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The Big Bang Theory – Partie II

Après avoir lu un papier en Ashtekar sur la gravité quantique et penser, Je ai réalisé ce que mon problème avec la théorie du Big Bang était. Il est plus sur les hypothèses fondamentales que les détails. Je pensais que je résumerais mes pensées ici, plus pour mon propre bénéfice que quiconque est.

Les théories classiques (y compris SR et QM) espace régal comme néant continue; d'où le terme continuum espace-temps. Dans ce point de vue, objets existent dans l'espace continu et interagissent les uns avec les autres en temps continu.

Bien que cette notion de continuum espace de temps est intuitivement attrayante, il est, au mieux, incomplet. Envisager, par exemple, un corps tourner dans le vide. On se attend à faire l'expérience de la force centrifuge. Imaginons maintenant que le corps est fixe et l'ensemble de l'espace est en rotation autour d'elle. Sera-ce l'expérience de toute la force centrifuge?

Il est difficile de voir pourquoi il y aurait une force centrifuge si l'espace est vide néant.

GR a introduit un changement de paradigme par gravité codant dans l'espace-temps rendant ainsi de nature dynamique, plutôt que le néant vide. Ainsi, masse se empêtré dans l'espace (et le temps), l'espace devient synonyme de l'univers, et la question du corps de filature devient facile de répondre. Oui, il connaîtra la force centrifuge si ce est l'univers qui tourne autour de lui, car il est équivalent à la rotation du corps. Et, needs a context, il ne sera pas, si elle est dans l'espace juste vide. Mais “vide” ne existe pas. En l'absence de masse, il n'y a pas géométrie de l'espace-temps.

Si, naturellement, avant le Big Bang (se il y avait une), il ne pouvait y avoir d'espace, ni d'ailleurs ne pouvait y avoir aucune “avant.” Remarque, cependant, que le papier Ashtekar ne indique pas clairement pourquoi il devait y avoir un big bang. Le plus proche qu'il obtient est que la nécessité de BB découle de l'encodage de gravité dans l'espace-temps dans GR. Malgré ce codage de gravité et rendant ainsi l'espace-temps dynamique, GR traite toujours l'espace-temps comme un continuum lisse — une faille, selon Ashtekar, QG qui rectifiera.

Maintenant, si nous acceptons que l'univers a commencé avec un big bang (et d'une petite région), nous devons tenir compte des effets quantiques. L'espace-temps doit être quantifié et la seule bonne façon de le faire serait par gravité quantique. Grâce QG, nous nous attendons à éviter la singularité du Big Bang GR, de la même façon QM résolu le problème de l'énergie sans limite de l'état fondamental de l'atome d'hydrogène.

Ce que je ai décrit ci-dessus est ce que je crois être les arguments physiques derrière la cosmologie moderne. Le reste est un édifice mathématique construit en haut de cette physique (voire philosophique) fondation. Si vous ne avez pas d'idées bien arrêtées sur le fondement philosophique (ou si vos points de vue soient compatibles avec elle), vous pouvez accepter BB sans difficulté. Malheureusement, Je ne ai vues divergentes.

Mon point de vue se articulent autour des questions suivantes.

Ces postes peuvent sembler rêveries philosophiques inutiles, mais je ai du béton (et à mon avis, important) résultats, énumérés ci-dessous.

Il ya beaucoup plus de travail à faire sur ce front. Mais pour les deux prochaines années, avec mon nouveau contrat de livre et des pressions de ma carrière quant, Je ne aurai pas assez de temps pour étudier GR et de la cosmologie avec le sérieux qu'elles méritent. Je espère revenir à eux une fois la phase actuelle de propagation moi-même passe trop minces.

The Big Bang Theory

I am a physicist, but I don’t quite understand the Big Bang theory. Let me tell you why.

The Big Bang theory says that the whole universe started from a “singularité” — a single point. The first question then is, a single point where? It is not a single point “in space” because the whole space was a single point. The Discovery channel would put it fancifully that “the whole universe could fit in the palm of your hand,” which of course it could not. Your palm would also be a little palm inside the little universe in that single point.

The second question is, if the whole universe was inside one point, what about all the points around it? Physicists would advise you not to ask such stupid questions. Ne vous sentez pas mal, they have asked me to shut up as well. Some of them may kindly explain that the other points may be parallel universes. Others may say that there are no “other” points. They may point out (as Steven Weinberg does in The Dreams of a Final Theory) that there is nothing more to the north of the North Pole. I consider this analogy more of a semantic argument than a scientific one, but let’s buy this argument for now.

