Tag Archives: Teori Big Bang

Teori Big Bang – Bahagian II

Selepas membaca kertas oleh Ashtekar pada graviti kuantum dan berfikir mengenainya, Saya sedar apa masalah saya dengan teori Big Bang adalah. Ia adalah lebih kepada andaian-andaian asas daripada butiran. Saya fikir saya akan meringkaskan pemikiran saya di sini, lebih untuk manfaat saya sendiri daripada orang lain adalah.

Teori klasik (termasuk SR dan QM) ruang melayan sebagai ketiadaan berterusan; oleh itu tempoh kontinum ruang-masa. Dalam pandangan ini, objek wujud dalam ruang yang berterusan dan berinteraksi antara satu sama lain dalam masa yang berterusan.

Walaupun idea ini ruang masa kontinum adalah intuitif merayu, ia adalah, yang terbaik, tidak lengkap. Pertimbangkan, misalnya, badan berputar di ruang kosong. Ia dijangka akan mengalami daya emparan. Sekarang bayangkan bahawa badan itu tidak bergerak dan seluruh ruang yang berputar di sekelilingnya. Ia akan mengalami apa-apa daya emparan?

Adalah sukar untuk melihat mengapa akan ada apa-apa daya emparan jika ruang kosong adalah ketiadaan.

GR diperkenalkan anjakan paradigma oleh graviti pengekodan ke dalam ruang-masa dan dengan itu menjadikannya bersifat dinamik, bukannya ketiadaan kosong. Oleh itu, massa mendapat terperangkap dalam ruang (dan masa), ruang menjadi sinonim dengan alam semesta, dan soalan badan berputar menjadi mudah untuk menjawab. Ya, ia akan mengalami daya emparan jika ia adalah alam semesta yang berputar di sekelilingnya kerana ia adalah bersamaan dengan berputar badan. Dan, tidak, ia tidak akan, jika ia adalah dalam ruang hanya kosong. Tetapi “ruang kosong” tidak wujud. Dalam ketiadaan massa, tidak ada geometri ruang-masa.

Jadi, secara semula jadi, sebelum Big Bang (jika terdapat satu), tidak boleh menjadi mana-mana ruang, Tiada juga boleh ada apa-apa “sebelum.” Nota, Walau bagaimanapun, bahawa kertas Ashtekar tidak menyatakan dengan jelas mengapa harus ada satu letupan besar. Yang paling dekat ia menjadi adalah bahawa keperluan BB timbul daripada pengekodan graviti dalam ruang-masa dalam GR. Walaupun pengekodan ini graviti dan ini menjadikan ruang-masa dinamik, GR masih melayan ruang-masa sebagai kontinum lancar — kecacatan yang, mengikut Ashtekar, yang QG akan membetulkan.

Sekarang, jika kita menerima bahawa alam semesta bermula dengan satu letupan besar (dan dari rantau kecil), kita perlu mengambil kira kesan kuantum. Ruang-masa mempunyai untuk menjadi terkuantum dan hanya dengan cara yang betul untuk melakukannya adalah melalui graviti kuantum. Melalui QG, kami menjangka untuk mengelakkan ketunggalan Big Bang dari GR, QM cara yang sama diselesaikan keadaan asas masalah tenaga kurnia yang amat besar dalam atom hidrogen.

Apa yang saya diterangkan di atas adalah apa yang saya fahami sebagai hujah fizikal di belakang kosmologi moden. Selebihnya adalah sebuah bangunan matematik dibina di atas ini fizikal (atau sememangnya falsafah) asas. Jika anda tidak mempunyai pandangan yang kuat di atas asas falsafah (atau jika pandangan anda adalah konsisten dengan ia), anda boleh menerima BB tanpa kesukaran. Sayangnya, Saya mempunyai pandangan berbeza.

Pandangan saya berkisar kepada soalan berikut.

Siaran ini mungkin kedengaran seperti musings falsafah tidak berguna, tetapi saya mempunyai beberapa konkrit (dan pada pandangan saya, penting) keputusan, yang disenaraikan di bawah.

Terdapat banyak lagi kerja yang perlu dilakukan di hadapan ini. Tetapi untuk beberapa tahun akan datang, dengan kontrak buku baru saya dan tekanan dari kerjaya galah saya, Saya tidak akan mempunyai masa yang cukup untuk mengkaji GR dan kosmologi dengan kesungguhan yang mereka impikan. Saya berharap untuk kembali kepada mereka sekali fasa semasa menyebarkan diri saya pas terlalu nipis.

