ดาราศาสตร์

เรื่องราวทั้งหมดกลายเป็นเรื่องแปลกประหลาดระหว่างบิ๊กแบงได้อย่างไร ?

เรื่องราวทั้งหมดกลายเป็นเรื่องแปลกประหลาดระหว่างบิ๊กแบงได้อย่างไร ?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ถ้าภาวะเอกฐานมีมวล อุณหภูมิ และความหนาแน่นเป็นอนันต์ ก็ควรจะโค้งพื้นที่และเวลา แต่ไม่มีกาลอวกาศก่อนบิกแบง แล้วภาวะเอกฐานเกิดขึ้นที่ไหนโดยปราศจากกาลอวกาศ ?


มีหลายทฤษฎีที่สามารถให้คำตอบสำหรับคำถามของคุณได้ หนึ่งในนั้นคือจักรวาลเป็นความผันผวนของควอนตัมที่สร้างแรง พลังงาน ฯลฯ... สิ่งนี้จะอธิบายได้ว่าทำไมเราสังเกตพลังงานทั้งหมดของจักรวาลเป็น 0 (พลังงานลบจากแรงโน้มถ่วงที่น่ารังเกียจและพลังงานบวกจากการแผ่รังสี มวล ฯลฯ) . ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนโดย alan guth's และ Andrei Linde เรียกว่า Inflation http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_fluctuation http://en.wikipedia.org/wiki/Inflation_%28cosmology%29

ทฤษฎีอื่นที่เรียกว่า brane-theory ซึ่งเป็นแนวคิดที่เกิดจากทฤษฎีสตริงซึ่งรวมถึง multiverses เป็นต้น ระบุว่าจักรวาลของเราถูกสร้างขึ้นในการชนกันระหว่าง branes http://en.wikipedia.org/wiki/String_cosmology


คำตอบสั้นๆ คือ "ไม่มีใครรู้" หลักฐานที่มีอยู่แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าจักรวาลเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อนนั้นร้อน หนาแน่นและขยายตัว และยิ่งเรามองย้อนกลับไป เราก็ยิ่งได้รับเบาะแสทางอ้อมมากขึ้นเท่านั้น แต่ดูเหมือนว่ายิ่งร้อนและหนาแน่นมากขึ้นเท่านั้น

มีหลายทฤษฎีสำหรับสิ่งที่เกิดขึ้นในขณะที่เราทำตามขั้นตอนนี้ทั้งย้อนกลับและย้อนกลับ แต่ทฤษฎีก็คือทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์พยายามทำการคาดการณ์ที่สามารถทดสอบได้ซึ่งจะตามมาจากบางส่วน แต่ไม่ใช่แบบอื่นๆ และอนุญาตให้เราลดระดับลงได้ แต่ก็ยาก

ทั้งหมดที่กล่าวมา ในระดับกว้างที่สุด ดูเหมือนจะมีสองมุมมองทั่วไปในปัจจุบันเกี่ยวกับวิธีแก้ปัญหา "เกิดอะไรขึ้นก่อนบิ๊กแบง"

หนึ่งคือการโต้แย้งว่าเป็นเพียงคำถามที่ไม่ดี เวลาก็เหมือนกับอวกาศ "โค้ง" จากการมีอยู่ของมวลหรือพลังงานจำนวนมาก และคำถามอาจเทียบได้กับการถามว่า "ทิศเหนือของขั้วโลกเหนือคืออะไร" ไม่มีทิศทาง "ก่อน" จาก "บิ๊กแบง" หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง มันเป็นธรรมชาติของจักรวาลนี้ที่จะมีมิติของเวลาซึ่งไปในระยะทางที่จำกัดในทิศทาง "อดีต" เท่านั้น นี่เป็นแนวทาง "ไร้ขอบเขต" ของ Hawking และคนอื่นๆ อย่างหลวมๆ

อีกมุมมองหนึ่งซึ่งมีชื่อเช่น "การพองตัวชั่วนิรันดร์" หรือ "อัตราเงินเฟ้อในจักรวาล" คือสภาพดั้งเดิมของจักรวาลนั้นราบรื่นและค่อนข้างไม่มีลักษณะเฉพาะ แต่มีการขยายตัวอย่างรวดเร็วอย่างมาก (อย่างรวดเร็วแบบทวีคูณ) ซึ่งเป็นเพียงความเสถียรเมตาเท่านั้น บางส่วนหรือทั้งหมดของจักรวาลนี้ "เปลี่ยนเฟส" อย่างเป็นธรรมชาติเพื่อสร้างพื้นที่และเวลาปกติและเป็นผลมาจากพลังงานที่ปล่อยออกมาจากการเปลี่ยนแปลงเฟสก็เต็มไปด้วยความร้อนสูงมาก หนาแน่นมาก สสารและพลังงานยังคงขยายตัว แต่ไม่มี ยาวขึ้นอย่างทวีคูณ แท้จริงแล้วแรงโน้มถ่วงเริ่มชะลอการขยายตัว ในบางทฤษฎี พื้นที่เล็กๆ จะมีการเปลี่ยนแปลงระยะนี้ ในบางทฤษฎีจะเป็นทั้งจักรวาล ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด จักรวาลทั้งหมดที่เราเห็นมาจากพื้นที่เล็กๆ ของจักรวาลที่พองตัว


บิ๊กแบง

บิ๊กแบง ทฤษฎีคือแบบจำลองจักรวาลวิทยาที่อธิบายการมีอยู่ของจักรวาลที่สังเกตได้ตั้งแต่ช่วงแรกสุดที่รู้จักผ่านวิวัฒนาการขนาดใหญ่ที่ตามมา [1] [2] [3] แบบจำลองอธิบายวิธีที่เอกภพขยายตัวจากสถานะเริ่มต้นที่มีความหนาแน่นและอุณหภูมิสูง [4] และให้คำอธิบายที่ครอบคลุมสำหรับปรากฏการณ์ที่สังเกตได้หลากหลายรูปแบบ รวมถึงองค์ประกอบแสงที่อุดมสมบูรณ์ รังสีไมโครเวฟพื้นหลังจักรวาล (CMB) และโครงสร้างขนาดใหญ่

ทฤษฎีนี้สอดคล้องกับกฎฮับเบิล–เลอแมตร์ อย่างสำคัญ การสังเกตว่าดาราจักรที่อยู่ไกลออกไป ยิ่งเคลื่อนตัวออกจากโลกเร็วขึ้น การคาดคะเนการขยายตัวของจักรวาลนี้ย้อนเวลากลับไปโดยใช้กฎฟิสิกส์ที่เป็นที่รู้จัก ทฤษฎีนี้อธิบายถึงจักรวาลที่มีความเข้มข้นมากขึ้นซึ่งนำหน้าด้วยภาวะเอกฐานซึ่งอวกาศและเวลาสูญเสียความหมาย (โดยทั่วไปจะเรียกว่า "ภาวะเอกฐานของบิ๊กแบง") [5] การวัดโดยละเอียดของอัตราการขยายตัวของเอกภพทำให้ภาวะเอกฐานของบิกแบงอยู่ที่ประมาณ 13.8 พันล้านปีก่อน ซึ่งถือเป็นอายุของเอกภพ [6]

หลังจากการขยายตัวครั้งแรก เหตุการณ์ซึ่งโดยตัวมันเองมักเรียกกันว่า "บิ๊กแบง" เอกภพเย็นตัวลงอย่างเพียงพอเพื่อให้เกิดอนุภาคย่อยของอะตอมและอะตอมในภายหลัง เมฆยักษ์ของธาตุดึกดำบรรพ์เหล่านี้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน โดยมีฮีเลียมและลิเธียมบางส่วน ต่อมารวมตัวกันผ่านแรงโน้มถ่วง ก่อตัวเป็นดาวฤกษ์และดาราจักรในยุคแรกๆ นอกจากวัสดุก่อสร้างในยุคแรกเริ่มเหล่านี้แล้ว นักดาราศาสตร์ยังสังเกตผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของสสารมืดที่ไม่ทราบชื่อที่อยู่รายรอบดาราจักร ศักย์โน้มถ่วงส่วนใหญ่ในจักรวาลดูเหมือนจะอยู่ในรูปแบบนี้ และทฤษฎีบิ๊กแบงและการสังเกตต่างๆ ระบุว่าศักย์โน้มถ่วงส่วนเกินนี้ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยสสารแบริออน เช่น อะตอมปกติ การวัดการเปลี่ยนแปลงสีแดงของซุปเปอร์โนวาบ่งชี้ว่าการขยายตัวของเอกภพกำลังเร่งขึ้น ซึ่งเป็นการสังเกตที่เกิดจากการดำรงอยู่ของพลังงานมืด [7]