The next hurdle is that the singularity is in space-time — not merely in space. So before the Big Bang, there was no time. Désolé, there was no “avant!” This is a concept that my five year old son has problems with. Encore, the Big Bang cosmologist will point out that things do not necessarily have to continue backwards — you may think that whatever temperature something is at, you can always make it a little colder. But you cannot make it colder than absolute zero. Vrai, vrai; but is temperature the same as time? Temperature is a measure of hotness, which is an aggregate of molecular speeds. And speed is distance traveled in unit time. Time again. Hmmm….

I am sure it is my lack of imagination or incompleteness of training that is preventing me from understanding and accepting this Big Bang concept. But even after buying the space-time singularity concept, other difficulties persist.

Firstly, if the whole universe is at one point at one time, one would naively expect it to make a super-massive black hole from which not even light can escape. Clearly then, the whole universe couldn’t have banged out of that point. But I’m sure there is a perfectly logical explanation why it can, just that I don’t know it yet. May be some of my readers will point it out to me?

Deuxième, what’s with dark matter and dark energy? The Big Bang cosmology has to stretch itself a bit with the notion of dark energy to account for the large scale dynamics of the observed universe. Our universe is expanding (or so it appears) at an accelerating rate, which can only be accounted for by assuming that there is an invisible energy pushing the galaxies apart. Within the galaxies themselves, stars are moving around as though there is more mass than we can see. This is the so called dark matter. Although “dark” signifies invisible, pour moi, it sounds as though we are in the dark about what these beasts are!

The third trouble I have is the fact that the Big Bang cosmology violates special relativity (SR). This little concern of mine has been answered in many different ways:

  • One answer is that general relativity “trumps” SR — if there are conflicting predictions or directives from these two theories, I was advised to always trust GR.
  • En plus de, SR applies only to local motion, like spaceships whizzing past each other. Non-local events do not have to obey SR. This makes me wonder how events know whether they are local or not. Bien, that was bit tongue in cheek. I can kind of buy this argument (based on curvature of space-time perhaps becoming significant at large distances), although the non-scientific nature of local-ness makes me uneasy. (During the inflationary phase in the Big Bang theory, were things local or non-local?)
  • Third answer: In the case of the Big Bang, the space itself is expanding, hence no violation of SR. SR applies to motion through space. (Wonder if I could’ve used that line when I got pulled over on I-81. “Officer, I wasn’t speeding. Just that the space in between was expanding a little too fast!”)

Speaking of space expanding, it is supposed to be expanding only in between galaxies, not within them, apparemment. I’m sure there is a perfectly logical explanation why, probably related to the proximity of masses or whatnot, but I’m not well-versed enough to understand it. In physics, disagreement and skepticism are always due to ignorance. But it is true that I have no idea what they mean when they say the space itself is expanding. If I stood in a region where the space was expanding, would I become bigger and would galaxies look smaller to me?

Note that it is necessary for space to expand only between galaxies. If it expanded everywhere, from subatomic to galactic scales, it would look as though nothing changed. Hardly satisfying because the distant galaxies do look as though they are flying off at great speeds.

I guess the real question is, what exactly is the difference between space expanding between two galaxies and the two galaxies merely moving away from each other?

One concept that I find bizarre is that singularity doesn’t necessarily mean single point in space. It was pointed out to me that the Big Bang could have been a spread out affair — thinking otherwise was merely my misconception, because I got confused by the similarity between the words “singularité” and single.

People present the Big Bang theory in physics pretty much like Evolution in biology, implying the same level of infallibility. But I feel that it is disingenuous to do that. Pour moi, it looks as though the theory is so full of patchwork, such a mathematical collage to cook up something that is consistent with GR that it is hard to imagine that it corresponds to anything real (ignorance, for the moment, my favorite question — ce qui est réel?) But popular writers have embraced it. Par exemple, Ray Kurzweil and Richard Dawkins put it as a matter of fact in their books, lending it a credence that it perhaps doesn’t merit.

