Здравствуйте, дорогие мои читатели!
С детства обожаю всё связанное с космонавтикой, звёздами, галактиками…
Мне интересно узнавать всё новое, что узнают учёные. Правда сейчас популяризаторство этой тематики резко и сильно уменьшилось. В основном это информация о достижении и всё. Поэтому приходится время от времени самостоятельно, продираясь через терминологию, изучать ту, или иную статью, обратившую на себя внимание.
Да, не являясь физиком, это сложный процесс, и конечно, не все тонкости понимаешь, но, в конечном счёте, это удовольствие - ведь ты можешь! Да и мозгам своим даёшь поработать, что также приносит удовлетворение.
Думаю, найдутся многие, которым это будет понятно, и которые с удовольствием почитают и поработают над пониманием этой статьи.
Астронавты описывают пустоту и темноту космоса вдали от Земли как поразительный опыт. То же самое прочувствовал и описал поэт Райнер Мария Рильке в своём стихотворении «Ночь» столетие назад:
“ Ночь, дрожащая в моем взгляде,
но в себе такая твёрдая;
неисчерпаемое творение, непреходящее за пределами
земных судеб";
Существует ли современная научная интерпретация поэмы Рильке? Трудно сказать, но маловероятно.
Реальность же космоса такова, что пространство не является ни пустым, ни темным. Даже за пределами галактики астронавт мог бы найти в среднем по одному протону в каждом кубическом метре, один электрон и полмиллиарда фотонов и нейтрино - всё это осталось после Большого взрыва. И все же можно наивно предположить, что пространство между этими частицами пустое.
Действительно, первые атомисты в Древней Греции считали, что вакуум-это буквально ничто.
Доминирующая часть - примерно две трети, нами невидима и считается «тёмной массой», «тёмной материей», “темной энергией”. Она заполняет, по современным представлениям, пронизывает вакуум, оказывает отталкивающее гравитационное воздействие на материю и ускоряет расширение Вселенной. Последние измерения показывают, что вакуум ведёт себя подобно космологической постоянной, которую Альберт Эйнштейн добавил к своим уравнениям столетие назад, когда он рассматривал гипотетическую возможность статической Вселенной, в которой притяжение материи уравновешивается отталкиванием от вакуума.
Наша действительная Вселенная не только расширяется, но и делает это равномерно в пределах любой своей части, и происходит это даже в областях находящихся на противоположных сторонах нашего космического горизонта.
Популярное объяснение этой кажущейся загадки - космическая инфляция, космологическая инфляция или просто инфляция-это теория экспоненциального расширения пространства в ранней Вселенной, ранний период, в течение которого вакуум запускал ускоренное расширение в течение ограниченного времени, так что области, которые первоначально были близки и находились в причинном контакте, в конечном счёте разделились настолько, что теперь они находятся на противоположных сторонах нашего неба. Если это так вакуум доминировал над расширением, как в начале, так и в конце нашей космической истории.
Если мы чувствуем потребность найти пустоту, мы можем представить себе гипотетическую область за пределами наблюдаемого объёма нашей вселенной, где космологическая постоянная исчезает, и нет материи. Опустеет ли эта область? Ответ опять-таки отрицательный. Согласно квантовой механике, она все ещё будет испытывать вакуумные флуктуации, с виртуальными частицами, ненадолго входящими и выходящими из существования. Реальность этих переходных флуктуаций была экспериментально показана с помощью ряда эффектов. Например, когда две металлические пластины расположены параллельно друг другу, они ограничивают длину волны виртуальных электромагнитных колебаний в пространстве между ними, в результате чего возникает сила между ними, так называемый эффект Казимира.
Аналогично, взаимодействие между вакуумными флуктуациями и электроном в атоме водорода, производит разность энергий между состояниями 2S1/2 и 2P1/2 электрона и даёт лэмбовский сдвиг между их энергетическими уровнями. Кроме того, достаточно сильное электрическое поле может ускорять виртуальные электроны и позитроны из вакуума, так что они материализуются в реальные частицы и порождают эффект Швингера создания пар. По аналогии, сильная гравитация горизонта событий чёрной дыры генерирует тепловое излучение вакуума и вызывает испарение Хокинга этой пространственно-временной структуры.
На самом деле тепловое излучение наблюдается не только в черных дырах, но и во всех системах, обладающих причинными горизонтами. Например, ускоряющийся наблюдатель имеет горизонт Риндлера, из которого он обнаруживает тепловое излучение, обеспечивающее эффект Унру. Аналогично, горизонт экспоненциально ускоряющейся Вселенной демонстрирует температуру де Ситтера. Во время ускоренной космической инфляции соответствующие флуктуации вакуума были порождены и потенциально засеяли современные структуры галактик и скопления галактик. Если это случилось, мы обязаны своим существованием ранним флуктуациям. Вакуум сеял жизнь.
Мы можем также рассмотреть и более фундаментальные вопросы и задать следующие вопросы. Поскольку атомисты ошибались, а пустоты нигде нет, что же было до Большого взрыва? Возникла ли наша Вселенная из флуктуации вакуума? На эти вопросы можно ответить только в рамках предсказательной теории квантовой гравитации, сочетающей квантовую механику и гравитацию, которой у нас пока нет. Пока она не будет развита, мы не сможем выяснить наши космические корни.
Как и в случае с эффектом Швингера, можно предположить, что сильное возмущение вакуума потенциально могло создать детскую вселенную. Возможно ли это, зависит от тонких деталей и является предметом активного исследования.
Искусственный способ рождения нашей Вселенной, может иметь интересные последствия для нашего собственного космического происхождения. Если бы наша Вселенная была создана в лаборатории другой цивилизации, можно было бы представить себе бесконечную последовательность младенческих вселенных, рождённых друг из друга цивилизациями, которые развили технологическую утробу, способную дать рождение новым вселенным. В этом случае пуповина нашего большого взрыва берет своё начало в лаборатории.
Вселенная-это величайший дар, который экспериментатор может надеяться получить из вакуума. Внутри этого дара могут находиться ранние атомисты, которые считают вакуум пустым, а затем учёные, которые в конечном итоге создают из него новую вселенную. Какой впечатляющей была бы интерпретация фразы Рильке: "неисчерпаемое творение, непреходящее за пределами земных судеб”.
Дорогие читатели!
Комментируйте! Ставьте лайк, коль заинтересовало и понравилось! Делитесь с друзьями и, подписывайтесь, дабы не потерять канал!
Те же, кто заинтересовался, и не прочь изучить оригинал работы, может перейти по ссылке: «Endless Creation Out of Nothing».