Teori Big Bang

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 “singularity” — 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. Jangan merasa buruk, 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” Tempat menarik. 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. Maaf, there was no “sebelum!” This is a concept that my five year old son has problems with. Lagi, 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. Benar, benar; 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?

Kedua, 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. Walaupun “dark” signifies invisible, kepada saya, 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.
  • Selain, 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. Baik, 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, nampaknya. 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. Dalam fizik, 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. Ia adalah 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 “singularity” 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. Bagi saya, 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 (mengabaikan, for the moment, my favorite question — apa yang nyata?) But popular writers have embraced it. Sebagai contoh, 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.

Universe – Saiz dan Umur

Saya menghantar soalan ini yang telah mengganggu saya apabila saya membaca bahawa mereka telah menemui galaksi yang kira-kira 13 bilion tahun cahaya. Pemahaman saya daripada pernyataan yang: Pada jarak 13 bilion tahun cahaya, terdapat galaksi yang 13 bilion tahun yang lalu, supaya kita dapat melihat cahaya dari sekarang. Tidak akan bermakna bahawa alam semesta adalah sekurang-kurangnya 26 lama bilion tahun? Ia mesti telah mengambil galaksi mengenai 13 bilion tahun untuk mencapai di mana ia kelihatan, dan cahaya dari ia mesti mengambil lain 13 bilion tahun untuk sampai kepada kami.

Dalam menjawab soalan saya, Martin dan Swansont (yang saya anggap adalah phycisists akademik) menunjukkan salah faham saya dan bertanya kepada saya pada dasarnya untuk mengetahui lebih lanjut. Semua akan menjawab apabila saya diasimilasikan, ia akan muncul! 🙂

Perbahasan ini diterbitkan sebagai permulaan untuk post saya pada teori Big Bang, datang dalam satu atau dua hari.

Mowgli 03-26-2007 10:14 PM

Universe – Saiz dan Umur
I was reading a post in http://www.space.com/ stating that they found a galaxy at about 13 bilion tahun cahaya. Saya cuba untuk memahami apakah yang dimaksudkan itu kenyataan. Bagi saya, ia bermakna bahawa 13 bilion tahun yang lalu, galaksi ini adalah di mana kita lihat sekarang. Tidak bahawa apa 13b LY lagi cara adalah? Jika ya, tidak akan bermakna bahawa alam semesta mempunyai untuk menjadi sekurang-kurangnya 26 lama bilion tahun? Maksud saya, seluruh alam semesta bermula dari satu titik tunggal; bagaimana galaksi ini wujud di mana ia adalah 13 bilion tahun yang lalu kecuali ia mempunyai sekurang-kurangnya 13 bilion tahun untuk sampai ke sana? (Mengabaikan fasa inflasi buat masa ini…) Saya telah mendengar orang menerangkan bahawa ruang itu sendiri berkembang. Apa palang pintu adakah itu min? Bukankah ia hanya cara yang pelamun mengatakan bahawa kelajuan cahaya adalah lebih kecil sedikit masa lalu?
swansont 03-27-2007 09:10 AM

Quote:

Originally Posted by Mowgli
(Post 329204)
Maksud saya, seluruh alam semesta bermula dari satu titik tunggal; bagaimana galaksi ini wujud di mana ia adalah 13 bilion tahun yang lalu kecuali ia mempunyai sekurang-kurangnya 13 bilion tahun untuk sampai ke sana? (Mengabaikan fasa inflasi buat masa ini…)

Mengabaikan semua yang lain, bagaimana ini bermakna alam semesta adalah 26 lama bilion tahun?

Quote:

Originally Posted by Mowgli
(Post 329204)
Saya telah mendengar orang menerangkan bahawa ruang itu sendiri berkembang. Apa palang pintu adakah itu min? Bukankah ia hanya cara yang pelamun mengatakan bahawa kelajuan cahaya adalah lebih kecil sedikit masa lalu?

Kelajuan cahaya adalah asas yang sedia ada struktur atom, dalam struktur tetap halus (alpha). Jika c telah berubah, maka corak spektrum atom akan mempunyai untuk menukar. Tidak ada apa-apa data yang disahkan yang menunjukkan bahawa alpha telah berubah (terdapat kertas sesekali mendakwa ia, tetapi kamu masih perlu lagi mengulangi pengukuran), dan selebihnya adalah semua yang konsisten dengan sebarang perubahan.