Univers – Taille et âge

Je ai posté cette question qui me tracasse quand je ai lu qu'ils ont trouvé une galaxie à environ 13 milliards d'années lumière. Ma compréhension de cette déclaration est: À distance de 13 milliard d'années lumière, il y avait une galaxie 13 il ya des milliards d'années, afin que nous puissions voir la lumière à partir de maintenant. Ne serait-ce à dire que l'univers est au moins 26 vieille milliards d'années? Il doit avoir pris la galaxie propos 13 milliards d'années pour arriver là où il semble être, et la lumière de celle-ci doit prendre une autre 13 milliards d'années pour nous rejoindre.

En répondant à ma question, Martin et Swansont (qui je suppose sont phycisists académiques) souligner mes idées fausses et essentiellement me demander pour en savoir plus. Tout sera exaucé quand je suis assimilé, il semblerait! 🙂

Ce débat est publié comme un prélude à mon post sur la théorie du Big Bang, à venir dans un jour ou deux.

Mowgli 03-26-2007 10:14 PM

Univers – Taille et âge
I was reading a post in http://www.space.com/ stating that they found a galaxy at about 13 milliards d'années lumière. Je essaie de comprendre ce que des moyens de déclaration. Pour moi, cela signifie que 13 il ya des milliards d'années, cette galaxie est là que nous voyons maintenant. Ne est pas que ce que 13b LY distance des moyens? Dans l'affirmative, ne serait pas ce que cela signifie que l'univers doit être au moins 26 vieille milliards d'années? Je veux dire, tout l'univers a commencé à partir d'un point singulier; comment cette galaxie pourrait être où il était 13 il ya des milliards d'années à moins qu'il avait au moins 13 milliard d'années pour y arriver? (Ignorant la phase inflationniste pour l'instant…) Je ai entendu des gens expliquent que l'espace lui-même est en pleine expansion. Que diable ce que cela signifie? Est-il pas juste une façon de dire que colombophile la vitesse de la lumière était plus faible il ya quelque temps?
swansont 03-27-2007 09:10 AM

Citation:

Posté par Mowgli
(Poster 329204)
Je veux dire, tout l'univers a commencé à partir d'un point singulier; comment cette galaxie pourrait être où il était 13 il ya des milliards d'années à moins qu'il avait au moins 13 milliard d'années pour y arriver? (Ignorant la phase inflationniste pour l'instant…)

Ignorant tout le reste, comment serait-ce à dire que l'univers est 26 vieille milliards d'années?

Citation:

Posté par Mowgli
(Poster 329204)
Je ai entendu des gens expliquent que l'espace lui-même est en pleine expansion. Que diable ce que cela signifie? Est-il pas juste une façon de dire que colombophile la vitesse de la lumière était plus faible il ya quelque temps?

La vitesse de la lumière est une partie inhérente de la structure atomique, dans la constante de structure fine (alpha). Si c est en train de changer, alors les modèles de spectres atomiques devraient changer. Il n'a pas été confirmé que toutes les données montre que l'alpha a changé (il a été le papier occasionnelle affirmant qu'il, mais vous avez besoin de quelqu'un pour répéter les mesures), et le reste est tout compatible avec aucun changement.

Hirondelle 03-27-2007 11:25 AM

Pour confirmer ou renforcer ce que dit swansont, il ya la spéculation et certains marginaux ou non standard cosmologies qui impliquent c changer au fil du temps (ou alpha changer au fil du temps), mais les constantes chose changer obtient juste plus en plus out.I've statué été guettait plus 5 ans et plus les gens regardent et étudient des preuves moins il semble qu'il n'y ait aucun changement. Ils excluent pas de plus en plus précisément avec leur data.So il est probablement préférable d'ignorer la “varier la vitesse de la lumière” cosmologies jusqu'à une est complètement familiarisé avec la cosmologie dominante norme.Vous avez des idées fausses Mowgli

  • Relativité Générale (la 1915 théorie) Rel emporte spécial (1905)
  • Ils ne contredisent en fait pas si vous les comprenez correctement, parce SR n'a qu'une applicabilité locale très limitée, comme au passage de vaisseau spatial par:-)
  • Partout où GR et SR semblent contredire, croire GR. Ce est la théorie plus complète.
  • GR n'a pas de limite de vitesse sur la vitesse à laquelle de très grandes distances peuvent augmenter. la seule limite de vitesse est sur des choses LOCAL (vous ne pouvez pas rattraper et passer un photon)
  • Donc, nous pouvons et nous ne observons trucs qui se éloigne de nous plus vite que c. (Il est loin, SR ne se applique pas.)
  • Cela a été expliqué dans un article Sci Am Je pense que l'année dernière
  • Google nom de l'auteur Charles Lineweaver et Tamara Davis.
  • Nous connaissons beaucoup de choses qui est actuellement de plus de 14 LY milliards de loin.
  • Vous devez apprendre quelques cosmologie de sorte que vous ne serez pas confus par ces choses.
  • Aussi un “singularité” ne signifie pas un seul point. ce est une erreur populaire parce que les mots sonnent de la même.
  • Une singularité peut se produire sur toute une région, même une région infinie.

