا البحث الغريب الذي هو في طليعة العلوم وسيحظى بميزانيات أكبر لم تكن موجهة في الغالب نحو شيء أكثر منطقية. على سبيل المثال، العثور على الوحش بحيرة لوخ نيس.
أواجه مشكلة في الحصول على الحجم أو زيادة المساحة!! يجب أن يوجد الفضاء أولًا ولا ينتشر بداخله إلا المادة! كيف يمكنك حتى إثبات أن هذه المساحة لم تكن موجودة من قبل؟؟ إذا كانت المادة لا تتغير ويظل حجمها ثابتا طوال الوقت، فالمكان كذلك، إلا أنه في حالة الفضاء يحدث فيه تقلصات أو تمددات أو أي حدث فيزيائي وبالتالي فهو ثابت وغير متغير البيانات التي لا يمكن إلا لأعيننا أن تبدو وكأنها تتقلص أو تتوسع، فالمساحة الموجودة بداخلها، من السهل أن ننسى أن الفضاء الداخلي ينمو في الفضاء الخارجي والذي بدونه لن ينتفخ البالون! فإذا كان مثلاً داخل صندوق بمساحة معينة فإن درجة تضخمه ستتوافق مع حجم الصندوق حتى لو أمكن نفخ البالون عشرة أضعاف ذلك !!
لذلك إذا كان الفضاء عبارة عن بيانات ثابتة (والتي يمكن أن تنمو على حساب الفضاء الخارجي للكون وليس بمفردها) وبقدر ما يهمني فإن الطاقة المظلمة والمادة المظلمة هما اللاعبان الرئيسيان في خلق الكون (كل كون مشابه لنا) والمادة بما في ذلك نحن هي نتاج الخلق وهاتين الرغبتين .. ولهذا يسمع نباح القط للكون تم دحضه كنظرية كاملة وليس من الواضح ما هي الصعوبات التي جاء لتبريرها .. لأنه من تجربة طالما أنك لا تعرف ما هي الأسئلة فمن الصعب فهم الإجابات وبالتالي ليس من الواضح لماذا توصل إلى نتيجة مفادها أن هناك حاجة لتتبع الكون إلى الوراء !! ومن غادر أولا؟ المادة؟ الفضاء؟ المادة المظلمة؟ أو أن الطاقة المظلمة سبقتهم جميعا !!
وكما أن الانفجار الكبير لم يفسر توسع الكون بالتفصيل، وربما كانت هناك عدة انفجارات (وسوف يكون هناك المزيد؟) فإن التخمينات تتخطى الواقع ويبدو لي أنه لن يتبقى الكثير مما حدث. في غضون سنوات قليلة (لدي شعور بهذه الأشياء!)! وصدقني لو كان شيء جديد يتكلم بمنطق سأؤيده فورا...وحصل في الماضي في كل المجالات!!
هذا الإخلاء لا يخاطبني ولا أفهم الحاجة إليه وما المفترض أن يجيب عليه!!
عدا عن ذلك فإن أي نظرية عن الكون لا تتضمن مكوناته الثلاثة أي الطاقة المظلمة والمادة المظلمة والمادة المرئية.. ستكون ناقصة ومحلية فقط ولن تصف الكون الحقيقي وصفا حقيقيا!!
مثير جدا... حتى الآن أنتم (العلماء) زعمتم أن سؤال "ماذا كان قبل الانفجار الكبير" لا معنى له لأنه قبل الانفجار الكبير لم يكن مفهوم "الزمن" موجودا بعد وبالتالي لم يكن هناك "قبل"، وفجأة تعجبوا من العجائب تبين أنه كان من قبل.... فأين مصداقيتك؟ هل تغير رأيك كل يوم اثنين وخميس؟
الأمر نفسه ينطبق على سرعة الضوء، حتى يومنا هذا كان العلماء يزعمون باستمرار أنه من المستحيل تجاوز سرعة الضوء، ولكن المثير للدهشة أنني شاهدت مؤخرًا برنامجًا على قناة ديسكفري حيث زعموا أن أحد العلماء تمكن من ذلك نقل معلومات الموسيقى الرقمية بين مكانين (جهاز الإرسال والاستقبال) بسرعة أكبر بخمس مرات من سرعة الضوء!لذلك ربما كنت قد قررت بالفعل.........؟
إلى الأفق شكرا على التعليق. معدل.
إلى بوريس:
أما بالنسبة للشق الثاني من سؤالك: أعتقد أن المقصود هو أن الكون يتصرف بمرونة (مثل الزنبرك). أي أن الكون الآن في مرحلة تسارع، ولكن عند نقطة معينة سيكون هناك تباطؤ، حتى تتجاوز سرعة التمدد 0 على الجانب الآخر.
شكرا آبي، مقالة مثيرة للاهتمام.
مثيرة جدا للاهتمام، شكرا لهذه المادة.
وفي الفقرة الثالثة من النهاية سواء عند كتابتها
"هذا النسيج يسمى بعنف في ظل الظروف"
هل المقصود "ممزق" وليس "مقروء"؟
قرأت شيئًا مشابهًا في إيرتس منذ فترة، ولكي أكون صادقًا، فإن النص الحالي أكثر قابلية للفهم، على الرغم من أن مفهوم "المراقبة الكبرى" ليس مفهومًا تمامًا، فهل يعني النموذج التضخمي؟
كيف يتعامل نموذج الجاذبية الكمي هذا مع ملاحظة أن الكون يتوسع بدلاً من أن ينكمش، مما يجعل نموذج الكون المتقلص والمتوسع إشكالياً بعض الشيء.
لم أفهم كلمة !!!!
ولم ينشر الخبر لآفي بيلوفسكي