Georges Lemaître ตั้งข้อสังเกตครั้งแรกในปี 1927 ว่าจักรวาลที่กำลังขยายตัวสามารถย้อนเวลากลับไปสู่จุดกำเนิดจุดเดียว ซึ่งเขาเรียกว่า "อะตอมดึกดำบรรพ์" เอ็ดวิน ฮับเบิล ยืนยันผ่านการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงทางแดงของดาราจักรในปี 1929 ว่ากาแล็กซีกำลังเคลื่อนตัวออกจากกันอย่างแท้จริง นี่เป็นหลักฐานเชิงสังเกตที่สำคัญสำหรับเอกภพที่กำลังขยายตัว เป็นเวลาหลายทศวรรษ ที่ชุมชนวิทยาศาสตร์ถูกแบ่งแยกระหว่างผู้สนับสนุนบิกแบงและแบบจำลองสภาวะคงตัวของคู่แข่ง ซึ่งทั้งคู่ได้ให้คำอธิบายสำหรับการขยายตัวที่สังเกตได้ แต่แบบจำลองสภาวะคงตัวกำหนดจักรวาลนิรันดร์ซึ่งตรงกันข้ามกับอายุจำกัดของบิกแบง ในปี พ.ศ. 2507 มีการค้นพบ CMB ซึ่งทำให้นักจักรวาลวิทยาหลายคนเชื่อว่าทฤษฎีสภาวะคงตัวถูกปลอมแปลง [8] เนื่องจากบิกแบงที่ร้อนจัดซึ่งแตกต่างจากทฤษฎีสภาวะคงตัวที่ร้อนทำนายการแผ่รังสีพื้นหลังที่สม่ำเสมอทั่วทั้งจักรวาลที่เกิดจากอุณหภูมิสูง และความหนาแน่นในอดีตอันไกลโพ้น หลักฐานเชิงประจักษ์มากมายสนับสนุนบิกแบงอย่างมาก ซึ่งขณะนี้เป็นที่ยอมรับในระดับสากลโดยพื้นฐานแล้ว [9]


โฮโลแกรมบิ๊กแบง

จักรวาลเริ่มต้นด้วยหลุมดำในความเป็นจริงมิติที่สูงกว่าหรือไม่?

ขึ้นอยู่กับระดับของความเห็นถากถางดูถูกของคุณ คำถามนั้นฟังดูเหมือนเป็นความคิดที่น่าตื่นเต้นหรือบางอย่างที่คุณอาจได้ยินจากคนเมาในวงสังคมของคุณ ความเป็นจริง: เป็นวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจแต่เป็นการเก็งกำไรจากนักฟิสิกส์ที่พยายามแก้ปัญหาที่ค่อนข้างคลุมเครือในจักรวาลวิทยา แม้จะมีการรายงานข่าวใน ธรรมชาติ (ภายหลังหยิบขึ้นมาโดย PBS และ io9) กระดาษที่อธิบายงานวิจัยนี้ไม่ได้รับการตีพิมพ์และไม่สอดคล้องกับข้อสังเกตที่มีอยู่ ยังคงเป็นแนวคิดที่น่าสนใจที่ช่วยให้เราเข้าใจการศึกษาจักรวาลของเรา

ตลอดศตวรรษที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ค้นพบว่าจักรวาลกำลังขยายตัว ในอดีตอันไกลโพ้น สสารถูกบีบอัดเป็นพลาสมาร้อนทึบแสงที่ไม่มีดาว มันขยายไปสู่สิ่งที่เราเห็นในปัจจุบัน ด้วยระยะห่างระหว่างกาแล็กซีที่เติบโตขึ้นตามกาลเวลา การสังเกตและคำอธิบายเชิงทฤษฎีเหล่านี้เรียกว่าแบบจำลองบิ๊กแบง ซึ่งเป็นคำอธิบายที่ประสบความสำเร็จอย่างน่าทึ่งสำหรับปรากฏการณ์ที่หลากหลาย

อย่างไรก็ตาม ความรู้ของเรามีขีดจำกัด เนื่องจากจักรวาลมีความทึบในช่วงแรกสุด เราจึงมีเพียงข้อมูลทางอ้อมเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในขณะนั้น ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากเรามากเท่าไร เราก็จะยิ่งมองเห็นวัตถุได้ไกลขึ้นเท่านั้น เนื่องจากแสงต้องใช้เวลาในการเดินทาง ในที่สุดเราก็มาถึงจุดที่ทุกอย่างในจักรวาลที่สังเกตได้อาจถูกบีบอัดให้เป็นจุดเดียว—แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่เราสามารถมองเห็นได้

การบีบอัดแบบอนันต์ที่เรียกว่าภาวะเอกฐานของบิ๊กแบง เป็นปัญหาสำหรับคนจำนวนมาก และด้วยเหตุผลที่ดี แม้ว่าอินฟินิตี้จะใช้ได้ดีในวิชาคณิตศาสตร์ แต่ก็ทำให้เกิดปัญหาในวิชาฟิสิกส์ ดังนั้นนักวิจัยจำนวนมากจึงพยายามขจัดภาวะเอกฐาน

นั่นคือแรงจูงใจสำหรับบทความล่าสุดโดย Razieh Pourhasan, Niayesh Afshordi และ Robert B. Mann ข้อเสนอของพวกเขาเริ่มต้นด้วยสมมติฐานที่ว่าจักรวาลของเราฝังอยู่ในความเป็นจริงที่มีมิติสูงกว่าจริง ๆ มากเท่ากับภาพถ่ายหรือ (เหมาะสมกว่า) โฮโลแกรมบีบอัดสามมิติลงบนพื้นผิวสองมิติ แรงโน้มถ่วงขยายไปสู่มิติที่เราไม่สามารถสังเกตได้ แต่แสงและสสารถูกจำกัดอยู่ในมิติทั้งสี่ของอวกาศและเวลาที่เรารู้

โครงการนี้เรียกว่า braneworld ไม่ใช่แนวคิดใหม่ (“Brane” ย่อมาจาก “membrane” แนวคิดที่ว่าจักรวาลที่สังเกตได้ของเรานั้นเป็นเมมเบรนชนิดหนึ่งที่มีมิติอื่นขยายออกไป) Braneworlds เป็นวิธีที่เป็นไปได้ในการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น ภาวะเอกฐานของบิกแบง และการเร่งความเร็วของ จักรวาลซึ่งเกิดจากสารที่เรียกว่าพลังงานมืด แม้ว่า braneworlds จะน่าสนใจอย่างที่มันเป็นก็ตาม จนถึงตอนนี้ braneworlds ทำนายสิ่งต่าง ๆ ที่ไม่ได้หลอมรวมกับความเป็นจริง เช่น อนุภาคที่เร็วกว่าแสงหรือองค์ประกอบทางพยาธิวิทยาอื่น ๆ หรือพวกมันไม่สามารถสร้างลักษณะที่เข้ากับจักรวาลที่สังเกตได้

เอกสารฉบับใหม่ระบุว่าภาวะเอกฐานของบิกแบงจริง ๆ แล้วคล้ายกับหลุมดำในโครงการ braneworld หลุมดำ—ซึ่งเป็นวัตถุประเภทจริงที่ได้รับการศึกษามาอย่างดีและมีอยู่จริงในจักรวาลของเรา—ประกอบด้วยมวลที่บรรจุอยู่ในปริมาตรที่น้อยพอสมควรจนกระทั่งมันหนาแน่นมากและมีแรงดึงโน้มถ่วงสูงจนล้อมรอบไปด้วยขอบเขตที่เรียกว่าเหตุการณ์ ขอบฟ้า ไม่มีอะไรที่ล่วงพ้นขอบฟ้าเหตุการณ์กลับคืนสู่จักรวาลภายนอกได้ ซึ่งรวมถึงแสงด้วย ขอบฟ้าเหตุการณ์คือสิ่งที่กำหนดหลุมดำในแง่ที่มีความหมาย ขอบฟ้าเหตุการณ์ป้องกันไม่ให้เราสังเกตภาวะเอกฐานของหลุมดำโดยตรง: จุดสมมุติหรือวงแหวนที่ศูนย์กลางที่มวลทั้งหมดกระจุกตัวอยู่

