الوسم المحفوظات: ستيفن واينبرغ

نظرية الانفجار الكبير

أنا عالم فيزياء, لكنني لا أفهم تماما نظرية الانفجار الكبير. اسمحوا لي ان اقول لكم لماذا.

وتقول نظرية الانفجار الكبير أن الكون كله بدأ من “تفرد” — نقطة واحدة. السؤال الأول ومن ثم, نقطة واحدة حيث? إنها ليست نقطة واحدة “في الفضاء” لأن الفضاء كله كان نقطة واحدة. ان قناة ديسكفري وضعها هميا أن “الكون كله يمكن أن يصلح في راحة يدك,” والتي بالطبع لا يمكن. سوف راحة يدك أيضا أن يكون قليلا النخيل داخل الكون قليلا في هذه النقطة واحدة.

والسؤال الثاني هو, إذا كان الكون كله داخل نقطة واحدة, ماذا عن كل النقاط حوله? سوف ينصحك علماء الفيزياء لا يسأل مثل هذه الأسئلة الغبية. لا تظن السوء, لديهم طلب مني أن أسكت وكذلك. البعض منهم قد يفسر يرجى أن نقاط أخرى قد تكون الأكوان المتوازية. قد يقول آخرون أنه لا توجد “آخر” نقاط. ويمكن أن نشير إلى (كما يفعل ستيفن واينبرغ في أحلام النظرية النهائية) أنه لا يوجد شيء أكثر إلى الشمال من القطب الشمالي. وأنا أعتبر هذا القياس أكثر من حجة الدلالي من واحد العلمي, ولكن دعونا شراء هذه الحجة في الوقت الراهن.

العقبة التالية هي أن التفرد هو في الزمكان — ليس فقط في الفضاء. حتى قبل الانفجار الكبير, لم يكن هناك وقت. آسف, لم يكن هناك “قبل!” هذا هو المفهوم الذي ابني البالغ من العمر خمس سنوات لديه مشاكل مع. مرة أخرى, سوف الكونيات الانفجار الكبير يشير إلى أن الأمور لا يتعين بالضرورة أن يستمر إلى الوراء — قد يتصور البعض أن كل ما درجة الحرارة هناك شيئا في, يمكنك جعل دائما القليل من برودة. ولكن لا يمكنك جعله أكثر برودة من الصفر المطلق. صحيح, صحيح; ولكن درجة الحرارة نفس الوقت? درجة الحرارة هي مقياس لتكون السبب, وهو مجموع السرعات الجزيئية. والمسافة المقطوعة السرعة في وحدة الزمن. الوقت مرة أخرى. هممم….

أنا واثق من أنه لي عدم وجود الخيال أو نقص في التدريب الذي يمنعني من فهم وقبول هذا المفهوم الانفجار الكبير. ولكن حتى بعد شراء الزمكان مفهوم التفرد, استمرت الصعوبات الأخرى.

أولا, إذا كان الكون كله هو عند نقطة واحدة في وقت واحد, يتوقع المرء بسذاجة لجعل ثقب أسود هائل الحجم التي لا يمكن الهروب حتى الضوء. فمن الواضح, الكون كله لم يكن لخبطت من تلك النقطة. ولكن أنا متأكد من أن هناك تفسير منطقي تماما لماذا ما في وسعها, مجرد أنني لا أعرف حتى الآن. قد يكون بعض القراء سوف نشير بها لي?

في المرتبة الثانية, ما هو مع المادة المظلمة والطاقة المظلمة? علم الكونيات الانفجار الكبير لديها لتمتد نفسها قليلا مع مفهوم الطاقة المظلمة لتفسير ديناميكية واسعة النطاق للكون لاحظ. لدينا الكون يتمدد (أو هكذا يبدو) بمعدل متسارع, التي لا يمكن إلا أن يعزى إلى افتراض أن هناك طاقة غير مرئية دفع المجرات بعيدا. داخل المجرات نفسها, النجوم تتحرك حولها كما لو أن هناك المزيد من كتلة من يمكننا أن نرى. وهذا هو ما يسمى المادة المظلمة. رغم أن “ظلام” يعني غير مرئية, لي, يبدو كما لو أننا في الظلام حول ما هي هذه الوحوش!

