Interpretacja ekspansji Uniwersum jest pewnym wyobrażeniem naszej Ekspansji Wszechświata. Nie wiemy dokładnie w jaki sposób dokonuje się ekspansja wszechświata, jaka rola jest przypisane grawitacji a jaka jest rola ciemnej materii. Teoria Wielkiego Wybuchu zakłada, że nasz Wszechświat rozszerza się. Ale w jaki sposób dokonuje się Ekspansja naszego Wszechświata. Nasza Koncepcja - ToE-Przestrzeni Kwantowej, inaczej interpretuje pojęcie Grawitacji, materii i ekspansji Wszechświata. Nasza interpretacja jest powiązana z pojęciem Osobliwości Inicjalnej. Osobliwość Inicjalna mogła być elementem, który wyzwolił Wielki Wybuch.
Według naszej Koncepcji - ToE-Przestrzeni Kwantowej, wszystko mogłoby się rozpocząć za sprawą Praprzyczyny. Owa Praprzyczyna mogłaby być interpretowana jako "Osobliwość Inicjalna". Jeśli zaś Wielki Wybuch mógł mieć miejsce w naszej historii, to również i ekspansja naszego Wszechświata musiała rownież się dokonać i dokonywać nadal. Ekspansja Wszechświata to jedno z kluczowych zagadnień współczesnej kosmologii, które pozwala zrozumieć ewolucję kosmosu od jego początków do obecnych czasów. Być może ekspansja Wszechświata ma swój kierunek i jest zgodna z naszą strzałką czasu Zacznijmy zatem od pojęcia Wielki Wybuch.
Wielki Wybuch (ang. Big Bang – dosł. wielki huk) – wieloznaczny termin kosmologiczny:
- cały proces rozszerzania się (ekspansji) obserwowalnego Wszechświata, początkowo wypełnionego plazmą;
- najwcześniejszy, początkowy etap tej ewolucji – era poprzedzająca atomy, zakończona ok. 13,799 ± 0,021 mld lat temu; miała wtedy miejsce pierwotna nukleosynteza, czyli fuzja protonów i neutronów w złożone jądra atomowe, zwłaszcza deuteru i helu;
- hipotetyczna chwila (moment), czyli punkt na osi czasu, kiedy obserwowalny Wszechświat był skupiony w jednym punkcie.
Modele opisujące te zjawiska są też znane jako teoria Wielkiego Wybuchu, przy czym słowo „teoria” ma tu znaczenie fachowe, jako działu nauki i pewnego wyjaśnienia, podobnie jak teoria mnogości, muzyki, heliocentryczna (kopernikańska), atomistyczna, ewolucji czy względności. Synonimem Wielkiego Wybuchu rozumianego jako trwający proces bywa standardowy model kosmologiczny.
Czas od Wielkiego Wybuchu w drugim lub trzecim znaczeniu bywa nazywany wiekiem Wszechświata, a sam Wielki Wybuch – narodzinami Wszechświata lub jego stworzeniem. Takie kosmogoniczne wyobrażenia to wyłącznie interpretacje i hipotezy, a nie fakty, jednak uzasadnia się nimi pisownię dużymi literami, niestandardową dla nazw wydarzeń w polskiej ortografii. Istnienie początku czasu pozostaje przedmiotem sporu, a dalej opisano przypuszczenia o wydarzeniach wcześniejszych niż Wielki Wybuch. Przez to jeśli nie zaznaczono inaczej, punktowe i przez to hipotetyczne rozumienie tego terminu pominięto.
Proces ten stopniowo odkrywano w XX wieku:
- hipoteza o nim pojawiła się najpóźniej w latach 20. Aleksandr Friedman opisał model kosmologiczny tego typu; później Edwin Hubble i Georges Lemaître opisali rozszerzanie się Wszechświata, zgodnie z prawem nazwanym od nich. Ten drugi ekstrapolował ten proces w przeszłość, przez co bywa nazywany twórcą teorii Wielkiego Wybuchu, a jego publikacja z 1927 roku jej początkiem;
- w drugiej połowie stulecia potwierdzono ten scenariusz obserwacjami promieniowania reliktowego, konkretniej mikrofalowego promieniowania tła.