De plus, le “big bang” modèle ne ressemble pas à une explosion de la matière loin de siffler un certain point. Il ne faut pas imaginer comme ça. Le meilleur article expliquant les erreurs communes que les gens ont est cette chose Lineweaver et Davis dans Sci Am. Je pense que ce était Jan ou février 2005 mais je pourrais être une année sabbatique. Google. Obtenez-le de votre bibliothèque locale ou le trouver en ligne. Le meilleur conseil que je peux donner.

Mowgli 03-28-2007 01:30 AM

Pour swansont sur pourquoi je ai pensé 13 b LY impliquait un âge de 26 b années:Quand vous dites qu'il ya une galaxie à 13 b LY loin, Je comprends qu'il signifie que 13 milliard d'années il ya mon temps, la galaxie était au point où je le vois maintenant (qui est 13 b LY loin de moi). Sachant que tout a commencé à partir du même point, il doit avoir pris la galaxie au moins 13 b années pour arriver là où il était 13 il ya b années. Si 13+13. Je suis sûr que je dois être wrong.To Martin: Vous avez raison, Je ai besoin d'apprendre un peu plus sur la cosmologie. Mais un certain nombre de choses que vous avez mentionné me surprend — comment pouvons-nous observons des trucs qui se éloigne de que FTL? Je veux dire, ne serait pas la formule de décalage Doppler relativiste donner imaginaire 1 z? Et les choses au-delà 14 b LY loin – sont-ils “extérieur” l'univers?Je vais certainement regarder et lire les auteurs que vous avez mentionnés. Merci.
swansont 03-28-2007 03:13 AM

Citation:

Posté par Mowgli
(Poster 329393)
Pour swansont sur pourquoi je ai pensé 13 b LY impliquait un âge de 26 b années:Quand vous dites qu'il ya une galaxie à 13 b LY loin, Je comprends qu'il signifie que 13 milliard d'années il ya mon temps, la galaxie était au point où je le vois maintenant (qui est 13 b LY loin de moi). Sachant que tout a commencé à partir du même point, il doit avoir pris la galaxie au moins 13 b années pour arriver là où il était 13 il ya b années. Si 13+13. Je suis sûr que je dois être mauvais.

Cela dépend de la façon dont vous faites votre calibration. Vous cherchez seulement à un décalage Doppler et en ignorant tous les autres facteurs, si vous savez que la vitesse est en corrélation avec la distance, vous obtenez un certain décalage vers le rouge et vous auriez probablement calibrer que cela signifie 13b LY si ce était la distance réelle. Que la lumière serait vieille 13b année.

Mais comme l'a souligné Martin, l'espace se agrandit; le redshift cosmologique est différent du décalage Doppler. Parce que l'espace intermédiaire a élargi, Autant que je sache la lumière qui arrive à nous d'une galaxie 13b LY se trouve pas aussi vieux, parce que ce était plus proche lorsque la lumière a été émise. Je pense que tout cela est pris en compte dans les mesures, de sorte que lorsque la distance est donnée à la galaxie, ce est la distance réelle.

Hirondelle 03-28-2007 08:54 AM

Citation:

Posté par Mowgli
(Poster 329393)
Je vais certainement regarder et lire les auteurs que vous avez mentionnés.

Ce poste a 5 ou 6 liens vers cet article Sci Am par Lineweaver et Davis

http://scienceforums.net/forum/showt…965#post142965

Il est post #65 sur le fil collant Astronomie liens

Il se avère l'article était en Mars 2005 question.

Je pense qu'il est relativement facile à lire—bien écrit. Donc, il devrait aider.

Lorsque vous avez lu l'article Sci Am, poser plus de questions—vos questions pourraient être amusant d'essayer de réponse:-)