Döngüsel model - Cyclic model

Bir siklik modeli (ya da salınım modeli ) birçok herhangi biri kozmik bir model içinde evrenin sonsuz veya sonsuz takip kendi kendine devam eden döngüler. Örneğin, 1930'da Albert Einstein tarafından kısaca ele alınan salınımlı evren teorisi , her biri bir Big Bang ile başlayan ve bir Big Crunch ile biten sonsuz bir salınım serisini takip eden bir evreni teorileştirdi ; Bu arada, evrenin kütleçekimi, maddenin geri çökmesine ve bir sıçrama yapmasına neden olmadan önce , evren bir süre genişleyecektir .

genel bakış

1920'lerde, teorik fizikçiler, özellikle de Albert Einstein , genişleyen bir evren modeline (sonsuz) bir alternatif olarak evren için döngüsel bir model olasılığını düşündüler . Bununla birlikte, Richard C. Tolman'ın 1934'teki çalışması, bu erken girişimlerin döngüsel sorun nedeniyle başarısız olduğunu gösterdi: Termodinamiğin İkinci Yasasına göre , entropi yalnızca artabilir. Bu, ardışık döngülerin daha uzun ve daha büyük büyüdüğü anlamına gelir. Zamanda geriye doğru tahminde bulunarak, şimdiki zamandan önceki döngüler kısaldıkça küçülür ve tekrar bir Büyük Patlama ile sonuçlanır ve dolayısıyla onun yerini almaz. Bu şaşırtıcı durum, yakın zamanda keşfedilen karanlık enerji bileşeninin tutarlı bir döngüsel kozmoloji için yeni bir umut sağladığı 21. yüzyılın başlarına kadar onlarca yıl devam etti . 2011 yılında, 200.000 gökada ve 7 milyar yıllık kozmik zamana yayılan beş yıllık bir araştırma, "kara enerjinin evrenimizi artan hızlarda parçaladığını" doğruladı.

Bir yeni siklik model brane evren modeli evrenin oluşturulması önceki türetilen ekpyrotic modeli. Bu tarafından 2001 yılında ortaya atılmıştır Paul Steinhardt ait Princeton Üniversitesi ve Neil Turok ait Cambridge Üniversitesi'nden . Teori, sadece bir kez değil, zaman içinde tekrar tekrar ortaya çıkan bir evreni tanımlar. Teori , evrenin genişlemesini hızlandıran kozmolojik sabit olarak bilinen itici bir enerji formunun neden standart Big Bang modeli tarafından tahmin edilenden birkaç büyüklük mertebesi daha küçük olduğunu potansiyel olarak açıklayabilir .

Kavramına dayanarak farklı bir döngüsel modeli Fantom enerjisi Lauris Baum tarafından 2007 yılında önerilmiştir Paul Frampton ait Chapel Hill'deki Kuzey Carolina Üniversitesi'nde .

Diğer döngüsel modeller, uyumlu döngüsel kozmoloji ve döngüsel kuantum kozmolojisini içerir .

Steinhardt-Turok modeli

Bu döngüsel modelde, iki paralel yörünge düzlemi veya M-zarları , daha yüksek boyutlu bir uzayda periyodik olarak çarpışır. Görünür dört boyutlu evren bu zarlardan birinin üzerinde yer alır . Çarpışmalar, büzülmeden genişlemeye bir tersine dönüşe ya da hemen ardından bir Büyük Patlama'nın takip ettiği bir Büyük Çatlak'a karşılık gelir . Bugün gördüğümüz madde ve radyasyon, en son çarpışma sırasında , zarlardan önce yaratılan kuantum dalgalanmalarının dikte ettiği bir modelde üretildi . Milyarlarca yıl sonra evren bugün gözlemlediğimiz duruma ulaştı; ek milyarlarca yıl sonra, nihayetinde yeniden büzülmeye başlayacaktır. Karanlık enerji , zarlar arasındaki bir kuvvete karşılık gelir ve monopol , ufuk ve düzlük problemlerini çözmede çok önemli bir role hizmet eder . Dahası, döngüler geçmişe ve geleceğe sonsuza kadar devam edebilir ve çözüm bir çekicidir , bu yüzden evrenin eksiksiz bir tarihini sağlayabilir.

As Richard C. Tolman gösterdi evrenin kaçınılmaz uğrayacaktı, çünkü daha önceki halkalı modeli başarısız termodinamik ısı ölümü . Bununla birlikte, daha yeni döngüsel model, her döngüde net bir genişlemeye sahip olarak bunu atlatır ve entropinin oluşmasını engeller . Ancak, modelde hala büyük açık sorunlar var. Bunlardan en önemlisi, çarpışan zarların sicim teorisyenleri tarafından anlaşılmamasıdır ve hiç kimse, ölçek değişmez spektrumunun büyük kırılma tarafından yok edilip edilmeyeceğini bilmiyor . Üstelik, kozmik şişmede olduğu gibi , vakum dalgalanmalarını yaratmak için gereken kuvvetlerin genel karakteri ( ekpirotik senaryoda, zarlar arasındaki bir kuvvet) bilinirken, parçacık fiziğinden aday yoktur .

