시간은 얼마나 멀리 돌아 갑니까? 아이가 물어볼 욕구를 가질 수있는 것은 간단한 질문입니다. 그러나 의미있는 대답을 시도하면 우리에게 시간이 얼마나되는지 이해하는 한계로 향합니다. 가장 독창적 인 수준에서, 그것은 우리의 초기 기억만큼 멀리 돌아갑니다. 그 전에, 우리의 선고의 출발점은 망각에 가려지는 것처럼 보이거나 아마도 조각난 인상의 안개가있는 것으로 보입니다. 가장 객관적인 수준에서, 이것은 적어도 우주의 "시작"인 것처럼 보일 수있는 것에 대한 현재의 이해, 연속체 시공간의 개념이 무너지는 지점에 대한 우리의 현재 이해에 따라 그렇게 부정확 한 은유가 아닐 수도 있습니다.
.아빠에게 역사에 대해 물어 보는 실수를했을 때 나는 5 살 정도 였을 것입니다. 그가 태어 났을 때의 세상은 어땠습니까? 그 전에 20 년 또는 50 년 전까지는 어떻습니까? 그때까지, 나의 노인은 자신의 즐거움을 위해 나를 엉망으로 만드는 습관을 발전시켰다. 그래서 100 년 전 세상이 무엇인지 물어 보았을 때, 묘목이 내 묘목에 대한 숫자는 내가 생각할 수있는 것만 큼 무한대에 가까웠습니다. 그는 그 당시에는 역사가 없다고 말함으로써 장난스럽게 무시했습니다. 시간은 100 년으로 거슬러 올라 갔다고 그는 선언했다. 나는이 피아트에 대한 나의 반응의 정확한 본질을 기억하지 못하지만, 차고 비명을 지르며 그의 킥킥 웃음으로 인해 악화 될 가능성이 높습니다. 나는 아직도 아빠가 바보 일지 아니면 이것이 이론적 물리학자가되도록 자극 한 씨앗을 심는 방법인지 여부에 대해 여전히 궁금합니다.
처음 시작의 진정한 본질은 내가 태어난 문화의 전통을 포함하여 힌두교, 힌두교가 처음으로 회피하는 것처럼 보이는 것처럼 보이는 질문입니다. 역사가이자 철학자 존 그레이 (John Gray)의 저술은 아브라함의 생각이 시간의 역사를 혁신하여 혁명을 일으켰다는 생각에 먼저 경고했다. 그렇게함으로써, 시간에 주기적으로 주기성을 가진 사람들에 의해 다음과 같은 질문에 의해 해산 될 수있는 질문과 명령에 즉시 직면해야합니다. 언제 그리고 어떻게 시작 했습니까? 시간이 시작되면 끝이 있습니까? 그레이의 비판의 대상은 발전 후에 대한 조명 개념에 대한 암묵적으로 밀레니안 하위 텍스트 였지만, 그의 주장에 대한 더 넓은 의미는 나와 같은 사람들이 소화하기가 쉽지 않았다.
.아브라함 폴드 외부의 여러 지적 전통이 지식에 대한 지식에 대한 주목할만한 주목할만한 점에도 불구하고, 우리가 지속적으로, 결함이 있다면, 독특한 가능성에 대한 조사를 발견 한 사람들에게서, 그 당시는 창조의 순간에 기원을 가졌다. 과학의 연대기의 세부 사항으로, 그것은 너무 도 로 올 수 있습니다. 코에 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 결과로 수학적으로 우주를 시작한 최초의 마음은 안수받은 가톨릭 사제였습니다.
물리학 교수이기도 한 Georges Lemaître는 독립적으로 아인슈타인의 이론에 대한 해결책에 도착했습니다 (몇 년 전 러시아 수학자 Alexander Friedmann이 처음으로 작성). 이 솔루션은 고정 중심이나 선호 방향이없는 물질이나 방사선으로 가득 찬 우주를“원시 원자”에서 기원했습니다. 그렇게함으로써 Lemaître는 몇 년 전 Edwin Hubble의 놀라운 발견을 설명했습니다. 몇 년 전 밤하늘의 먼 은하들이 질서 정렬 된 방식으로 우리에게서 물러 가고 있었는데, 그 유일한 의미는 우주가 확장되고 있다는 것입니다.
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Friedman과 Lemaître의 솔루션이 알려진 빅뱅은 현대 우주론의 초석이며, 그 사실이 불완전한 계정이라는 사실로 가장 유명합니다. 그것은 대답만큼 많은 질문을 제기합니다. 가장 분명한 것은 다음과 같습니다. 빅뱅 자체는 어떻게 밀집되고 열화되고, 빠르게 팽창하지만, Lemaître의 원시 원자 인 거의 균일 한 불 덩어리만큼 처음에 어떻게 생겼습니까? 더욱이, 원시 혈장에는 우주가 충분히 식히면 자신의 중력 아래에서 붕괴 된 현미경 변동으로 시드되었고, 그렇게하면서 우리가 관찰 한 모든 은하가 결국 형성된 모든 은하 주위의 웹 사이트에 압축되었다. 이 종자 섭동은 어디에서 왔습니까?
