Univers cu energie zero totală
Universul cu energie totală zero este o teorie cosmologică bazată pe ipoteza că energia totală a universului este exact zero : energia pozitivă datorată materiei ar fi anulată exact de energia gravitațională negativă. [1] [2]
Această ipoteză i -a permis lui Edward Tryon să propună în 1973 într-un articol din Nature că întregul univers a apărut dintr-o anumită fluctuație a vidului cuantic , caracterizată printr-o condiție de energie zero care ar fi menținută în universul actual. [3] .
Istorie
Ideea că o fluctuație statistică mare a stării de vid cuantic ar putea permite nașterea unui obiect macroscopic, în special a unei stele, atâta timp cât nu se încalcă legea conservării energiei , a fost propusă pentru prima dată de Pascual Jordan . [4]
Teorie
Conform teoriei câmpului cuantic, materia poate apărea spontan din „starea de vid” [5] pe baza principiului incertitudinii lui Heisenberg și a simetriei dintre particule și antiparticule. Formarea spontană a perechilor de electroni - pozitroni este un fenomen bine cunoscut; aceste cupluri, cu energie totală diferită de zero, încalcă principiul conservării energiei pentru o perioadă foarte scurtă de timp și dispar cu cât este mai mare energia lor. Cu toate acestea, principiul incertitudinii implică și faptul că o fluctuație care nu necesită energie poate provoca efecte de durată nelimitată.
Tryon a observat că energia pozitivă a masei și energia negativă a câmpului gravitațional se anulează reciproc dacă universul este plat . În acest caz, energia totală a universului ar fi zero și ar putea dura pentru totdeauna. [3] [6] Observațiile astronomice actuale sunt compatibile atât cu ipoteza că universul este plat, cât și cu anularea dintre energia de masă și energia gravitațională. Ipoteza conform căreia universul are energie totală zero constituie o completare interesantă a teoriei Big Bang , fiind compatibilă în special cu teoria inflaționistă și făcând ca singularitatea inițială să nu mai fie necesară. [7]
Fizicianul și cosmologul Alan Guth a definit atunci universul ca o mare „masă gratuită” care a ieșit din „neantul” vidului cuantic. [8]
Notă
- ^ Un univers din nimic , la astrosociety.org , Societatea Astronomică din Pacific. Adus la 10 martie 2010 (arhivat din original la 22 octombrie 2013) . de Alexei V. Filippenko și Jay M. Pasachoff
- ^ A Universe From Nothing prelegere de Lawrence Krauss la AAI , pe youtube.com , 2009. Accesat la 17 octombrie 2011 .
- ^ a b Edward P. Tryon , "Este Universul o fluctuație sub vid?", Natura , vol. 246, p.396–397, 1973.
- ^ Dincolo de Einstein: Căutarea cosmică pentru teoria universului - Michio Kaku, Jennifer Trainer Thompson - Oxford University Press, 1997 - p189
- ^ Starea de vid nu este nimic, ci doar absența particulelor. Natura sa este necunoscută. Conform unei propuneri, citată doar ca exemplu, spațiul gol ar putea fi considerat un fluid gravitonic .
- ^ Berkeley Lab, Smoot Group - http://aether.lbl.gov - Inflation for Beginners, JOHN GRIBBIN "Incertitudinea cuantică permite crearea temporară de bule de energie sau perechi de particule (cum ar fi perechile electron-pozitroni) din nimic , cu condiția să dispară într-un timp scurt. Cu cât este implicată mai puțină energie, cu atât mai mare poate exista bula. În mod curios, energia dintr-un câmp gravitațional este negativă, în timp ce energia blocată în materie este pozitivă. Dacă universul este exact plat , apoi, după cum a subliniat Tryon, cele două numere se anulează, iar energia generală a universului este precis zero. În acest caz, regulile cuantice îi permit să dureze pentru totdeauna. " arhivat, 2014
- ^ "Am putea decide că nu a existat nicio singularitate. Ideea este că materia primă nu trebuie să vină de oriunde. Când aveți câmpuri gravitaționale puternice, acestea pot crea materie. Este posibil să nu existe orice cantități care sunt constante în timp în univers. Cantitatea de materie nu este constantă, deoarece materia poate fi creată sau distrusă. Dar am putea spune că energia universului ar fi constantă, pentru că atunci când creezi materie, ai nevoie să folosim energia. Și într-un sens energia universului este constantă; este o constantă a cărei valoare este zero. Energia pozitivă a materiei este echilibrată exact de energia negativă a câmpului gravitațional. Deci universul poate începe cu energie zero și totuși creează materie. Evident, universul începe la un anumit moment. Acum puteți întreba: ce face universul off. Nu trebuie să existe un început al universului. S-ar putea să fie acel spațiu și timp împreună sunt ca suprafața th și Pământ, dar cu încă două dimensiuni, cu grade de latitudine care joacă rolul timpului. " - Stephen Hawking , „Dacă există un marginea universului, trebuie să existe un Dumnezeu” (interviu), în Renée Weber, Dialoguri cu oamenii de știință și înțelepții: căutarea unității , 1986. (Reeditat parțial și în „Dumnezeu ca marginea Universului ", în The Scientist , Vol. 1, Nr. 7, 23 februarie 1987, p. 15.)
- ^ Stephen Hawking, Theory of Everything. Originea și destinul universului , 1996, prima ed. Italian Rizzoli, 2003, p. 88-89