والمشكلة الثالثة لدي هي حقيقة أن علم الكونيات الانفجار الكبير ينتهك النسبية الخاصة (ريال). وقد أجاب هذا القلق القليل من الألغام في العديد من الطرق المختلفة:

  • جواب واحد هو أن النسبية العامة “ينسخ” ريال — إذا كانت هناك تكهنات متضاربة أو توجيهات من هاتين النظريتين, وقد نصح أن نثق دائما GR.
  • بالإضافة إلى, ينطبق ريال فقط للحركة المحلية, مثل سفن الفضاء الأزيز الماضي بعضها البعض. أحداث غير الحكومية المحلية لا يجب أن تطيع ريال. هذا يجعلني أتساءل كيف تعرف الأحداث سواء كانوا محليين أو لا. جيد, الذي كان اللسان قليلا في الخد. يمكنني نوع من شراء هذه الحجة (على أساس انحناء الزمكان ربما تصبح كبيرة على مسافات كبيرة), على الرغم من أن طبيعة غير العلمية المحلية التي غمرت يجعلني غير مستقر. (خلال المرحلة التضخمية في نظرية الانفجار الكبير, كانت الأمور محلية أو غير محلية?)
  • الجواب الثالث: في حالة الانفجار الكبير, في الفضاء نفسه آخذ في التوسع, وبالتالي أي انتهاك للريال. ينطبق ريال إلى الحركة عبر الفضاء. (أتساءل عما إذا كان يمكن قد استخدمت هذا الخط عندما حصلت على سحب أكثر على I-81. “ضابط, لم أكن مسرعة. Just that the space in between was expanding a little too fast!”)

يتحدث من الفضاء توسيع, من المفترض أن يتم توسيع فقط بين المجرات, لا داخلها, على ما يبدو. أنا متأكد من أن هناك تفسير منطقي تماما لماذا, ربما ذات الصلة لقربها من الجماهير أو هتنوت, ولكن أنا لا دراية جيدة بما يكفي لفهمه. في الفيزياء, الخلاف والشك دائما يرجع إلى الجهل. ولكن صحيح أن ليس لدي أي فكرة عما تعنيه عندما يقولون في الفضاء نفسه آخذ في الاتساع. If I stood in a region where the space was expanding, وأود أن تصبح أكبر وأن المجرات تبدو أصغر مني?

لاحظ أنه من الضروري لمساحة لتوسيع فقط بين المجرات. إذا كان توسعت في كل مكان, من سوبتوميك إلى جداول المجرة, انها تبدو كما لو لم يتغير شيء. تلبية بالكاد لأن المجرات البعيدة لا تبدو كما لو أنها تحلق قبالة بسرعة كبيرة.

اعتقد ان السؤال الحقيقي هو, ما هو بالضبط الفرق بين مساحة التوسع بين اثنين من المجرات والمجرات اثنين فقط تتحرك بعيدا عن بعضها البعض?

مفهوم واحد أن أجد غرابة هو أن التفرد لا يعني بالضرورة نقطة واحدة في الفضاء. كان أشار لي أن الانفجار الكبير كان يمكن أن يكون شأنا انتشرت — التفكير خلاف ذلك كان مجرد سوء فهم بلدي, لأنني حصلت على الخلط من جانب التشابه بين الكلمات “تفرد” واحد.

الناس يقدم نظرية الانفجار الكبير في الفيزياء حد كبير مثل تطور في علم الأحياء, مما يدل على نفس المستوى من العصمة. لكني أشعر أنه مخادع للقيام بذلك. لي, يبدو كما لو أن النظرية هي المليء خليط, هذا الكولاج رياضية لسلق شيء يتفق مع GR أنه من الصعب أن نتصور أنه يتوافق مع أي شيء حقيقي (تجاهل, لحظة, سؤالي المفضل — ما هو حقيقي?) ولكن الكتاب الشعبية قد تبنت ذلك. على سبيل المثال, راي كورزويل وريتشارد دوكينز وضعه كما واقع الأمر في كتبهم, اقراضه لمصداقية أنه ربما لا تستحق.