오늘날이 씨앗은 미세한 양자 변동 외에는 널리 받아 들여지고 있습니다. 아마도이 과정은 원시 인플레이션의 단계였으며, 여기서 빅뱅은 터미널이었고, 빅뱅의 초기 조건을 설정하는 아직 알려지지 않은 분야에 저장된 에너지의 폭발적인 방출이었습니다. 아마도 우주는 주기적으로 일련의 주기로 주기적으로 확장되고 수축되었으며 각주기의 절정에 맞춰 쾅합니다. 아마도 그것은 아니었다. 우리는 본질적으로 제한된 관찰을 감안할 때 단순히 근본적인 현실의 부분적 투영에 접근 할 수있을 것입니다. 현재 우리는 현재 우리의 처분 이론을 통해 해석 할 수 있습니다.
우주 학자가되는 것은 고고학자가되는 것과는 다릅니다. 물리학 법칙을 사용하여 먼 과거에 일어 났을 수있는 일을 재구성하려고 노력하고 있으며, 은하의 먼지 층과 우리가 동료를 피우려고하는 다양한 다른해질에 의해 가려져 뒤에 남겨두기에 충분히 친절했던 모든 증거 역사를 재구성하려고합니다. 증거는 먼 은하와 퀘이사의 조사의 형태이며, 그 자체로 클러스터 된 암흑 물질의 기본 웹의 추적자, 빅뱅에서 남은 유물 전자 레인지 방사선의지도입니다. 가까운 미래의 우주 학자들은 우주 중성미자의 유물 욕조, 별이 형성되기 전에 대부분의 우주를 구성하는 중성 수소의 구름에서 방출 된 희미한 방사선, 그리고 물론 빅뱅에서 우리에게 여행 할 수 없었던 중력 파도.
오늘날 살아있는 젊은이들이 우리의 우주 지평에있는 모든 중력으로 묶인 구조물이 우리에게 빛을 비든 말지 여부에 관계없이 전체적으로 매핑되는 날을 볼 수있는 날을 살아갈 수 있다는 것은 열렬한 전망입니다. 지구의 표면과 마찬가지로, 우리의 우주 지평은 결국 넓어 지지만 유한 한 볼륨입니다. 현저하게 정확한 그림은 미세한 빅뱅의 예측의 일관성을 나타내는 수십 년의 관찰과 거의 스케일이없는 변동으로 시드 된 우주와 대부분 어두운 물질로 구성된 우주와“반자국적 에너지를 나타내는 반자성과 비율을 유발하는“반자국적 탄성”으로 공기를 부여하는 비정상적으로 아직 결정되지 않은 에너지가없는 중요한 구성 요소입니다.
우주 고고학자로서, 우리는 우리와 같이 우리를 정확히 어디에 두는 역사적 우발 사태에 의해 제한됩니다. 예를 들어, 가장 초기의 별들이 훨씬 더 밝게 빛나면, 빅뱅에서 초기 종자 변동에 대한 증거는 우주 전자 레인지 배경에서 작은 온도 변화가 지워 졌을 것이며, 빅뱅의 초기 조건을 추론하는 우리의 임무는 훨씬 더 어려워 졌을 것입니다. 지각있는 관찰자로서 우리의 존재는 우주 역사상 매우 특별한 순간에 일어났다. 관찰자가 다른 시대의 관찰에서 결론을 내릴 수있는 것은 언제인지에 따라 매우 다를 수 있습니다.
이것은 간단한 사고 실험으로 극적으로 설명됩니다. 우리의 현재 우주 학적 모델이 실제로 옳고, 추론이 발견되었으며, 우리가 그들에게 들어가는 가정에 속지 않았다고 주장하는 논쟁을 생각해 보자. 이 우주에서 인간은 빅뱅 이후 약 138 억 년이 지난 지금까지 1 조 2 천만 년 동안 우리 은하계에 위치한 지각있는 관찰자가 어떻게 결론을 내릴까요?