Baum-Frampton modeli

2007'nin bu daha yeni döngüsel modeli, negatif kinetik enerjiye sahip olan ve genellikle evrenin bir Büyük Yırtılma ile sona ermesine neden olan hayalet enerji adı verilen egzotik bir karanlık enerji biçimini varsayar . Bu koşul, evrene, enerji yoğunluğu ve basınç p için koşulu sağlayan kozmolojik bir durum parametresi denklemi ile karanlık enerjinin hakim olması durumunda elde edilir . Buna karşılık, Steinhardt-Turok . Baum–Frampton modelinde, sözde Big ^Rip'ten saniyenin septilyonda biri (veya daha az) (yani ^10-24 saniye veya daha az) önce, bir geri dönüş meydana gelir ve evrenimiz olarak yalnızca bir nedensel yama korunur. Genel yama hiçbir kuark , lepton veya kuvvet taşıyıcısı içermez ; sadece karanlık enerji - ve böylece entropisi ortadan kalkar. Adyabatik süreç bu çok daha küçük evrenin daralma sabit kaybolan entropi ile ve hiçbir dahil hiçbir madde ile gerçekleşir kara deliklerin dönüş öncesi parçalandı. ${\görüntüleme stili w}$ $w\eş {\frac {p}{\rho }}<-1$ ${\görüntüleme stili {\rho }}$ ${\ Displaystyle w{\geq }-1}$

Evren "geri boş geliyor" düşüncesi bu döngüsel modelin merkezi yeni bir fikir ve böyle aşırı bir taahhüt aşamasında olursa olsun karşı karşıya birçok sorunları ortadan kaldırır yapı oluşumu , çoğalması ve yayılması kara deliklerin yanı sıra geçmekte faz geçişleri QCD ve elektrozayıf simetri restorasyonu gibi. Bunlardan herhangi biri, sadece termodinamiğin ikinci yasasının ihlalini önlemek için, istenmeyen bir erken sıçrama üretme eğiliminde olacaktır . Gerçekten sonsuz döngüsel bir kozmolojide, koşulu , entropi sorunu nedeniyle mantıksal olarak kaçınılmaz olabilir. Bununla birlikte, yaklaşımın tutarlılığını doğrulamak için birçok teknik yedekleme hesaplaması gereklidir. Model, sicim teorisinden fikirler ödünç alsa da , sicimlere veya daha yüksek boyutlara zorunlu olarak bağlı değildir , ancak bu tür spekülatif araçlar, iç tutarlılığı araştırmak için en hızlı yöntemleri sağlayabilir . Baum–Frampton modelindeki değeri, keyfi olarak -1'e yakın yapılabilir, ancak -1'den küçük olmalıdır. ${\görüntüleme stili w<-1}$ ${\görüntüleme stili w}$

Diğer döngüsel modeller

Konformal döngüsel kozmoloji - Roger Penrose'un tüm madde bozunup ışığa dönene kadar evrenin genişlediği genel görelilik temelli teorisi - bu nedenle evrende onunla ilişkili herhangi bir zaman veya mesafe ölçeğine sahip hiçbir şey yoktur. Bu, Big Bang ile özdeşleşmesine izin verir, böylece bir sonraki döngüye başlar.
Daralan ve genişleyen kozmolojik dallar arasında bir "kuantum köprüsü" öngören döngü kuantum kozmolojisi .

Ayrıca bakınız

Fiziksel kozmolojiler:

Din:

Referanslar

daha fazla okuma

PJ Steinhardt, N. Turok (2007). Sonsuz Evren . New York: Doubleday. ISBN'si 978-0-385-50964-0.
RC Tolman (1987) [1934]. Görelilik, Termodinamik ve Kozmoloji . New York: Dover. ISBN'si 978-0-486-65383-9. LCCN 34032023 .
L. Baum ve PH Frampton (2007). "Döngüsel Kozmolojide Geri Dönüş". Fiziksel İnceleme Mektupları . 98 (7): 071301. arXiv : hep-th/0610213 . Bibcode : 2007PhRvL..98g1301B . doi : 10.1103/PhysRevLett.98.071301 . PMID 17359014 . S2CID 17698158 .
Dicke, Sağ; Peebles, PJE; Rulo, PG; Wilkinson, DT (1965). "Kozmik Kara Cisim Radyasyonu". Astrofizik Dergisi . 142 : 414. Bibcode : 1965ApJ...142..414D . doi : 10.1086/148306 . ISSN 0004-637X .
SW Hawking ve GFR Ellis, Uzay-zamanın büyük ölçekli yapısı (Cambridge, 1973).
R. Penrose (2010). Zaman Döngüleri: evrenin olağanüstü yeni bir görünümü . Londra: Bodley Başkanı . ISBN'si 978-0-224-08036-1.

Dış bağlantılar

Paul J. Steinhardt , Fizik Bölümü, Princeton Üniversitesi
Paul H. Frampton , Fizik ve Astronomi Bölümü, Kuzey Karolina Üniversitesi, Chapel Hill
"Döngüsel Evren": Neil Turok ile Bir Konuşma
Roger Penrose—Döngüsel Evren Modeli
Hinduizm'de olduğu gibi titreşen Evren

Languages

In other projects