ในสูตรมาตรฐาน ภาวะเอกฐานของบิกแบงไม่มีขอบฟ้าเหตุการณ์ เนื่องจากเป็นการยากที่จะกำหนด "ภายใน" และ "ภายนอก" เมื่อพูดถึงจักรวาลทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ในโลกแห่ง braneworld สถานการณ์อาจแตกต่างกัน ผู้เขียนรายงานฉบับใหม่เสนอว่า "ดาว" ที่มีมิติสูงกว่ายุบตัวลงเพื่อสร้างขอบฟ้าเหตุการณ์ เช่นเดียวกับที่ดาวมวลสูงตายเพื่อก่อตัวเป็นหลุมดำ และการยุบตัวนั้นทำให้เกิดจักรวาลที่สังเกตได้ของเรา ตามทฤษฎีนี้ ขอบฟ้าเหตุการณ์ของจักรวาลเป็นเขตแดนที่เราไม่สามารถสังเกตได้ โดยปิดบังความเป็นเอกพจน์ของบิ๊กแบงจากเรา (เป็นโบนัส ข้อเสนอนี้แก้ปัญหามากมายใน braneworld รุ่นอื่นๆ)

อย่างไรก็ตาม มีความยากลำบากที่สำคัญ ในขณะที่ผู้เขียนเองชี้ให้เห็นในบทความนี้ แบบจำลอง "หลุมขาว" ของ braneworld ทำนายความผันผวนเพียงเล็กน้อยแต่สามารถวัดได้ในความหนาแน่นของจักรวาล และการสังเกตการณ์ในปัจจุบันจากภารกิจพลังค์ได้ตัดความเป็นไปได้นั้นออกไปแล้ว

แม้ว่าทฤษฎีหลุมขาวของ braneworld เวอร์ชันที่ปรับปรุงแล้วจะแก้ปัญหาเฉพาะหน้าได้ แต่ก็จะไม่ล้มล้างโมเดลบิ๊กแบงที่มีอยู่ทั่วไป ความสับสนอยู่ในภาษาที่เราใช้ คำว่า "แบบจำลองบิ๊กแบง" อธิบายชุดการสังเกตการณ์ที่ครอบคลุม รวมถึงวิธีที่กาแลคซีเคลื่อนออกจากกัน แสงที่หลงเหลือจากเวลาที่จักรวาลกลายเป็นโปร่งใส และจำนวนสัมพัทธ์ของไฮโดรเจน ฮีเลียม และลิเธียมอะตอม แต่ยังใช้คำนี้อยู่ด้วย เพื่ออธิบายภาวะเอกฐานเบื้องต้น อย่างไรก็ตาม ภาวะเอกฐานนั้นไม่จำเป็นสำหรับโมเดลบิ๊กแบง

ไม่ว่าจะฟังดูเจ๋งแค่ไหน แบบจำลองหลุมขาวของ braneworld ก็มีชุดของความท้าทายก่อนที่จะถือได้ว่าเป็นคำอธิบายที่ใช้งานได้จริงสำหรับเอกภพยุคแรกๆ ทฤษฎีนี้จัดทำขึ้นเพื่อแก้ปัญหาในจักรวาลวิทยา braneworld ซึ่งตัวมันเองอาจเป็นแบบจำลองที่มีความหมายหรือไม่ก็ได้

มากกว่านั้น: เช่นเดียวกับทฤษฎีทั้งหมด หลุมขาว braneworld ต้องเห็นด้วยกับข้อมูลที่มีอยู่ ซึ่งปัจจุบันไม่ทำ ความจริงที่ว่าผู้เขียนตระหนักถึงปัญหาคือเครดิตสำหรับพวกเขา แนวคิดที่น่าตื่นเต้นต้องเข้ากันได้กับการสังเกตและการทดลอง และทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดควรได้รับการพิจารณาชั่วคราว โดยได้รับการทดสอบอย่างต่อเนื่องจากหลักฐาน หากผู้เขียนไม่สามารถปรับแบบจำลองของตนกับข้อมูลได้ ทฤษฎีนี้จะรวมเข้ากับทฤษฎีอื่นๆ ที่ดูเหมือนน่าตื่นเต้นในตอนแรกแต่ไม่สอดคล้องกับความเป็นจริง


เกิดอะไรขึ้นระหว่างบิ๊กแบง?

บิ๊กแบง. ช่วงเวลาแห่งจักรวาลอันน่าเหลือเชื่อที่นำไปสู่ทุกสิ่งที่เราเห็นและทุกสิ่งที่เรารู้ในวันนี้ เมื่อทฤษฎีนี้ถูกเสนอครั้งแรก มันดูแปลกไป เป็นไปไม่ได้ บ้า. แต่เมื่อพูดถึงจักรวาล สิ่งที่ดูเหมือนบ้ามักจะเป็นความจริง เราเข้าใจแนวคิดที่ครอบคลุมของบิ๊กแบง แต่เกิดอะไรขึ้นกันแน่? นี่คือสิ่งที่เรารู้ (หรือสงสัย) เกี่ยวกับช่วงเวลาแรกของบิ๊กแบงเมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อน:

1. ประการแรก ไม่มีอะไร จากนั้นก็มีความเป็นเอกเทศ
คำถามที่เกิดขึ้นก่อนบิ๊กแบงนั้นทั้งน่าผิดหวังและไร้ประโยชน์ ตามทฤษฎีแล้วไม่มีอะไร ดังนั้นจึงไม่มี "มาก่อน" มันเกิดขึ้นทันทีทันใด ก่อนอื่นไม่มีอะไร จากนั้น ภาวะเอกฐานหรือบางสิ่งที่ใกล้เคียงกับภาวะเอกฐานมาก ซึ่งเป็นจุดเล็กๆ อย่างอนันต์ ก็เกิดขึ้น ภาวะเอกฐานนี้คือสิ่งที่ “ประสบ” กับบิกแบง มันมีทุกอย่าง มวลทั้งหมด และกาลอวกาศทั้งหมดที่จะถูกขับออกมาในระยะต่อไป

2. ในภาวะเงินเฟ้อครั้งใหญ่ครั้งหนึ่ง จักรวาลขยายตัว
เหตุผลที่เราเรียกมันว่าบิ๊กแบงนั้นเกิดจากเหตุการณ์หลักคือเงินเฟ้อ ในช่วงเวลาเดียว ภาวะเอกฐานขยายตัวอย่างรวดเร็วในอัตราที่เราเชื่อว่าเร็วกว่าความเร็วแสง กาลอวกาศเองกำลังขยายตัว และทันใดนั้นมวลทั้งหมดที่อยู่ในภาวะเอกฐานก็ถูกปลดปล่อยออกมาและเริ่มขยายตัวเช่นกัน

ทฤษฎีนี้เสนอว่าสสารดั้งเดิมเป็นพลังงานมืดจริง ๆ แล้วเปลี่ยนเป็นสสารธรรมดา การกลับใจใหม่นี้ ซึ่งเราเรียกว่าการอุ่นซ้ำ ทำให้จักรวาลที่มีอยู่ร้อนมาก ความร้อนทั้งหมดนี้ทำให้เกิดควาร์ก-กลูออนพลาสมา แม้ว่าอุณหภูมิที่ร้อนจัดเหล่านี้จะไม่คงอยู่ตลอดไป

3. พลาสม่าเย็นตัวลง ปล่อยให้โปรตอนและนิวตรอนก่อตัวขึ้น
เมื่อเอกภพเริ่มเย็นลง อนุภาคมูลฐานที่ยิงไปมาอย่างอิสระในจักรวาลที่มีพลังในที่สุดก็สามารถรวมกันเป็นโปรตอนและนิวตรอนได้ โปรตอนและนิวตรอนเหล่านี้จำนวนมากรวมกันเป็นดิวเทอเรียมและฮีเลียม แต่โปรตอนส่วนใหญ่แขวนอยู่รอบๆ ด้วยตัวเองเพื่อคงสภาพเป็นนิวเคลียสของไฮโดรเจน ในที่สุด ไฮโดรเจนและฮีเลียมก็เริ่มรวบรวมอิเล็กตรอน ซึ่งเคลื่อนที่เร็วเกินไปที่จะรวมกันก่อนถึงจุดนั้น เมื่อรวมอนุภาคเหล่านี้เข้าด้วยกัน โฟตอนสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้ง่ายขึ้น

แน่นอนว่ายังมีอีกหลายสิ่งที่ต้องรู้เกี่ยวกับบิ๊กแบง แต่ภาพรวมแบบง่ายนี้ให้ภาพทั่วไปของสิ่งที่เรารู้ และวิธีที่เราจะอธิบายสิ่งที่เราเห็นในปัจจุบันนี้

กระชับที่นี่และง่ายต่อการอ่านและปฏิบัติตาม ฉันทราบเกี่ยวกับจุดที่ 2 "เหตุผลที่เราเรียกมันว่าบิ๊กแบงนั้นเกิดจากเหตุการณ์หลัก เงินเฟ้อ"