Model ten doczekał się szeregu wariantów i spekulacji na temat dokładnego przebiegu oraz wcześniejszych wydarzeń. Przykładowo:
- jedną z faz tego procesu mogła być inflacja kosmologiczna, zaproponowana w latach 80. przez Alana Gutha, na początku XXI wieku zaakceptowana przez większość kosmologów;
- powstały spekulatywne scenariusze bariogenezy, czyli kształtowania się nukleonów z plazmy kwarkowo-gluonowej, mające tłumaczyć rzadkość antymaterii;
- teorie wielkiej unifikacji twierdzą, że z powodu wysokiej temperatury zachodziła wtedy unifikacja przynajmniej części oddziaływań podstawowych – nie było wyraźnej różnicy między oddziaływaniem jądrowym silnym a siłami elektrosłabymi;
- hipotetyczna era Plancka mogła być rządzona zjawiskami kwantowograwitacyjnymi;
- być może także grawitacja była połączona z innymi oddziaływaniami – modele opisujące taką superunifikację, np. teoria strun, bywają nazywane teoriami wszystkiego;
- mogła mieć miejsce początkowa osobliwość czasoprzestrzenna, z której wyłoniła się sama czasoprzestrzeń. Twierdzenie o osobliwościach mówi, że wynika to z części modeli opartych na ogólnej teorii względności;
- model Hartle’a-Hawkinga uwzględnia zjawiska kwantowe, usuwając początkową osobliwość oraz odrębność czasu od innych wymiarów;
- Lee Smolin i Nikodem Popławski spekulowali o Wszechświecie przed Wielkim Wybuchem, tłumacząc ten ostatni kolapsem czarnej dziury;
- według innych przypuszczeń Wielki Wybuch mógł być Wielkim Odbiciem – skutkiem Wielkiego Kolapsu w dalszej przeszłości Wszechświata.
Opierając się na pomiarach rozszerzania się Wszechświata, do których wykorzystano obserwacje supernowych typu Ia, pomiarach fluktuacji temperatury kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła oraz rozmieszczenia galaktyk względem siebie, wiek Wszechświata ocenia się na 1,37 × 1010±2% lat. Zgodność powyższych trzech niezależnych wyników pomiarów dostarcza silnego potwierdzenia dla tzw. modelu Lambda-CDM, który szczegółowo opisuje naturę zawartości Wszechświata.
Wszechświat we wczesnym stadium rozwoju był jednorodnie i izotropowo wypełniony energią o niezwykle wielkiej gęstości, o olbrzymiej temperaturze i ciśnieniu. Jednak w miarę rozszerzania się stygł, przechodząc przez przemiany fazowe, odnoszące się do cząstek elementarnych.
Około 10−35 sekund po erze Plancka przemiana fazowa spowodowała, że Wszechświat wszedł w fazę inflacji kosmologicznej, podczas której rozszerzał się wykładniczo. Kiedy ta inflacja zatrzymała się, materialne składowe Wszechświata były w stanie plazmy kwarkowo-gluonowej, w której cząstki składowe poruszały się relatywistycznie. Wszechświat dalej rozszerzał się i stygł, aż w określonej temperaturze zaszła przemiana zwana bariogenezą, podczas której kwarki i gluony połączyły się w bariony – protony i neutrony.
Współcześnie obserwacje przemawiające za prawdziwością modelu Wielkiego Wybuchu to: zjawisko ucieczki galaktyk, istnienie mikrofalowego promieniowania tła, łącznie z mierzonymi ostatnio jego nierównomiernościami. Przemawia także za tą teorią udane wyjaśnienie procentowego udziału lekkich pierwiastków (H, He, Li) w składzie Wszechświata i zgodność modelu z innymi teoriami, w tym z ogólną teorią względności.
