Stephen Hawking이 3 월 14 일에 사망했을 때, 유명한 이론 물리학자는 여전히 몇 가지 논문을 가지고있었습니다. 오늘날, Journal of High Energy Physics 우주의 마지막 작품 - 우주가 어떻게 생겨나고 진화했는지에 대한 과학을 발표했습니다. (블랙홀에 관한 다른 논문은 여전히 준비 중입니다.) 새 논문에서는 벨기에의 가톨릭 대학교 (KU)의 이론적 물리학자인 호킹과 토마스 헤르 토그 (Thomas Hertog)에서 일부 물리학 자에 따르면, 일부 물리학 자에 따르면, 우주가 무한한 사람들에 따르면, 영원한 인플레이션이라는 기괴한 개념으로 핀을 붙잡 으려고 시도합니다. 문자열 이론에서 개념을 빌려 Hawking과 Hertog는 영원한 인플레이션과 하나의 우주만이 없다고 주장합니다. 그러나 그들이 운전하고있는 것은 더 기본적인 것입니다.
논쟁은 어떻게 작동합니까? 시작 끝까지 와인딩 스레드를 따라 가십시오.
'하자 기본부터 시작 :우주 인플레이션이란 무엇입니까?
우주 인플레이션은 최초의 가장 작은 부분에서 영아 우주를 뻗은 기념비적 인 성장 박차입니다. 1979 년 미국 이론가 앨런 거스 (Alan Guth)가 꿈꾸었던 인플레이션은 빅뱅 직후에 우주가 기하 급수적으로 늘어나서 우주의 크기를 60 번 이상 두 배로 늘 렸다고 주장했다.
우주 학자들은 왜 그렇게 기괴한 것을 믿을까요?
인플레이션은 주요 퍼즐을 해결합니다. 왜 우주는 왜 그렇게 균일합니까? 예를 들어, 우주 전자 레인지 배경 (CMB) 인 빅뱅에서 공간이 채워집니다. 하늘의 어느 곳에서나 거의 정확히 같은 온도를 가지고 있습니다. 널리 분리 된 포인트가 처음에는 너무 멀리 떨어져있는 것처럼 보이기 때문에 우주가 주변에 있었던 138 억 년 동안 어떤 영향이 도달하기에는 다른 영향을 미치지 않기 때문입니다. 인플레이션은 하늘의 모든 지점이 상호 작용하기에 충분히 가까워지면서 멀리 떨어져서 그 퍼즐을 해결합니다.
모든 인플레이션은? 입니다
아이러니하게도 인플레이션은 우주가 왜 완전히 균일하지 않은지 설명하는 데 큰 역할을합니다. 분명히, 공간에는 은하가 있습니다. 이론에 따르면, 인플레이션은 처음 순간에 무한한 양자 변동을 확장시켰다. 그런 다음 변동은 은하의 형성을 시드하는 기본 입자의 조밀 한 수프에서 변화를 일으켰다. 인플레이션은 더 길고 짧은 변동의 특정 스펙트럼을 예측합니다. 놀랍게도 CMB와 은하에 대한 연구는 그 분포를 확인합니다.
그래서 무엇 ' 영원한 인플레이션?
인플레이션의 개념이 그 자체의 문제에 빠지는 곳입니다. 물리학 자들은 인플레이션이 특별한 이유없이 갑자기 멈출 것이라는 생각을 깊이 싫어합니다. 그들은 인플레이션을 이끌어 낸 다음 멈추게 한 메커니즘을 많이 가지고있었습니다. 그렇기 때문에 그들은 일종의 양자 현장이 그것을 쫓아 내기 전에 그것을 운전했다고 가정합니다. 아이디어는 공간이 기하 급수적으로 늘어나는 대략적으로 안정적이고 에너지가 높은 "허위 진공"상태에서 시작한다는 것입니다. 그런 다음 공간이 훨씬 느리게 확장되는 진정한 최저 에너지 상태로 이완됩니다.
그러나 시나리오는 너무 잘 작동합니다. 기하 급수적으로 오 탐지를 확장하면 점점 더 많은 자체가 생성되므로 공간이 훨씬 더 빠른 속도로 더 많은 공간이 확장됩니다. 우리 우주는 저에너지 진실 진공 상태로의 전환을 거친 패치입니다. 그러나 그러한 전환은 무작위로 발생해야하므로 다른 우주도 많이 있어야합니다. 실제로,이 과정은 기하 급수적으로 성장하는 점점 더 많은 양의 공간을 생산해야하며, "포켓 유니버스"가 더 느리게 성장하는 무한한 수의 "포켓 유니버스"가 있습니다.
문제입니까?