อัตราเงินเฟ้อไม่เคยเป็นส่วนหนึ่งของโมเดลบิ๊กแบงรุ่นดั้งเดิม (ย้อนกลับไปที่ George Gamow และ Ralph Alpher ในช่วงปลายทศวรรษ 1940) ได้รับการพัฒนาโดย Alan Guth et al เพื่อตอบปัญหาขอบฟ้าในแบบจำลองบิ๊กแบง พลังงานและข้อมูลสามารถแลกเปลี่ยนที่ความเร็ว c เท่านั้น ดังนั้นที่มาของพื้นหลังไมโครเวฟในจักรวาลจะเป็นก้อนมากเมื่อเอกภพขยายตัวและไม่ราบรื่นอย่างที่สังเกตได้ในปัจจุบัน โมเดลมาตรฐานของบิ๊กแบงมีปัญหาเรื่องเวลาเดินทางเบา ๆ ในโมเดลที่เงินเฟ้อพยายามหาคำตอบ - ตลอดจนหาทางออกจาก *ภาวะเอกฐาน* ในตอนเริ่มต้น

Truthseeker007

โมฆะศักยภาพพลังงาน

บางทีจักรวาลเพื่อนบ้านอาจชนกับหลุมดำขนาดจักรวาลของเราที่เริ่มการขยายตัว
เมื่อถึงจุดหนึ่งเราจะวิ่งเข้าไปหาเพื่อนบ้านและเริ่มทำสัญญา
แต่ละจักรวาลเริ่มต้นจาก (ไม่มีอะไรเลย) เป็นเพียงพลังงานศักย์ของพื้นที่ว่าง
เมื่อเวลาผ่านไปนานมหึมาแต่ละคนเติบโตขึ้น
และได้เกิดขึ้นตลอดกาล

ไม่จำเป็นต้องมีรูปลักษณ์ที่แปลกประหลาดและมีมนต์ขลัง
JMO . ทั้งหมด

บางทีจักรวาลเพื่อนบ้านอาจชนกับหลุมดำขนาดจักรวาลของเราที่เริ่มการขยายตัว
เมื่อถึงจุดหนึ่งเราจะวิ่งเข้าไปหาเพื่อนบ้านและเริ่มทำสัญญา
แต่ละจักรวาลเริ่มต้นจาก (ไม่มีอะไรเลย) เป็นเพียงพลังงานศักย์ของพื้นที่ว่าง
เมื่อเวลาผ่านไปนานมหึมาแต่ละคนเติบโตขึ้น
และได้เกิดขึ้นตลอดกาล

ไม่จำเป็นต้องมีรูปลักษณ์ที่แปลกประหลาดและมีมนต์ขลัง
JMO . ทั้งหมด

โมฆะศักยภาพพลังงาน

ความคิดมาตรฐานถูกสร้างมาให้แตกสลาย
เกือบจะรับประกันได้ว่าทุกสิ่งที่สอนในวิชาฟิสิกส์จะผิดและผิดต่อไป

อย่างดีที่สุด จิตใจที่เฉียบแหลมที่สุดของวันนี้จะไม่ถูกต้อง
ทั้งหมดเป็นเพียงการเดาที่ดีที่สุด

ความคิดมาตรฐานถูกสร้างมาให้แตกสลาย
เกือบจะรับประกันได้ว่าทุกสิ่งที่สอนในวิชาฟิสิกส์จะผิดและผิดต่อไป

อย่างดีที่สุด จิตใจที่เฉียบแหลมที่สุดของวันนี้จะไม่ถูกต้อง
ทั้งหมดเป็นเพียงการเดาที่ดีที่สุด

โมฆะศักยภาพพลังงาน

IMO เราอยู่ในหลุมดำในระยะการขยายตัว
และเหตุผลที่ทุกอย่างดูเหมือนโปรเจ็กเตอร์แบนๆ

อย่างที่ฉันบอกไป ทุกคนคงคิดผิด ดังนั้นจงใช้มันอย่างคุ้มค่า

Truthseeker007

เท่าที่ฉันรู้ ฟิสิกส์ควอนตัมกำลังค้นหาสิ่งที่น่าสนใจ และถ้ามันไม่ใช่จำนวนอนันต์ของจักรวาล ฉันคิดว่ามีความเป็นไปได้มากกว่าที่จะมีมากกว่าหนึ่งจักรวาล ใช่ ฉันรู้ว่าเราเพิ่งค้นพบดาวเคราะห์ที่เราไม่รู้จักในจักรวาลอันกว้างใหญ่นี้ แต่ฉันชอบคิดนอกกรอบ

ไตร่ตรองสิ่งนี้: อะไรคือจุดสิ้นสุดของจักรวาลนี้ ฉันรู้ว่าพวกเขาได้เห็นจุดจบแล้ว แต่ถ้าคุณต้องบินไปยังจุดสิ้นสุดของจักรวาลนี้ มันจะเหมือนกับว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณออกจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง? ถ้าคุณสามารถบินผ่านหลุมดำได้ นั่นจะเหมือนกับรูหนอนของจักรวาลอื่นหรือไม่?

ฉันไม่ได้อ้างว่าเป็นผู้เชี่ยวชาญในเรื่องนี้เลย แต่ฉันชอบที่จะไตร่ตรองเรื่องนี้ ฉันเชื่อว่าในอนาคตเราจะพบว่านี่ไม่ใช่จักรวาลเดียว แล้วเอกภพคู่ขนานที่มีลักษณะเช่นนี้แต่แตกต่างกันเล็กน้อยล่ะ เช่น ที่นิ่งและโลกในมิติคู่ขนาน แต่บางทีในโลกคู่ขนานอาจมีแผ่นดินมากกว่าและมีมหาสมุทรน้อยกว่า

Truthseeker007

เท่าที่ฉันรู้ ฟิสิกส์ควอนตัมกำลังค้นหาสิ่งที่น่าสนใจ และถ้ามันไม่ใช่จำนวนอนันต์ของจักรวาล ฉันคิดว่ามีความเป็นไปได้มากกว่าที่จะมีมากกว่าหนึ่งจักรวาล ใช่ ฉันรู้ว่าเราแค่กำลังค้นหาดาวเคราะห์ที่เราไม่รู้จักในจักรวาลอันกว้างใหญ่นี้ แต่ฉันชอบคิดนอกกรอบ

ไตร่ตรองสิ่งนี้: อะไรคือจุดสิ้นสุดของจักรวาลนี้ ฉันรู้ว่าพวกเขาได้เห็นจุดจบแล้ว แต่ถ้าคุณต้องบินไปยังจุดสิ้นสุดของจักรวาลนี้ มันจะเหมือนกับว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณออกจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง? ถ้าคุณสามารถบินผ่านหลุมดำได้ นั่นจะเหมือนกับรูหนอนของจักรวาลอื่นหรือไม่?

ฉันไม่ได้อ้างว่าเป็นผู้เชี่ยวชาญในเรื่องนี้เลย แต่ฉันชอบที่จะไตร่ตรองเรื่องนี้ ฉันเชื่อว่าในอนาคตเราจะพบว่านี่ไม่ใช่จักรวาลเดียว แล้วเอกภพคู่ขนานที่มีลักษณะเช่นนี้แต่แตกต่างกันเล็กน้อยล่ะ เช่น ที่นิ่งและโลกในมิติคู่ขนาน แต่บางทีในโลกคู่ขนานอาจมีแผ่นดินมากกว่าและมีมหาสมุทรน้อยกว่า