Model Gorącego Wielkiego Wybuchu
Zgodnie z modelem Gorącego Wielkiego Wybuchu, opracowanym jeszcze w 1948 r. przez George’a Gamowa i jego studenta Ralpha Alphera, można przyjąć, że w chwili narodzin Wszechświata, przy ogromnej temperaturze 1032 K, był hiperprzestrzennym, dziesięciowymiarowym tworem, w którym zjednoczone były wszystkie oddziaływania i istniała jedna wielka symetria GUT.
Świat ten był jednak niestabilny i po 10−43 sekundy rozpadł się na cztero- i sześciowymiarowy. Sześciowymiarowy zapadł się do rozmiaru 10−32 centymetra, a nasz czterowymiarowy zaczął się gwałtownie rozszerzać. Po 10−35 sekundy silne oddziaływania oddzieliły się od elektrosłabych, a niewielki fragment większego wszechświata rozszerzył się 1050 razy, stając się ostatecznie naszym widzialnym Wszechświatem. Takie gwałtowne rozszerzenie opisywane jest przez teorię inflacji kosmologicznej. Po upływie dalszego ułamka sekundy oddziaływania elektrosłabe rozpadły się na elektromagnetyczne i słabe, a następnie, gdy temperatura spadła już do 1014 K, kwarki zaczęły się łączyć w protony i neutrony.
„Przed” wielkim wybuchem
Czas nie istniał przed Wielkim Wybuchem, ale zaczął się wraz z nim, dlatego nie można mówić o czymś „przed” początkiem Wszechświata, natomiast kwestią do dyskusji jest mechanizm lub „przyczyna” Wielkiego Wybuchu, w szczególności w związku z pojawiającą się w teoriach możliwością istnienia początkowej osobliwości. Rozważane są jednak teorie, które mają usunąć osobliwość przez opis Wszechświata w większej liczbie wymiarów, w tym czasowych.
Według scenariusza opartego na kosmologii bran możliwe jest, aby nasz Wszechświat powstał w wyniku jednego z powtarzalnych etapów rozszerzania i zapadania przestrzeni. Istnieją również modele kwantowe, niewymagające narzucanych przez standardowy Wielki Wybuch i ogólną teorię względności warunków brzegowych, jak i osobliwości. Nie rozwiązują one jednak paradoksów wiecznego Wszechświata (w tym pulsującego) wynikających z drugiej zasady termodynamiki.
Jeśli założymy, puki co, że teoria Wielkiego Wybuchu (opisana wyżej w cytacie) jest rozważana dalej i obowiązuje, to zapewne punktem startowym - to znaczy punktem, kiedy to wszystko mogło się zacząć, mogłaby być tak zwana "Osobliwość Inicjalna". Nasze pojęcie Osobliwości Inicjalnej również na swoją interpretację. Swoją interpretacja ma również według naszej koncepcji Wielki Wybuch. Zobacz więcej w artykule Początek Wielkiego Wybuchu.
Podstawowym elementem wyróżniającym naszą Koncepcję jest wprowadzenie Praprzyczyny, którą można zinterpretować właśnie jako "Osobliwość Inicjalną". Według naszej interpretacji "Osobliwość Inicjalna" nadal istnieje i jest poza pojęciem naszego czasu. Aby to wyjaśnić, należy posłużyć się pewną analogią. Wyobraź sobie, że nasza "Osobliwość Inicjalna" jest balonem. Im więcej powietrze nadmuchamy do naszego balonu, tym więcej upłynie czasu. Oznacza to, że nasza "Osobliwość Inicjalna" napełnia się naszym pojęciem "czasu".