우선, 우리의 가장 가까운 은하 이웃 인 Andromeda Galaxy 및 은하수는 단일 은하 인 Milkomeda로 합병 될 것입니다. 우리의 바로 은하 인근 지역을 넘어서는 다른 은하들은 우리의 우주 지평을 넘어 가속했을 것입니다. 빅뱅의 유물 방사선은 우리의 수평선보다 큰 파장을 가지므로 감지하기가 불가능합니다. 우유 모메다의 은하계에서 올려다 보면서, 지금부터 1 조의 관찰자는 그들이 중심이었던 빈 우주를 보게 될 것이며 아마도 그것을 선언 할 것입니다. 그들의 우주는 항상 변하지 않을 것입니다. 이 관찰자는 무한한 과거와 무한한 미래에 경계가없는 시간을 유추 할 수 있었고, 그들이 그 중심에 있다고 결론을 내리면서 자기애주의에서 정당화 될 수있었습니다.
.다행스럽게도, 우리는이 미래의 관찰자가 아니며, 존재할 수있는 모든 우주 고고학자들 사이에서 비교적 특권이 있습니다. 비록 우리 자신은 역사에서 우리의 위치를 감안할 때 우리 자신의 한계를 가지고 있습니다. 실망스럽게도, 우리의 유리한 지점에서 우리의 도달 범위를 넘어 영원히 남아있는 특정 질문이있을 수 있습니다. 예를 들어, 기술적으로 알려진 지상 (기술적으로 알려진 지상) 내에서 먼지와 이물질이 별이 형성 할 기회를 갖기 전에 우주의 구조를 매핑하려는 우리의 시도를 치명적으로 모호하게 할 수 있습니다. 또는 빅뱅 자체에 앞서 무엇이든 그 이전에 시대가 있었을 수도 있습니다. 이 과정이 무한히 퇴보하지 않더라도 우주의 초기 상태의 모든 정보는 여러주기의 우주 대격변에 의해 재활용되고 쓸 수있을 것입니다.
.그러나 종으로서, 우리는 질문을 계속할 권리에서 완고하게 결단력이 있고 진취적이지 않으면 아무것도 아니며, 현재 우리가 이용할 수있는 어떤 조사보다 더 많은 엿볼 수있는 가능성이 있습니다. 예를 들어, 전자기파와 달리 중력파는 구조물과 물질 덩어리에 의해 간신히 가려져 있지만, 우리에게 첫 순간에 은유 적 X-ray를 제공 할 수 있습니다. 너무 먼 미래에는 광범위한 주파수에 민감한 미래의 중력파 탐지기를 사용하여 빅뱅에 직접 동료를 뿌릴 수있는 시간이있을 수 있습니다.
우리가보다 일반적으로 존경받는 창조 신화가 제공하는 인정의 정도에 대한 답을 찾는 질문에 답할 수 있는지 궁금해하는 것은 당연합니다. 과학적 탐구에 대한 설명의 사슬이 끝나는 지 여부, 또는 거북이가 끝날 것인지의 여부. 다행스럽게도 불행히도 당신의 소인에 따라 우주 학자들이 더 이상의 책임을 해결하는 것 외에도 궁극적 인 무지의 베일이 있습니다. 공간과 시간의 기원에 대한 탐구가 무의미 함으로 분해됩니다. 다시 말해서, 우리가 그러한 질문을 구성 할 수있는 바로 그 프레임 워크가 무너질 때.
이것은 연속체 기하학의 개념 (공간과 시간이 무한히 나눌 수 있다는 생각)이 의미가있는 정권에 있습니다. 일이 일어나는 경기장은 대신 1950 년대 존 휠러 (John Wheeler)가 처음으로 예상 한 양자 거품 인 폭력적인 마그마와 비슷합니다. 즉, 무한히 나눌 수있는 연속체 대신 시공간은 연속적으로 버블 링 및 재 형성 거품과 비슷한 것을 닮기 시작합니다. 이것이 가장 근본적인 규모의 시공간의 진정한 본질이며, 우리가 익숙한 연속 지오메트리는 IS 출현 입니다. 더 큰 규모에서는 양자 중력에 대한 다수의 독립적이고 보완적인 접근법이 도달 한 것입니다. 이러한 접근법은 문자열 이론, 루프 양자 중력, 인과 적 동적 삼각법과 같은 다양한 다른 이름으로 진행되지만 다소 일반적인 근거에서도 이해 될 수 있습니다.
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공간과 시간 자체가 무너지는 가장 작은 규모가있을 가능성이 매우 적다는 것은 양자 역학과 중력을 일관된 프레임 워크 내에 함께하기위한 시도의 더 어려운 결과 중 하나 일 것입니다. 플랑크 길이 아래에서, 약 10 미터의 해상도 (약 10 미터 또는이 거리보다 짧은 시간)이 거리를 가로 지르거나 약 10 초 (플랑크 시간이라고 함)는 의미있게 정의 가능한 지오메트리 또는 토폴로지가 공간에 대한 것이 아닙니다. 이것들은 우주의 궁극적 기원을 담당하는 물리학이 운영되는 규모입니다. 이를 이해하려면 중력이있는 상태에서 Heisenberg의 불확실성 원리를 불러야 만하면됩니다.