จากความคิดเห็นบางส่วนของคุณที่นี่ ฉันคิดว่าคุณอาจชอบหนังสือเล่มนี้ ถ้าคุณยังไม่มี *Black Holes & Time Warps Einstein's Outrageous Legacy* โดย Kip S. Thorne ส่งต่อโดย Stephen Hawkingสำเนาของฉันมาจากปี 1994 หนังสือเล่มนี้พูดถึงแรงโน้มถ่วงควอนตัมและความโน้มถ่วงควอนตัมที่ใช้ในการจำลองบิ๊กแบงและหลุมดำ - ยังไม่ค่อยเข้าใจ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ความโน้มถ่วง ฯลฯ ต่างจากกฎดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ กฎเหล่านี้กำหนดโดยคณิตศาสตร์และผ่านการทดสอบมาแล้วหลายศตวรรษ ฉันไม่เคยเห็นควอนตัมฟิสิกส์หรือกลไกที่ใช้ในการสร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์กาลิลีที่ดาวพฤหัสบดีและเผยแพร่ตาราง QM ephemeris เพื่อให้ดาราศาสตร์ใช้ในการดูและทดสอบเหตุการณ์ดวงจันทร์ของกาลิลีที่ดาวพฤหัสบดีและสิ่งที่ผู้ใช้กล้องโทรทรรศน์บนโลกควรเห็นพร้อมกับเวลา ของเหตุการณ์เหล่านี้ด้วย อันที่จริง ฉันไม่เคยเห็นปูมของ QM อิเล็กตรอน Gazer ที่เผยแพร่ในปี 2020 เหมือนกับที่ฉันมีสำหรับกิจกรรมบนท้องฟ้าที่กำลังจะมาถึงซึ่งเผยแพร่โดยนิตยสาร Sky & Telescope ประเด็นของฉัน - ฟิสิกส์ควอนตัมมีโดเมน แต่อาจไม่ใช่โดเมนและแอปพลิเคชันที่ไม่ จำกัด สำหรับทุกสิ่งที่เราเห็นในวันนี้ในธรรมชาติ เหตุการณ์ท้องฟ้าทางดาราศาสตร์แบบมาโครเช่นดวงจันทร์กาลิลีและการเคลื่อนไหวดูเหมือนพื้นที่เหล่านี้และจำลองและอธิบายได้ดีกว่าโดยใช้โรงเรียนเก่า ดาราศาสตร์

เมื่อพูดถึงมิติอื่นและจักรวาลคู่ขนานหรือโลกอื่นในการคิดควอนตัม เมื่อคืนนี้ ฉันออกไปดูกลุ่มดาว Auriga โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ของฉัน และเพลิดเพลินกับมุมมองของกระจุกดาวเปิดสี่กลุ่ม NGC 1857, M38, M36 และ M37 ในออริกา ฉันมองเห็นได้ชัดเจนว่าโลกกำลังหมุนอยู่ในมุมรับภาพ (อัตราความเร็วเชิงมุมข้ามมุมรับภาพ) อย่างไรก็ตาม ฉันไม่เห็นจักรวาลอื่นมองกลับมาที่ฉันโดยใช้กล้องโทรทรรศน์

โมฆะศักยภาพพลังงาน

เท่าที่ฉันรู้ ฟิสิกส์ควอนตัมกำลังค้นหาสิ่งที่น่าสนใจ และถ้ามันไม่ใช่จำนวนอนันต์ของจักรวาล ฉันคิดว่ามีความเป็นไปได้มากกว่าที่จะมีมากกว่าหนึ่งจักรวาล ใช่ ฉันรู้ว่าเราแค่กำลังค้นหาดาวเคราะห์ที่เราไม่รู้จักในจักรวาลอันกว้างใหญ่นี้ แต่ฉันชอบคิดนอกกรอบ

ไตร่ตรองสิ่งนี้: อะไรคือจุดสิ้นสุดของจักรวาลนี้ ฉันรู้ว่าพวกเขาได้เห็นจุดจบแล้ว แต่ถ้าคุณต้องบินไปยังจุดสิ้นสุดของจักรวาลนี้ มันจะเหมือนกับว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณออกจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง? ถ้าคุณสามารถบินผ่านหลุมดำได้ นั่นจะเหมือนกับรูหนอนของจักรวาลอื่นหรือไม่?

ฉันไม่ได้อ้างว่าเป็นผู้เชี่ยวชาญในเรื่องนี้เลย แต่ฉันชอบที่จะไตร่ตรองเรื่องนี้ ฉันเชื่อว่าในอนาคตเราจะพบว่านี่ไม่ใช่จักรวาลเดียว แล้วเอกภพคู่ขนานที่มีลักษณะเช่นนี้แต่แตกต่างกันเล็กน้อยล่ะ เช่น ที่นิ่งและโลกในมิติคู่ขนาน แต่บางทีในโลกคู่ขนานอาจมีแผ่นดินมากกว่าและมีมหาสมุทรน้อยกว่า

โมฆะศักยภาพพลังงาน

ฉันเคยสงสัยอยู่เสมอว่าถ้าเราเป็นเพียง 1 ในจักรวาลจำนวนอนันต์ เราเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีแห่งจักรวาลหรือไม่

การถดถอยอนันต์
ทำให้รู้สึกว่าถ้ามันดำเนินต่อไปตลอดกาล โครงสร้างก็จะปรากฏขึ้นในชั่วนิรันดร์

Truthseeker007

จากความคิดเห็นบางส่วนของคุณที่นี่ ฉันคิดว่าคุณอาจชอบหนังสือเล่มนี้ ถ้าคุณยังไม่มี *Black Holes & Time Warps Einstein's Outrageous Legacy* โดย Kip S. Thorne ส่งต่อโดย Stephen Hawking สำเนาของฉันมาจากปี 1994 หนังสือเล่มนี้พูดถึงแรงโน้มถ่วงควอนตัมและความโน้มถ่วงควอนตัมที่ใช้ในการจำลองบิ๊กแบงและหลุมดำ - ยังไม่ค่อยเข้าใจ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ความโน้มถ่วง ฯลฯ ต่างจากกฎดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ กฎเหล่านี้กำหนดโดยคณิตศาสตร์และผ่านการทดสอบมาแล้วหลายศตวรรษ ฉันไม่เคยเห็นควอนตัมฟิสิกส์หรือกลไกที่ใช้ในการสร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์กาลิลีที่ดาวพฤหัสบดีและเผยแพร่ตาราง QM ephemeris เพื่อให้ดาราศาสตร์ใช้ในการดูและทดสอบเหตุการณ์ดวงจันทร์ของกาลิลีที่ดาวพฤหัสบดีและสิ่งที่ผู้ใช้กล้องโทรทรรศน์บนโลกควรเห็นพร้อมกับเวลา ของเหตุการณ์เหล่านี้ด้วย อันที่จริง ฉันไม่เคยเห็นปูมของ QM อิเล็กตรอน Gazer ที่เผยแพร่ในปี 2020 เหมือนกับที่ฉันมีสำหรับกิจกรรมบนท้องฟ้าที่กำลังจะมาถึงซึ่งเผยแพร่โดยนิตยสาร Sky & Telescope ประเด็นของฉัน - ฟิสิกส์ควอนตัมมีอาณาเขต แต่อาจไม่ใช่โดเมนและแอปพลิเคชันที่ไม่จำกัดสำหรับทุกสิ่งที่เราเห็นในปัจจุบันในธรรมชาติ เหตุการณ์ท้องฟ้าทางดาราศาสตร์แบบมหภาค เช่น ดวงจันทร์และการเคลื่อนที่ของกาลิลี ดูเหมือนหนึ่งในพื้นที่เหล่านั้น และจำลองและอธิบายได้ดีขึ้นโดยใช้โรงเรียนเก่า ดาราศาสตร์

เมื่อพูดถึงมิติอื่นและจักรวาลคู่ขนานหรือโลกอื่นในการคิดควอนตัม เมื่อคืนนี้ ฉันออกไปดูกลุ่มดาว Auriga โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ของฉัน และเพลิดเพลินกับมุมมองของกระจุกดาวเปิดสี่กลุ่ม NGC 1857, M38, M36 และ M37 ในออริกา ฉันมองเห็นได้ชัดเจนว่าโลกกำลังหมุนอยู่ในมุมรับภาพ (อัตราความเร็วเชิงมุมข้ามมุมรับภาพ) อย่างไรก็ตาม ฉันไม่เห็นจักรวาลอื่นหันกลับมาที่ฉันโดยใช้กล้องโทรทรรศน์

ฉันชอบอ่านหนังสือมาก ขอบคุณสำหรับคำแนะนำในหนังสือ มันฟังดูน่าสนใจมาก คุณเคยได้ยินเรื่อง exopolitics หรือไม่? คุณดูฉลาดมากดังนั้นฉันแน่ใจว่าคุณมี นี่คือลิงค์ที่น่าสนใจสำหรับคุณที่จะตรวจสอบว่าคุณมีเวลาหรือไม่ https://www.exopolitics.org/

ว้าว! คุณต้องมีกล้องโทรทรรศน์ที่เจ๋งมาก! คุณสามารถถ่ายภาพสิ่งที่คุณเห็นผ่านมันได้หรือไม่? นั่นเป็นสิ่งที่เรียบร้อยจริงๆ ฉันค่อนข้างมั่นใจว่าคุณไม่สามารถมองเห็นจักรวาลหรือมิติอื่นด้วยตาเปล่าได้ ท้ายที่สุดแล้วไม่ใช่จักรวาลที่มีพลังงานมืดประมาณ 68% ใช่เราไม่รู้ว่ามันคืออะไร แต่ฉันมีทฤษฎีของฉัน ฮ่า ๆ!