Kiedy powstawał nasz Wszechświat, musiała pojawić się jakiś "pierwszy powód", jakaś "pierwsza przyczyna", która uwolniła punkt startowy naszego Wszechświata, a w związku z tym, uwolniła również ekspansję naszego Wszechświata. Wielki Wybuch, koncepcja Wielkiego Wybuchu uważa, że takim punktem startowym naszego Wszechświata mogła być "Osobliwość Inicjalna". Jeśli przed Wielkim Wybuchem nasz "czas" nie mógł istnieć, to oznacza, że nasz "czas" nie może istnieć poza "Osobliwością Inicjalną".
Przed Wielkim Wybuchem nie było zatem niczego. Nie było "czasu", nie było "przestrzeni", nie było "materii" ani "antymaterii", nie było "grawitacji" - przed Wielkim Wybuchem nie było niczego, co moglibyśmy sobie wyobrazić - zobacz artykuł Ani czasu ani przestrzeni. Być może mogło COŚ być, co nie należy do naszego Wszechświata - COŚ czego nie jesteśmy w stanie sobie wyobrazić. Oznacza to, że nasz "czas" i cała nasza Rzeczywistość musi funkcjonować na terenie "Osobliwości Inicjalnej" - według naszej Koncepcji - naszej Praprzyczyny.
Nasza Teoria Wszystkiego – ToE-Przestrzeni Kwantowej zakłada istnienie Praprzyczyny – to "Osobliwość Inicjalna", bez której nasz Wszechświat nie mógłby istnieć. Praprzyczyny – "Osobliwość Inicjalna" jest Przestrzenią Kwantową, która zawiera wszystkie stany energetyczne – od początku do końca naszego Wszechświata. Każdy taki stan energetyczny różni się od pozostałych, a to oznacza, że "Osobliwość Inicjalna zawiera „zmiany” – każda zmiana jest różnicą pomiędzy kolejnymi stanami energetycznymi.
Stan energetyczny jest odwzorowanie poszczególnych zjawisk zaistniałych na przykład w Erze Plancka. Stany energetyczne są „zgromadzone” według pewnej sekwencji. Sekwencja ta współtworzy Wektor Ekspansji. Sekwencja ta również współtworzy naszą „strzałkę czasu„. Oznacza to, że Sekwencja zawiera informację o kolejnych stanach energetycznych, które mogą odwzorować jakiś punkt w czasie i w przestrzeni z naszego punktu widzenia. Wówczas dokonuje się odwzorowanie stabilnego obrazu materii dla takiego punktu w czasoprzestrzeni.
Jeśli zatem ekspansja Wszechświata dokonuje się za pomocą Sekwencji, to nasza Ekspansja Wszechświata musi mieć Wektor – kierunek, który wyznacza skąd pochodzimy i dokąd zmierzamy. Bez dokonywania się „zmian” nie jest możliwe funkcjonowanie „czasu”. Zmiany zapewniają ciągłość informacji koniecznej do rozwoju. Wektor Ekspansji dostarcza zatem „wiedzy” z przeszłości, która jest konieczna do zdefiniowania naszego Tu i naszego Teraz. Obraz naszego Tu i naszego Teraz – nasza otaczająca Rzeczywistość, nie mogłaby zaistnieć w takiej formie bez informacji z „przeszłości”.
Interpretacja Ekspansji Uniwersum powiązana jest z naszym pojęciem "czasu". Rozwój naszego Uniwersum - być może naszego Wszechświata, jest zatem rozłożony w naszym czasie. Wszystko co wydarzyło się w poszczególnych etapach Wielkiego Wybuchu - na przykład Era wielkiej unifikacji, jest informacją nieaktualną, która jednak ma wpływ na naszą "przyszłość". Dlatego Kierunek ekspansji musi być zgodny z kierunkiem upływu naszego "czasu", oczywiście w naszym pojmowaniu "czasu". Jednak z punktu widzenia naszej koncepcji Przestrzeni Kwantowej, nasz "czas" nie istnieje. Czas ma zupełnie inną interpretację.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz