bgfactor.org
Наблюденията на Вселената показват, че и в най-големите си мащаби тя не е неподвижна, а еволюира с течение на времето. Ако на основата на съвременните теории се проследи тази еволюция назад във времето, се оказва, че преди Вселената е била по-гореща и по-компактна. Началото й е дал Големия взрив – процес на възникване на Вселената от сингулярност: особена ситуация, за която съвременните закони на физиката са неприложими.
Но физиците съвсем естествено не са доволни от това положение на нещата – те искат да разберат и самия процес на Големия взрив. Именно поради това постоянно се правят многобройни опити да се създаде теория, която да бъде приложима в тази ситуация. Понеже в първите мигове след Големия взрив основната сила, която е действала е била гравитацията, се смята, че достигането на тази цел е възможно само в рамките на неизградената в момента квантова теория за гравитацията.
В един момент физиците мислеха, че квантовата гравитация ще бъде описана с помощта на теорията на суперструните, но наскоро и увереността в тази теория бе разколебана. В такава ситуация вниманието започнаха да привличат по-различни подходи за описание на квантово-гравитационните явления, и в частност, цикличната квантова гравитация (loop quantum cosmology).
Именно в рамките на цикличната квантова гравитация наскоро е получен много впечатляващ резултат. Оказва се, че поради квантовите ефекти началната сингулярност изчезва. Големият взрив престава да бъде особена точка и може да се проследи не само самото му протичане, но и да се разбере какво е било преди него. Кратко описание на тези резултати бе публикувано в статия на A. Ashtekar, T. Pawlowski, P. Singh във Physical Review Letters от 12 април 2006 г.
Цикличната квантова гравитация принципно се различава от обикновените физически теории и даже от особената теория на суперструните. При нея главните обекти са малки квантови клетки от пространство, които по определен начин са съединени една с друга. Законите на съединяването им и състоянието им се определя от поле, което съществува вътре в тях. Това поле се явява за тези клетки някакво вътрешно време. Преминаването от слабото поле към по-силното изглежда като някакво минало, което е повлияло на някакво бъдеще. Законът е устроен така, че при достатъчно голям свят с малка концентрация на енергия клетките се слепват една с друга, образувайки привидно единно пространство-време.
Авторите на статията твърдят, че всичко това е достатъчно, за да се реши задачата за това какво се случва с Вселената при приближаване до сингулярност. Решенията на техните уравнения показват, че при екстремално свиване вселенното пространство се разпада. Понеже квантовата геометрия не позволява обема да се свие до нула, неизбежно свиването спира и започва разширение. Тази последователност на състоянието може да се проследи както напред, така и назад във времето, следователно в тази теория преди Големия взрив неизбежно присъства Голямото свиване – колапс на предишната Вселена. При това свойствата на тази предишна Вселена не се губят в процеса на колапс, а еднозначно се предават в нашата Вселена.
Трябва да се спомене, че при изчисленията са използвани някои опростяващи предположения за свойствата на универсалното поле. По всяка вероятност общите изводи ще се запазят и без тези опростявания, но за това е нужна допълнителна проверка на изчисленията. Интересно ще бъде да наблюдаваме как ще се развият тези идеи.
Коментар към снимката: В теорията на квантовата гравитация привидно непрекъснатото за нас пространство при свръхмалки мащаби се оказва структура с много сложна геометрия.