ฉันชอบอ่านหนังสือมาก ขอบคุณสำหรับคำแนะนำในหนังสือ มันฟังดูน่าสนใจมาก คุณเคยได้ยินเรื่อง exopolitics หรือไม่? คุณดูฉลาดมากดังนั้นฉันแน่ใจว่าคุณมี นี่คือลิงค์ที่น่าสนใจสำหรับคุณที่จะตรวจสอบว่าคุณมีเวลาหรือไม่ https://www.exopolitics.org/

ว้าว! คุณต้องมีกล้องโทรทรรศน์ที่เจ๋งมาก! คุณสามารถถ่ายภาพสิ่งที่คุณเห็นผ่านมันได้หรือไม่? นั่นเป็นสิ่งที่เรียบร้อยจริงๆ ฉันค่อนข้างมั่นใจว่าคุณไม่สามารถมองเห็นจักรวาลหรือมิติอื่นด้วยตาเปล่าได้ ท้ายที่สุดแล้วไม่ใช่จักรวาลที่มีพลังงานมืดประมาณ 68% ใช่เราไม่รู้ว่ามันคืออะไร แต่ฉันมีทฤษฎีของฉัน ฮ่า ๆ!

Truthseeker007

Truthseeker007

ฉันเคยสงสัยอยู่เสมอว่าถ้าเราเป็นเพียง 1 ในจักรวาลจำนวนอนันต์ เราเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีแห่งจักรวาลหรือไม่

การถดถอยอนันต์
ทำให้รู้สึกว่าถ้ามันดำเนินต่อไปตลอดกาล โครงสร้างก็จะปรากฏขึ้นในชั่วนิรันดร์

Truthseeker007

ฉันคิดว่าทฤษฎีโลกแบนทั้งหมดเป็น psyops บางประเภทที่สร้างขึ้นโดยบางสิ่งบางอย่างเช่น CIA เพื่อดูว่าคนใจง่ายสามารถเป็นอย่างไร แต่ฉันไม่ทราบแน่ชัด แต่ชัดเจนว่าโลกและดวงอาทิตย์ของเรา และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ทั้งหมดเป็นทรงกลม แต่เดี๋ยวก่อนสำหรับแต่ละคนฉันคิดว่า ฉันหมายความว่าหลายคนใจง่ายพอที่จะคิดว่าพระเยซูบางคนกำลังกลับมาเพื่อช่วยพวกเขา

ฉันมีกล้องโทรทรรศน์อยู่ช่วงหนึ่ง แต่มันไม่ค่อยดีหรือคุ้มค่าแม้แต่จะใช้ ฉันเดาว่าคุณต้องใช้จ่ายในช่วง 1,000 ดอลลาร์เพื่อรับสิ่งที่ควรค่าแก่การพิจารณา

ฉันคิดว่าทฤษฎีโลกแบนทั้งหมดเป็น psyops บางประเภทที่สร้างขึ้นโดยบางอย่างเช่น CIA เพื่อดูว่าคนใจง่ายสามารถเป็นอย่างไร แต่ฉันไม่ทราบแน่ชัด แต่ชัดเจนว่าโลกและดวงอาทิตย์ของเรา และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ทั้งหมดเป็นทรงกลม แต่เดี๋ยวก่อนสำหรับแต่ละคนฉันคิดว่า ฉันหมายความว่าหลายคนใจง่ายพอที่จะคิดว่าพระเยซูบางคนกำลังกลับมาเพื่อช่วยพวกเขา

ฉันมีกล้องโทรทรรศน์อยู่ช่วงหนึ่ง แต่มันไม่ค่อยดีหรือคุ้มค่าแม้แต่จะใช้ ฉันเดาว่าคุณต้องใช้จ่ายในช่วง 1,000 ดอลลาร์เพื่อรับสิ่งที่ควรค่าแก่การพิจารณา

Truthseeker007

David-J-Franks

Steady State of The Infinite: Time Free will Randomness สาเหตุและผลกระทบ ข้อมูลและการสั่งซื้อ Black holes Big bang: Franks, David J: 9781098852924: Amazon.com: Books

Steady State of The Infinite: Time Free will Randomness สาเหตุและผลกระทบ ข้อมูลและการสั่งซื้อ Black holes Big bang: Franks, David J: 9781098852924: Amazon.com: Books

David-J-Franks คุณพูดถูกเกี่ยวกับลิขสิทธิ์และลายนิ้วมือใน CMBR กล้องโทรทรรศน์ของฉันไม่สามารถดูรายละเอียดเช่นนี้ใน CMBR ได้ ฉันเพลิดเพลินกับการดูแสงออปติคอลในเลนส์ใกล้ตา ฉันไม่เห็นอะไรในหัวข้อนี้ตั้งแต่นิตยสาร Sky & Telescope เดือนธันวาคม 2555 นี่คือบทสรุปโดยย่อของรายงาน S&T 'Cosmic Collisions' ในฉบับเดือนธันวาคม 2012 ซึ่งทบทวนจักรวาลวิทยาลิขสิทธิ์หรือฟองสบู่ จักรวาลวิทยากำลังดำเนินไปเพื่อพิสูจน์ว่าบิกแบงเป็นส่วนหนึ่งของเอกภพที่พองตัวชั่วนิรันดร์ ซึ่งในช่วงอัตราเงินเฟ้อขั้นต้น ประมาณ 10^-35 วินาทีหลังจากบิ๊กแบง ฟองอากาศบางส่วนชนกับเอกภพของเราและทิ้งรอยนิ้วมือไว้ในไมโครเวฟคอสมิก รังสีพื้นหลังหรือ CMBR ที่ชี้ไปที่จักรวาลอื่นและฟองอากาศในจักรวาลวิทยา ลายนิ้วมือฟองเหล่านี้สามารถสนับสนุนว่าจักรวาลเป็นเพียงส่วนหนึ่งของลิขสิทธิ์อันยิ่งใหญ่ที่เป็นนิรันดร์ และตามทฤษฎีสตริง อาจมีจักรวาลที่แตกต่างกัน 10^500 แห่ง (หน้า 23) นักจักรวาลวิทยากำลังศึกษาข้อมูล WMAP อย่างตั้งใจและรอผลจากการวัดยานอวกาศ Planck ขององค์การอวกาศยุโรปเพื่อค้นหาหลักฐานของการชนกันในอดีตของฟองอากาศใน CMBR ปัญหาบางอย่างถูกกล่าวถึงในแบบจำลองบิ๊กแบงที่อัตราเงินเฟ้อแก้ไขได้ เช่น โมโนโพลแม่เหล็กที่หายไป ความสม่ำเสมอของพื้นที่ในทุกทิศทาง และปัญหาความเรียบของเอกภพ มีการหารือความขัดแย้งที่ใหญ่ที่สุดระหว่างการคำนวณและการสังเกต กล่าวคือ อิทธิพลของพลังงานมืดควรเป็น > 10^100 มากกว่าที่การสังเกตจะอนุญาต นี่ถือเป็นความคลาดเคลื่อนที่ใหญ่ที่สุดระหว่างทฤษฎีกับการสังเกตในวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ลิขสิทธิ์ที่ใช้ทฤษฎีสตริงสามารถแก้ปัญหานี้ได้ ตามที่รายงานระบุไว้ - "ทฤษฎีสตริงสามารถแก้ปัญหานี้ได้หากมีจักรวาลหลายดวง ทฤษฎีนี้บอกเป็นนัยถึงการมีอยู่ของพื้นที่ว่างที่แตกต่างกัน 10^500 ชนิด โดยมีอนุภาค แรง และปริมาณพลังงานมืดที่แตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ Guth อธิบาย หากแทนที่จะเป็นเพียงข้อเดียว คำตอบที่เป็นไปได้ 10^500 ทุกข้อนั้นถูกต้อง ซึ่งหมายความว่าแต่ละคำตอบจะตรงกับจักรวาลที่แตกต่างกันซึ่งมีอยู่ในลิขสิทธิ์ที่ใหญ่กว่า ค่าของพลังงานมืดก็ไม่แปลกเลย เราเพิ่งอาศัยอยู่ในจักรวาลแห่งหนึ่งที่มีปริมาณพลังงานมืดเป็นสิ่งที่เราวัดว่าเป็น ค่าที่เป็นมิตรต่อการดำรงอยู่ของเราโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ข้อโต้แย้งทางทฤษฎีเหล่านี้ไม่ถือเป็นหลักฐานโดยตรงสำหรับจักรวาลหลาย ๆ แห่ง แต่อาจพบหลักฐานดังกล่าว multiverse ที่ไม่มีที่สิ้นสุดและมีมิติสูง (ชีสในชีสสวิส) ซึ่งฟองสบู่เหล่านี้ถือกำเนิดขึ้นจะขยายตัวเร็วกว่าฟองอากาศแต่ละฟอง แต่ถ้ามีจักรวาลมากพอที่ปรากฏขึ้นในภูมิประเทศนี้ บางส่วนก็อาจก่อตัวใกล้พอ ที่จะมาปะทะกับตัวเราเอง การชนกันนี้อาจทำให้อุณหภูมิฟกช้ำในพื้นผิวที่มีรอยจุดของ CMB ซึ่งมีรูปร่างเหมือนจานกลมจาง ๆ ดิสก์ดังกล่าวจะประกอบด้วยโฟตอนที่อุ่นกว่าเล็กน้อย (หรือเย็นกว่า) เล็กน้อยกว่า CMB โดยรอบ ความผิดปกติที่อ่อนแอกว่าที่แสดงในแผนที่สัญลักษณ์จาก Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ของ NASA นั่นพูดอะไรบางอย่างเพราะอุณหภูมิ 2.7 เคลวินของ CMB เบี่ยงเบนไป 0.0002 เคลวินจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งทั่วทั้งท้องฟ้ามากที่สุด” – หน้า 23., อ้างอิง - Cosmic Collisions, Sky & Telescope 124(6):20-26, 2012 (ธันวาคม)

