У горстки физиков довольно своеобразное определение «ничто» в терминах космологии. Они утверждают, что Вселенная, если предположить, что ее полная энергия равна нулю, могла возникнуть только из квантовых вакуумных флуктуаций пар виртуальных частиц. В соответствии с , чем меньше энергии имеет система, тем больше времени она может существовать. Если Вселенная имеет, по сути, полную энергию, равную 0, Большой взрыв мог быть результатом создания пар виртуальных квантовых частиц.
Однако как может быть волна вероятности существования [виртуальной] частицы, если пространства нет (если предположить, что «до» Вселенной пространства не было). Через какое пространство будет распространяться волна вероятности?
Изменить: более простой способ задать этот вопрос выглядит следующим образом:
Как квантовые флуктуации могут быть ответственны за Вселенную, если они происходят внутри нее?
Ваша идея о том, что квантовая флуктуация создала Вселенную, является неверной интерпретацией предположений, которые я слышал. Объяснение почему требует введения нескольких идей, так что потерпите меня, пока я это делаю.
Объект, который мы считаем Вселенной, состоит из двух частей:
многообразие, снабженное метрикой = пространство-время
немного материи/энергии
Многообразие и метрика — это то, что мы думаем о пространстве-времени, а материя — это (очевидно) вещество, из которого состоим вы и я. Материя искривляет пространство-время, а кривизна контролирует движение материи.
Мы получаем геометрию пространства-времени из общей теории относительности, и, в частности, мы получаем геометрию Вселенной, решая упрощенную модель Вселенной, чтобы получить метрику FLRW. Эта метрика предсказывает, что 13,7 миллиарда лет назад произошел Большой взрыв, и предсказывает, что геометрия Вселенной становится сингулярной при Большом взрыве, поэтому метрика не может описать Вселенную в момент Большого взрыва или до него. Вот почему обычно говорят, что Вселенная возникла в результате Большого Взрыва, и до него ничего не существовало.
И, если я вас правильно понимаю, вот где вы вступаете. Потому что, если ничего не существовало до Большого Взрыва, как могла возникнуть квантовая флуктуация, создавшая вселенную?
Решением этого является указание на то, что метрика FLRW игнорирует квантовые эффекты, и мы ожидаем, что квантовые эффекты станут критически важными при очень высоких плотностях вблизи Большого взрыва. У нас нет теории квантовой гравитации, поэтому мы просто не знаем, что произошло при Большом взрыве. Однако мы ожидаем, что пространство-время не станет сингулярным, поэтому нет никакого смысла в том, что Вселенная была создана при Большом Взрыве. Мы ожидаем, что Вселенная существовала во время и до Большого взрыва, но геометрия пространства-времени вполне могла быть действительно очень странной — в отсутствие теории квантовой гравитации мы просто не знали.
Итак, дело в том, что пространство-время (в той или иной форме) действительно существовало до того, как развилась вселенная, которую мы знаем и любим. Итак, существовало пространство-время, в котором могли происходить квантовые флуктуации.
Вопрос в том, откуда взялась вся материя, и именно здесь появляются предположения о квантовых флуктуациях. Если бы квантовая флуктуация произошла, она произвела бы некоторую энергию из ниоткуда. Эта энергия могла искривить пространство-время, и кривизна создала отрицательную энергию, которая точно уравновешивала вновь созданную энергию, сводя общую энергию к нулю. Можно было бы создать больше энергии, а пространство-время немного больше искривить, чтобы общая энергия оставалась равной нулю, и система могла бы раздуться до пространства-времени и материи, которые мы видим вокруг себя сегодня.
Но ваши детекторы футболок уже должны были сработать. Причина, по которой предыдущий абзац такой расплывчатый и туманный, заключается в том, что не существует теории, описывающей такие явления, а есть лишь множество спекулятивных идей. Нет единого мнения о том, что полная энергия Вселенной равна нулю (как того требует идея флуктуации) или что полная энергия Вселенной на самом деле является осмысленной концепцией.
«Итак, дело в том, что пространство-время (в той или иной форме) существовало до того, как развилась вселенная, которую мы знаем и любим. Значит, было пространство-время, в котором могли происходить квантовые флуктуации».
Если бы пространство-время существовало до Большого взрыва, что-то должно было его создать.
Он не мог быть вечным, потому что должно было пройти бесконечное количество времени, чтобы достичь Большого взрыва.
Представьте себе это так: я в конце бесконечно длинной дорожки домино. Допустим, вы находитесь на другом конце . Вы толкаете свое первое домино. Вопрос в том, когда мое домино упадет? Ответ никогда: никогда, потому что бесконечное количество костяшек домино должно упасть, прежде чем мое домино упадет.
Питер Шор
вкусности
Кайл Канос