تقول نظرية الانفجار الكبير الجديد الجذري إن الأمواج الجاذبية خلقت مجرات ونجوم وكواكب

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

تشير نظرية جديدة جذرية فيما يتعلق بأصل الكون إلى أن موجات الجاذبية ، تموجات صغيرة في وقت الفضاء الذي تنبأ به ألبرت أينشتاين في عام 1915 ، كان يمكن أن يسبب في نهاية المطاف ، في نهاية المطاف المجرات والنجوم والكواكب.

تهدف النظرية إلى التخلص من مجموعة من المعلمات المضاربة والقابلة للتعديل ضمن نظرية الانفجار الكبير القياسي. إن حقيقة أن هذه المعلمات يمكن تعديلها بحرية أمر صعب ، حيث يعني أنه لا يمكن للعلماء معرفة ما إذا كان نموذج بداية الكون يتنبأ حقًا بملاحظات الكون الحديثة ، أو إذا تم تكييفه ببساطة لتناسب هذه الصورة.

“لعقود من الزمان ، كان علماء الكون يعملون على نموذج ،” النموذج التضخمي “، الذي يشير إلى أن الكون قد توسع بمعدل لا يصدق ، موضحا كل ما نلاحظه اليوم”. “يشير النموذج الجديد إلى أن التذبذبات الكمومية الطبيعية للفضاء نفسها ، موجات الجاذبية ، كانت كافية لتشغيل الاختلافات الصغيرة الكثافة التي أدت في النهاية إلى المجرات والنجوم والكواكب.”

“يمكن للنموذج التضخمي أن يفسر سبب كونه متجانسًا للغاية ومؤسسًا [possessing the same amount of matter at the same density in all directions] وأن تقلبات الأصل الكمي للكثافة البدائية تنشأ من تضخيم تقلبات الفراغ لحقل العددية. هذا أمر بالغ الأهمية لأن هذه التقلبات الكمومية البدائية هي بالتحديد البذور التي تشرح البنية الكاملة للكون التي نراها اليوم ، “قال عضو الفريق دانييلي بيرتاكا من جامعة بادوا لـ Space.com.” ولكن هناك مشكلة: تتضمن هذه النظرية الكثير من المعلمات “المجانية” أو “القابلة للضبط” ، والتي يمكن تعديلها حسب الإرادة.

“يمكن أن تكون الكثير من المرونة في العلوم مشكلة لأنها تجعل من الصعب تحديد ما إذا كان النموذج يتنبأ حقًا بشيء ما أو ببساطة تكييف ، خلفي [after the fact]، إلى البيانات المرصودة. “

التضخم لا “inflaton”

يبدأ نموذج الفريق بالتضخم الكوني الأولي الذي وصفته حالة كونية متوسعة تسمى “De Sitter Space” ، والتي يشرحون أنها يمكن اعتبارها تكثيفًا لـ “Gravitons” ، وهي الجسيمات الافتراضية التي تنقل قوة الجاذبية بطريقة مماثلة بأن الفوتونات هي “جزيئات الرسول” (أو المقياس) من القوة الكهربائية.

كان من شأن زمن الفضاء هذا الذي تم تحلله تمامًا عندما تكون حالة التكاثر القريبة ، عندما أصبحت التأثيرات الكمومية قوية لدرجة أنها تسببت في أن يصبح الكون نظامًا كميًا فوضويًا.

يمثل كل هذا نموذجهم ، اعتمادًا على مقياس طاقة واحد يستمر في حساب جميع تنبؤات التطور الكوني.

هذا يبتعد عن الحاجة إلى مجموعة من الحقول والجزيئات الافتراضية ، مثل حقل “inflaton” ، وهو مجال افتراضي له طاقة عالية محتملة ولدت قوة هشاشة في الكون المبكر ، والتي تسببت في تضخم سريع ومتضخم في بعض نماذج الانفجار الكبير. بدلاً من ذلك ، فإن موجات الجاذبية ، مثل التذبذبات الكمومية الطبيعية لوقت الفضاء نفسه ، تكفي في هذا النموذج لإنشاء تقلبات الكثافة التي تؤدي إلى تطوير هياكل مثل المجرات والنجوم والكواكب.

وقال بيرتاكا: “كان هذا” سحريًا تقريبًا “، نظرًا لأن المعلمة الحرة الوحيدة لمقياس دي سيتر هي مقياس الطاقة ، وبسبب تعقيدها وعدم الخطية ، تبين أن هذا مرتبط بالمستوى المرصود من التقلبات”. “إنها بالتحديد أناقة وبساطة النموذج المقترح ، وغياب المعلمات الحرة ، التي هي المفتاح.

“علاوة على ذلك ، نتوقع أن تكون قادرة على شرح مقياس الطاقة والوقت للتضخم بأناقة وبشكل طبيعي. كلاهما يحدد كل التنبؤات التي يمكن ملاحظتها وضرورية لحل مشاكل الأفق الكوني والتسطيح.”

بالطبع ، هذا هو العلم ، وليس السحر ، وعندما يتعلق الأمر بأي نظرية علمية ، فإن التحقق من الأدلة القوية هو المفتاح. يعتقد الفريق أن نموذجه يمكن أن يوفر بصمات الأصابع التي يمكن اكتشافها في البيانات الفلكية.

وقال بيرتاكا: “مثل جميع النماذج النظرية ، يجب تأكيد نظيرتنا من خلال القياسات والملاحظات التي يمكن للباحثين تحليلها وتقييمها ومقارنتها مع البيانات من التجارب الأرضية والفضائية اليوم وفي المستقبل القريب”. “تتفاعل تموجات الجاذبية هذه وبناء التعقيد بمرور الوقت ، مما يؤدي إلى تنبؤات قابلة للاختبار يمكن للباحثين الآن مقارنتها بالبيانات الحقيقية.”

تتضمن البيانات التي يمكن أن تؤكد أو تدحض هذا النموذج الجديد قياسات الحفرية الكونية تسمى خلفية الميكروويف الكونية (CMB) ، وهو مجال من الإشعاع خلفه حدث بعد الانفجار الكبير. يمكن أن تكون ملاحظات الهيكل الواسع النطاق للكون وقياسات موجات الجاذبية البدائية أن تصنع هذا النموذج الجديد أو يكسره.

القصص ذات الصلة:

– تموجات من الانفجار الكبير يمكن أن تحول فهمنا للكون – وقد نكون على وشك اكتشافها

– “هذا هو الكأس المقدسة للفيزياء النظرية.” هل مفتاح الجاذبية الكمومية يختبئ بهذه الطريقة الجديدة لصنع الثقوب السوداء؟

– قد تكون الثقوب السوداء “البدائية” الصغيرة التي تم إنشاؤها في الانفجار الكبير قد نمت بسرعة إلى أحجام الفائقة

وخلص جيمينيز إلى أنه “يوفر عملنا إطارًا بسيطًا وقويًا وأنيقًا وربما قابل للتزايد. هذا هو العلم في أفضل حالاته: تنبؤات واضحة أن الملاحظات المستقبلية يمكن أن تؤكد أو تدحض”. “أخيرًا ، توضح هذه النتائج الجديدة أننا قد لا نحتاج إلى مكونات مضاربة لشرح الكون ، ولكن فقط فهم عميق للجاذبية والفيزياء الكمومية. إذا كان النموذج صحيحًا ، فقد يحدد فصلاً جديداً بالطريقة التي نفكر بها في ولادة الكون.”

تم نشر أبحاث الفريق في يوليو في مجلة أبحاث المراجعة البدنية.