เมื่อฉันดูกาแลคซีเช่น M31, M33 และอื่นๆ ฉันมีมุมมองที่ดีมากโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาด 10 นิ้วของฉัน และไม่สามารถสังเกตความผิดปกติใน CMBR ได้ ตามแบบจำลองบิ๊กแบงและโดยเฉพาะอย่างยิ่งทฤษฎีอัตราเงินเฟ้อ มีพื้นที่กว้างใหญ่เกินกว่า CMBR แต่กล้องโทรทรรศน์ไม่สังเกตจักรวาลนี้ เมื่อจอร์จ กาโมว์ และราล์ฟ อัลเฟอร์ พัฒนาบิ๊กแบงในปลายทศวรรษ 1940 รังสีพื้นหลังควรจะอยู่ที่ประมาณ 50 องศาเคลวินและเป็นก้อนมากที่เห็นได้ไม่เรียบใกล้ 3 เคลวินองศา แผนกจักรวาลวิทยาไปทำงานอธิบายสิ่งที่พบในปี 1960 ตอนนี้เรามีอัตราเงินเฟ้อและลิขสิทธิ์ สำหรับฉันฉันเห็น M31, M33 ฯลฯ แต่ไม่มีลิขสิทธิ์


การศึกษาที่หักมุมชี้นำว่าเวลามีอยู่จริงก่อนบิ๊กแบง

จากการตีความทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอย่างตรงไปตรงมา บิ๊กแบงไม่ใช่จุดเริ่มต้นของ 'ทุกอย่าง'

นำสมการที่มีชื่อเสียงของไอน์สไตน์มาใช้ตามมูลค่าและตั้งสมมติฐานให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทีมนักวิจัยได้ย้อนเวลากลับไปในจักรวาลของเราเพื่อค้นหาว่ามันจะไม่นำไปสู่จุดหยุดเลย แต่จะพาเราไปสู่จุดเริ่มต้นที่ต่างไปจากเดิม เข้าไปในพื้นที่พลิกกลับ

เพื่อทำความเข้าใจว่าความยุ่งยากของบิ๊กแบงคืออะไร เราต้องย้อนกลับเล็กน้อยเพื่อทำความเข้าใจว่าทำไมนักฟิสิกส์ถึงคิดว่ามันอาจไม่ใช่จุดเริ่มต้นของทุกสิ่ง

ประมาณ 90 ปีที่แล้ว นักดาราศาสตร์ชาวเบลเยียมชื่อ Georges Lemaître เสนอให้สังเกตการเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนตัวของแสงจากดาราจักรที่อยู่ห่างไกลออกไป โดยนัยว่าจักรวาลกำลังขยายตัว ถ้าใหญ่ขึ้นแสดงว่าเคยเล็กลง

ย้อนเวลาไปเรื่อย ๆ - ประมาณ 13.8 พันล้านปี - และเรามาถึงจุดที่พื้นที่จะต้องถูกกักขังอยู่ในปริมาตรเล็ก ๆ อย่างไม่น่าเชื่อหรือที่เรียกว่าภาวะเอกฐาน

"ในเวลานี้ บิ๊กแบง สสารทั้งหมดในจักรวาลจะอยู่บนตัวมันเอง ความหนาแน่นจะไม่มีที่สิ้นสุด" สตีเฟน ฮอว์คิงเคยอธิบายในการบรรยายของเขาเรื่อง การเริ่มต้นของเวลา.

มีหลายรุ่นที่นักฟิสิกส์ใช้เพื่ออธิบายความว่างเปล่าของพื้นที่ว่าง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์เป็นหนึ่ง ซึ่งอธิบายแรงโน้มถ่วงเนื่องจากเกี่ยวข้องกับเรขาคณิตของโครงสร้างพื้นฐานของจักรวาล

ทฤษฎีบทที่ฮอว์คิงและนักคณิตศาสตร์เสนอชื่อ โรเจอร์ เพนโรส อ้างว่าการแก้สมการสัมพัทธภาพทั่วไปในระดับที่จำกัดอย่างไม่สิ้นสุด – เช่นเดียวกับที่อยู่ในภาวะเอกฐาน – ยังไม่สมบูรณ์

ในแง่ชีวิตประจำวัน มักกล่าวกันว่าฟิสิกส์พังทลายลงที่ภาวะเอกฐาน นำไปสู่การคาดเดากันว่าเราจะสามารถหยอกล้ออะไรได้บ้างจากฟิสิกส์ที่ยังสมเหตุสมผลอยู่

เมื่อไม่นานมานี้ Hawking ได้ให้สัมภาษณ์กับ Neil deGrasse Tyson ซึ่งเขาได้เปรียบเทียบมิติกาลอวกาศของบิกแบงกับขั้วโลกใต้ “ไม่มีสิ่งใดอยู่ทางใต้ของขั้วโลกใต้ ดังนั้นจึงไม่มีสิ่งใดอยู่รอบๆ ก่อนบิ๊กแบง” เขากล่าว

แต่นักฟิสิกส์คนอื่นๆ แย้งว่ามีบางอย่างนอกเหนือจากบิ๊กแบง บางคนเสนอว่ามีกระจกเงาจักรวาลอยู่อีกด้านที่เวลาเดินถอยหลัง คนอื่นโต้แย้งเพื่อสนับสนุนจักรวาลที่สะท้อนกลับ

นักฟิสิกส์ Tim A. Koslowski, Flavio Mercati และ David Sloan ได้ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย ได้เสนอรูปแบบใหม่ โดยชี้ให้เห็นว่าการสลายเกิดขึ้นจากความขัดแย้งในคุณสมบัติ ณ จุดใดเวลาหนึ่งตามที่กำหนดโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

สิ่งที่ทฤษฎีบทไม่ได้บอกเป็นนัยก็คือว่าจักรวาลเป็นอย่างไรเมื่อเราสังเกตว่ามันจำเป็นต้องไปถึงจุดนั้นตั้งแต่แรก

เมื่อก้าวกลับจากปัญหาภาวะเอกฐานทั้งหมด นักวิจัยได้ตีความแบบจำลองที่มีอยู่ของการหดตัวของพื้นที่โดยแยกความแตกต่างของแผนที่ของกาลอวกาศเองจาก 'สิ่งของ' ในนั้น

สโลน นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดกล่าวว่า "คำศัพท์ทั้งหมดที่เป็นปัญหานั้นไม่เกี่ยวข้องเมื่อคำนวณพฤติกรรมของปริมาณที่กำหนดว่าจักรวาลจะปรากฎจากภายในอย่างไร

สิ่งนี้รวมกันเป็นคำอธิบายของบิ๊กแบงที่ฟิสิกส์ยังคงไม่บุบสลายในขณะที่ขั้นตอนที่ทำหน้าที่ในการปรับทิศทางใหม่

แทนที่จะเป็นภาวะเอกฐาน ทีมเรียกสิ่งนี้ว่า Janus Point ซึ่งตั้งชื่อตามเทพเจ้าโรมันที่มีสองหน้า

