Вселената може никога да не е имала начало, казват физици

В началото бе ... е, може би е нямало начало. Може би нашата Вселена винаги е съществувала - и нова теория за квантовата гравитация разкрива как това би могло да работи.

Квант на гравитацията

Началото на времето

Теория на причинно-следствените множества

Документът разглежда "дали трябва да съществува начало в подхода на теорията за причинно-следствените множества", разказва Бенто.

И има друг подход, който напълно пренаписва нашето разбиране за пространство и време.

„Реалността има толкова много неща, които повечето хора биха свързали с научна фантастика или дори с фентъзи“, започва Бруно Бенто (Bruno Bento), физик, който изучава природата на времето в Университета в Ливърпул, Великобритания. В работата си той използва нова теория на квантовата гравитация, наречена теория на причинно-следствените множества ( causal set theory), в която пространството и времето се разбиват на отделни (дискретни) парчета пространство-време. Според тази теория на някакво ниво има фундаментална единична мярка, квант пространство-време.

"Така че, в теорията на причинно-следствените множества, причинно-следственото множество ще нараства само по един "атом" всеки път и ще става все по-голямо". Подходът на причинно-следствените множества добре премахва проблема за сингулярността на Големия взрив, защото в тази теория сингулярностите не могат да съществуват. Невъзможно е материята да се компресира до безкрайно малки точки - те могат да станат не по-малки от размера на атом от пространство-времето.

"В първоначалната формулировка и динамика на причинно-следствените множества, класически казано, каузалното множество нараства от нищо във Вселената, която виждаме днес. В нашата работа няма Голям взрив като начало, тъй като причинно-следствените множества са безкрайни в миналото, защото винаги има нещо преди".

Тази физическа теория е развълнувала Бенто. „Бях развълнуван да открия тази теория, която не само се опитва да бъде възможно най-фундаментална - като подход към квантовата гравитация и всъщност преосмисля понятието за самото пространство-време - но също така дава централна роля на времето и това, което то физически означава "да мине време", колко физическо е миналото ти и дали бъдещето вече съществува или не“, коментира Бенто пред Live Science.

Във всички съвременни теории на физиката пространството и времето са непрекъснати. Те образуват гладка тъкан, която стои в основата на цялата реалност. В такова непрекъснато пространство-време две точки могат да бъдат възможно най-близо една до друга в пространството и две събития могат да се случат възможно най-близо едно след друго.

Квантовата гравитация е може би най-разочароващият проблем, пред който е изправена съвременната физика. Имаме две изключително ефективни теории за Вселената: квантова физика и Общата теория на относителността. Квантовата физика е представила успешно описание на три от четирите основни сили на природата (електромагнитно, слабо и силно взаимодействие) до микроскопични мащаби. Общата теория на относителността, от друга страна, е най-мощното и пълно описание на гравитацията, измисляно някога.

Предстои обаче още много работа да се свърши. Все още не е ясно дали този начинаещ причинно-следствен подход може да позволи физически теории, с които можем да работим, за да опишем сложната еволюция на Вселената по време на Големия взрив, пише "Офнюз".

Тези региони се наричат ​​„сингулярност“, които са места в пространство-времето, където нашите настоящи закони на физиката се разпадат, и те са математически предупредителни знаци, че Общата теория на относителността се препъва сама. В рамките на тези две сингулярности гравитацията става невероятно мощна в много малки пространствени мащаби. За да разрешат мистерията на сингулярностите, физиците се нуждаят от микроскопично описание на силната гравитация, наречена още квантова теория на гравитацията. Има много претенденти, включително струнната теория и цикличната квантова гравитация.

Теорията на причинно-следствените множества има важни последици за природата на времето. „Огромна част от философията на причинно-следствените множества е, че течението на времето е нещо физическо, че не трябва да се приписва на някакъв възникнал вид илюзия или на нещо, което се случва в мозъка ни, което ни кара да мислим, че времето минава, това преминаване е, само по себе си, проява на физическата теория", отбелязва Бенто.

Тяхната работа предполага, че Вселената може да не е имала начало - че тя просто винаги е съществувала. Това, което възприемаме като Големия взрив, може да е било само определен момент от еволюцията на тази винаги съществуваща причинно-следствена поредица, а не истинско начало.