불확실성 원칙에 따르면, 우리는 시공간 더 세밀하고 더 미세한 정밀도로 시공간을 현지화해야했기 때문에, 우리는 그 모멘텀이나 에너지에 대해 점점 더 불확실 해졌습니다. 플랑크 스케일을 넘어서 공간을 조사하려는 시도는 해당 영역 내에서 너무 많은 에너지로 양자 변동을 일으켜 블랙홀로 자발적으로 붕괴 될 수 있으며, 시공간 특이점 (지오메트리 자체, 지점의 개념만으로는 플랑크 스케일에서 모든 의미를 잃음)으로 끊어집니다. 가장 작은 해결 가능한 순간에서 다시 증발하는 것입니다. 그 규모의 모든 관찰자는 창조와 파괴의 거품에서 표류 될 것입니다. 여기서 우주의 순간과 섬이 각 순간에 나타나고 사라집니다.
시공간의 일반적인 연속체 특성은 일상적인 물체의 견고성의 환상과 마찬가지로이 혼란스럽고 비 임상적인 현미경 현실에서 거시적 거리에서 나타납니다. 이들은 실제로 더 큰 길이의 척도에서 핵 및 원자로 나타나는 고도로 에너지적인 구성에 쌓인 해결 가능한 공간 범위가없는 기본 입자로 전적으로 구성되어 있습니다. 이것으로부터, 우리는 지구의 가장자리가 어디에 있는지에 대한 질문만큼 의미가없는 것으로 밝혀지기 때문에 시간이 시작되었는지 여부를 묻는 데 고유 한 범주 오류를 인식 할 수 있습니다.
.우리가 제 시간에 우리의 자리를 고려할 때이 궁극적 인 무지의 베일에 직면하지 않을 수도 있습니다. 널리 받아 들여지는 바와 같이, 원시 인플레이션의 시대가 과거의 빅뱅처럼 보이는 것의 기원이라면, 가장 큰 규모의 우주는 여러 자체 자체 생산 지역으로 구성 될 가능성이 있으며, 각각은 자신의 우주의 지평을 가진 다른 자체적 지평을 가진 지역으로 구성 될 가능성이 있습니다. 그들에게 빅뱅처럼 보일 수있는 것을 피함으로써,이 다중 사람들의 모든 관찰자는 단지 그들의 끓는 물 냄비에 핵이 생기는 거품 핵과는 달리 그들의 핵 생성을 되돌아 보는 것뿐입니다. 우주가 주기적으로 창조와 파괴의주기를 겪을 수도 있고, 그 기원의 문제에 대한 의문을 제기 할 수도 있습니다.
놀라운 것은 내 견해로는 인간의 생애 내에서 어느 쪽이든 알아낼 수 있다는 것입니다. 나는 우주 학자들 사이에서 우리의 현재 이해가 매우 높은 에너지에서 물리학에 대한 부분적인 이론적 이해, 양자 중력 효과가 중요해질 수있는 초기 순간에 가까운 부분의 이론적 이해를 얼마나 평평하게하는지에 대해 소수의 소수에 빠졌습니다. 열 빅뱅의 초기 조건을 해독하는 데있어 우리의 멋진 성공을 추정하는 데 정당화되는지 여부는 확신이 없습니다. 나는 인플레이션 우주론의 패러다임이 미래의 역사가들과 과학 사회 학자들에 의한주의적인 일화의 엉덩이라는 것을 끊임없이 염두에두고있다. 놀랍고 활기 넘치는 것은 나의 의심이 중요하지 않다는 것입니다. 우주 학자들은 어려운 질문에 대해 머리를 두드리는 데 가까운 곳이 없으며, 나는 이러한 의심이 내 생애에 쫓겨날 것이라는 전망에 완전히 활력을 불어 넣습니다.
.노인이 한 번 나에게 한 것처럼 조롱당하는 것에 대한 조심함을 잃는 데 더 가까운 지 여부에 관해서는, 내 질문의 순진함을 위해 여전히 확실하지 않습니다. 직업적 임 포스터 증후군의 형태는 아마도 남아 있지만 나를 고정시킵니다.
Subodh Patil은 Leiden University의 Lorentz 이론 물리학 연구소의 조교수입니다. 그는 때때로 @_subodhpatil에서 트윗합니다.
참조
1. 그레이, J. 동물의 침묵 펭귄, 뉴욕, 뉴욕 (2014).
2. Lemaître, C.G. 원시 원자 D. Van Nostrand Company, Inc., New York, NY (1950) .3. Kinney, W. 세계의 무한대 MIT Press, Cambridge, MA (2022).
3. Kinney, W. 세계의 무한대 MIT Press, Cambridge, MA (2022).