Martin 03-27-2007 11:25 AM

Untuk mengesahkan atau mengukuhkan apa swansont berkata, terdapat spekulasi dan ada sampingan atau tidak standard kosmologi yang melibatkan c berubah dari masa ke masa (atau alpha berubah dari masa ke masa), tetapi pemalar perkara yang berubah hanya mendapat lebih dan lebih out.I've memerintah telah menonton selama lebih 5 tahun dan lebih ramai yang mengkaji dan keterangan yang kurang mungkin ia kelihatan bahawa terdapat apa-apa perubahan. Mereka memerintah lebih lanjut dan lebih tepat dengan data.So mereka ia mungkin yang terbaik untuk mengabaikan “kelajuan yang berbeza-beza cahaya” kosmologi sehingga satu adalah begitu biasa dengan kosmologi arus perdana standard.Anda mempunyai salah faham Mowgli

  • Relativiti (yang 1915 teori) kad terup Rel Khas (1905)
  • Mereka sebenarnya tidak bercanggah jika anda memahami dengan betul, kerana SR hanya mempunyai kesesuaian tempatan sangat terhad, seperti untuk lulus oleh kapal angkasa:-)
  • Di mana sahaja GR dan SR bercanggah, percaya GR. Ia adalah teori yang lebih menyeluruh.
  • GR tidak mempunyai had laju pada kadar yang jarak yang sangat besar boleh meningkatkan. had laju sahaja pada barangan TEMPATAN (anda tidak boleh mengejar dan lulus foton)
  • Oleh itu, kita boleh dan JANGAN memerhatikan barangan yang semakin menjauhi kita lebih cepat daripada c. (Ia jauh, SR tidak terpakai.)
  • Ini dijelaskan dalam artikel Sci Am Saya rasa tahun lepas
  • Google nama penulis Charles Lineweaver dan Tamara Davis.
  • Kita tahu tentang banyak perkara yang kini lebih daripada 14 bilion LY jauh.
  • You need to learn some cosmology so you wont be confused by these things.
  • Also a “singularity” does not mean a single point. that is a popular mistake because the words SOUND the same.
  • A singularity can occur over an entire region, even an infinite region.

Also the “big bang” model doesn’t look like an explosion of matter whizzing away from some point. It shouldn’t be imagined like that. The best article explaining common mistakes people have is this Lineweaver and Davis thing in Sci Am. I think it was Jan or Feb 2005 but I could be a year off. Google it. Get it from your local library or find it online. Best advice I can give.

Mowgli 03-28-2007 01:30 AM

To swansont on why I thought 13 b LY implied an age of 26 b years:When you say that there is a galaxy at 13 b LY away, I understand it to mean that 13 billion years ago my time, the galaxy was at the point where I see it now (yang 13 b LY away from me). Knowing that everything started from the same point, it must have taken the galaxy at least 13 b years to get where it was 13 b years ago. Jadi 13+13. I’m sure I must be wrong.To Martin: Kamu betul, I need to learn quite a bit more about cosmology. But a couple of things you mentioned surprise me — how do we observe stuff that is receding from as FTL? Maksud saya, wouldn’t the relativistic Doppler shift formula give imaginary 1 z? And the stuff beyond 14 b LY away – are they “outside” the universe?I will certainly look up and read the authors you mentioned. Terima kasih.
swansont 03-28-2007 03:13 AM

Quote:

Originally Posted by Mowgli
(Post 329393)
To swansont on why I thought 13 b LY implied an age of 26 b years:When you say that there is a galaxy at 13 b LY away, I understand it to mean that 13 billion years ago my time, the galaxy was at the point where I see it now (yang 13 b LY away from me). Knowing that everything started from the same point, it must have taken the galaxy at least 13 b years to get where it was 13 b years ago. Jadi 13+13. I’m sure I must be wrong.

That would depend on how you do your calibration. Looking only at a Doppler shift and ignoring all the other factors, if you know that speed correlates with distance, you get a certain redshift and you would probably calibrate that to mean 13b LY if that was the actual distance. That light would be 13b years old.

But as Martin has pointed out, space is expanding; the cosmological redshift is different from the Doppler shift. Because the intervening space has expanded, AFAIK the light that gets to us from a galaxy 13b LY away is not as old, because it was closer when the light was emitted. I would think that all of this is taken into account in the measurements, so that when a distance is given to the galaxy, it’s the actual distance.

Martin 03-28-2007 08:54 AM

Quote:

Originally Posted by Mowgli
(Post 329393)
I will certainly look up and read the authors you mentioned.

This post has 5 atau 6 links to that Sci Am article by Lineweaver and Davis

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

It is post #65 on the Astronomy links sticky thread

It turns out the article was in the March 2005 issue.

I think it’s comparatively easy to read—well written. So it should help.

When you’ve read the Sci Am article, ask more questions—your questions might be fun to try and answer:-)