그것은 당신이 누구에게 묻는 지에 달려 있습니다. 가장 기본적인 수준에서,이 모든 우주의 존재는 우리 우주에 영향을 미치지 않을 것입니다. 그들은 우리와 관련이 없을 정도로 멀리 떨어져 있습니다. 다른 한편으로, 영원한 인플레이션의 개념과 다수의 개념은 우주가 왜 그런지 설명하는 우주 학자들의 전체 기업을 방해 할 수 있다고 Hertog는 말한다. 그는 특정 주요 물리적 상수의 가치와 같은 것들이 포켓 우주마다 무작위로 다를 수 있다고 그는 말했다. Hertog는 무작위로 우연히 설정 될 것이라고 말합니다.
그러면 호킹은 어떻습니까 ' s and hertog ' 종이 문제를 해결합니까?
Hawking과 Hertog는 실제로 영원한 인플레이션이 발생하지 않는다고 주장합니다. 그렇게하기 위해, 그들은 문자열 이론에서 개념을 빌려서 두 가지 유형의 이론을 다른 차원의 이론을 동일시 할 수있게합니다. 1997 년 아르헨티나 계 미국인 이론가 Juan Maldacena는 중력이 작동하는 공간의 양을 고려했습니다. 현재 뉴저지 주 프린스턴에있는 고급 연구 연구소에있는 Maldacena는 이론이 중력을 포함하지 않는 공간의 경계에 대한 양자 이론과 함께 작업하기 쉬운 이론과 동일하다는 것을 보여주었습니다. 마치 소다 캔 안에서 일어나는 일이 무엇이든 캔 표면에서 일어나는 일만 묘사하는 이론으로 포착 할 수 있다고 말하는 것과 같습니다.
초기 우주에서 인플레이션을 유발하는 현장의 양자 변동은 현장의 평균 가치만큼 크기 때문에 영원한 인플레이션이 나타납니다. 그러나 Hawking과 Hertog는 그러한 조건에서 Albert Einstein의 일반적인 상대성 이론을 단순히 수행 할 수는 없지만 Maldacena와 같은 기동을 사용하여 하나의 차원으로 공간에서 전체 상황을보아야한다고 주장합니다. 그 대체 공간에서, 상황은 더욱 다루기 쉬우 며 물리학은 영원한 인플레이션으로 이어지지 않습니다. 대신, 잘 행동하는 하나의 우주가 합쳐졌습니다.
그래서 이것은 우주의 시작과 어떤 관련이 있습니까?
그것이 흥미롭고 까다로운 곳입니다. 차원이 적은 공간에서 한 이론을 다른 이론과 동일시하는 개념은 이론적 물리학 자에게 홀로그래피로 알려져 있습니다. 그의 작품에서 Maldacena는 한 이론을 공간 차원이 적은 공간에서 다른 이론과 동일시했습니다. 그러나 Hertog는 홀로그래피의 원칙은 이론가들이 대신 시간의 차원을 제시 할 수있게 해줍니다. 따라서 Hawking 's and Hertog의 이론에서 홀로 그래피의 원리를 통해 초기 우주는 단지 3 개의 공간적 차원과 시간이없는 이론에 의해 묘사되어야합니다.
.하지만 왜 시간을 없애고 싶습니까?
우주가 시작되었다는 것이 분명해진 이후로, 태어날 순간은 이론가들에게 두통이었다. 대략적으로 말하면, 아인슈타인의 일반적인 상대성 이론은 빅뱅의 순간 이후에 사물을 설명하는 훌륭한 일을하지만 창조 자체의 순간을 처리 할 수는 없습니다. 그 순간은 시공간 (무한대로 폭발하는 수학적 함수와 같이 이론을 넘어서는 독특 성”을 형성합니다. 그래서 이론가들은 오랫동안 특이점을 피하는 방법을 찾아 왔으며 시간을 잃는 방법은 그렇게 할 수있는 한 가지 방법이 될 것입니다.
Hertog는 그의 경력 전체를 매료시키는 것은 문제라고 말했다. 수십 년 전, 그는 처음에, 시간, 끔찍한 말, 차원, 새로운 작품과 맞지 않는 아이디어라고 추측함으로써 대안적인 수정을 제안했다.
.이것이 영원한 인플레이션과 빅뱅 특이점의 끝입니까?
아마. 다른 사람들은 Hawking과 Hertog의 차원 변경 관계에 대한 호출을 면밀히 조사 할 것입니다. 그리고 다른 연구자들이 그것이 건전하다고 생각하더라도 여전히 대답해야 할 중요한 질문이 있다고 Hertog는 인정합니다. 이론가들이 공간적 차원 만있는 이론으로 시작한다면, 시간은 어떻게 마침내 그것에서 나오는가? Hertog는 "우리는 새로운 패러다임을 버렸다"고 말했다.
*교정, 5 월 3 일 오전 10시 : 이 이야기는 고급 연구 연구소의 이름을 바로 잡기 위해 업데이트되었습니다.