ตำแหน่งและมาตราส่วนสัมพัทธ์ของสิ่งต่าง ๆ ที่ประกอบเป็นเอกภพแผ่เป็นแพนเค้กสองมิติอย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเราย้อนเวลา เมื่อผ่านจุดเจนัส แพนเค้กนั้นจะเปลี่ยนเป็น 3 มิติอีกครั้ง เฉพาะด้านหลังเท่านั้น

ความหมายในแง่กายภาพนั้นยากที่จะพูด แต่นักวิจัยเชื่อว่ามันอาจมีนัยยะสำคัญต่อความสมมาตรในฟิสิกส์ของอนุภาค หรือแม้แต่สร้างจักรวาลโดยอาศัยปฏิสสารเป็นหลัก

ในขณะที่แนวคิดเรื่องจักรวาลที่พลิกกลับเป็นข่าวเก่า วิธีการแก้ปัญหาภาวะเอกฐานในลักษณะนี้เป็นเรื่องแปลกใหม่

"เราไม่ได้แนะนำหลักการใหม่ และไม่ดัดแปลงทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ เฉพาะการตีความที่วางบนวัตถุเท่านั้น" สโลนกล่าว

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการอภิปรายครั้งนี้จะดำเนินต่อไปในอนาคต ใครจะรู้? บางทีอาจมีการโต้เถียงที่คล้ายกันเกิดขึ้นในกระจกเงาจักรวาลบางครั้งที่อีกด้านหนึ่งของเจนัสพอยต์


ข้อความค้นหาของบิ๊กแบง: การทำแผนที่ว่าของเหลวลึกลับกลายเป็นเรื่องสำคัญอย่างไร

ทฤษฎีชั้นนำเกี่ยวกับการกำเนิดเอกภพคือบิกแบง ซึ่งกล่าวว่าเมื่อ 14 พันล้านปีก่อน เอกภพดำรงอยู่เป็นภาวะเอกฐาน ซึ่งเป็นจุดที่มีมิติเดียว โดยมีอนุภาคพื้นฐานมากมายอยู่ภายใน ความร้อนและพลังงานที่สูงมากทำให้พองตัวและขยายไปสู่จักรวาลดังที่เราทราบ และการขยายตัวยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้

ผลลัพธ์เริ่มต้นของบิกแบงเป็นของเหลวที่ร้อนจัดและมีพลังซึ่งดำรงอยู่เพียงไมโครวินาทีที่ประมาณ 10 พันล้านองศาฟาเรนไฮต์ (5.5 พันล้านเซลเซียส) ของเหลวนี้ไม่มีอะไรมากไปกว่าหน่วยการสร้างของสสารทั้งหมด เมื่อเอกภพเย็นตัวลง อนุภาคจะสลายตัวหรือรวมกันทำให้เกิด ดีทุกอย่าง

ควาร์ก-กลูออนพลาสมา (QGP) เป็นชื่อของสารลึกลับนี้ที่เรียกกันว่าเพราะมันประกอบด้วยควาร์ก -- อนุภาคพื้นฐาน -- และกลูออน ซึ่งนักฟิสิกส์โรซี เจ. รีดอธิบายว่า "ควาร์กใช้อะไรคุยกัน ."

นักวิทยาศาสตร์อย่าง Reed ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัย Lehigh ซึ่งมีงานวิจัยเกี่ยวกับฟิสิกส์พลังงานสูงเชิงทดลอง ไม่สามารถย้อนเวลากลับไปศึกษาว่าจักรวาลเริ่มต้นอย่างไร ดังนั้นพวกมันจึงสร้างสถานการณ์ขึ้นมาใหม่ โดยการชนกับไอออนหนัก เช่น ทอง ที่ความเร็วเกือบเท่าแสง ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ร้อนกว่าภายในดวงอาทิตย์ถึง 100,000 เท่า การชนกันเลียนแบบว่าควาร์ก-กลูออนพลาสมามีความสำคัญอย่างไรหลังจากเกิดบิ๊กแบง แต่ในทางกลับกัน ความร้อนจะละลายโปรตอนและนิวตรอนของไอออน ปล่อยควาร์กและกลูออนที่ซ่อนอยู่ภายในพวกมัน

ปัจจุบันมีเครื่องเร่งความเร็วปฏิบัติการเพียงสองเครื่องในโลกที่สามารถชนกับไอออนหนักได้ - และมีเพียงเครื่องเดียวในสหรัฐอเมริกา: เครื่องเร่งอนุภาคหนักเชิงสัมพัทธ์ของ Brookhaven National Lab (RHIC) ใช้เวลาขับรถประมาณ 3 ชั่วโมงจาก Lehigh ในลองไอส์แลนด์ รัฐนิวยอร์ก

Reed เป็นส่วนหนึ่งของ STAR Collaboration ซึ่งเป็นกลุ่มนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรระดับนานาชาติที่ทำการทดลองบน Solenoidal Tracker ที่ RHIC (STAR) เครื่องตรวจจับ STAR มีขนาดใหญ่และประกอบด้วยเครื่องตรวจจับจำนวนมาก มีขนาดใหญ่เท่ากับบ้านและมีน้ำหนัก 1,200 ตัน ความเชี่ยวชาญพิเศษของ STAR คือการติดตามอนุภาคนับพันที่เกิดจากการชนกันของไอออนแต่ละครั้งที่ RHIC เพื่อค้นหาลายเซ็นของควาร์ก-กลูออนพลาสมา

"เมื่อทำการทดลอง มี 'ปุ่ม' สองปุ่มที่เราสามารถเปลี่ยนแปลงได้: สปีชีส์ - เช่นทองบนทองหรือโปรตอนบนโปรตอน - และพลังงานการชน" รีดกล่าว "เราสามารถเร่งไอออนให้แตกต่างกันเพื่อให้ได้อัตราส่วนพลังงานต่อมวลที่แตกต่างกัน"

การใช้เครื่องตรวจจับ STAR แบบต่างๆ ทีมจะชนไอออนด้วยพลังงานการชนที่แตกต่างกัน เป้าหมายคือการทำแผนที่แผนภาพเฟสของพลาสมาควาร์ก-กลูออน หรือจุดเปลี่ยนต่าง ๆ เมื่อวัสดุเปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะความดันและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน การทำแผนที่แผนภาพเฟสของพลาสมาควาร์ก-กลูออนยังเป็นการทำแผนที่ของแรงนิวเคลียร์หรือที่เรียกว่าควอนตัมโครโมไดนามิกส์ (QCD) ซึ่งเป็นแรงที่ยึดโปรตอนที่มีประจุบวกไว้ด้วยกัน

"มีโปรตอนและนิวตรอนจำนวนหนึ่งอยู่ตรงกลางของไอออน" รีดอธิบาย "สิ่งเหล่านี้มีประจุบวกและควรขับไล่ แต่มี 'พลังที่แข็งแกร่ง' ที่ทำให้พวกเขาอยู่ด้วยกัน - แข็งแกร่งพอที่จะเอาชนะแนวโน้มที่จะแยกออกจากกัน"

การทำความเข้าใจแผนภาพเฟสของพลาสมาควาร์ก-กลูออน และตำแหน่งและการมีอยู่ของการเปลี่ยนเฟสระหว่างพลาสมากับสสารปกติมีความสำคัญพื้นฐาน

"เป็นโอกาสพิเศษที่จะได้เรียนรู้ว่าหนึ่งในสี่ของพลังพื้นฐานของธรรมชาติทำงานอย่างไรที่อุณหภูมิและความหนาแน่นของพลังงานที่ใกล้เคียงกับพลังที่มีอยู่เพียงไมโครวินาทีหลังจากบิ๊กแบง" รีดกล่าว

อัปเกรดเครื่องตรวจจับ RHIC เพื่อทำแผนที่ "แรงที่แข็งแกร่ง" ให้ดีขึ้น

ทีมงาน STAR ใช้ Beam Energy Scan (BES) เพื่อทำแผนที่การเปลี่ยนเฟส ในช่วงแรกของโครงการที่เรียกว่า BES-I ทีมงานได้รวบรวมหลักฐานที่สังเกตได้พร้อม "ผลลัพธ์ที่น่าสนใจ" Reed นำเสนอผลลัพธ์เหล่านี้ในการประชุมร่วมครั้งที่ 5 ของแผนก APS ของฟิสิกส์นิวเคลียร์และสมาคมทางกายภาพของญี่ปุ่นในฮาวายในเดือนตุลาคม 2018 ในการพูดคุยในหัวข้อ: "การทดสอบขีดจำกัดของพลาสมาควาร์ก-กลูออนด้วยการสแกนพลังงานและสปีชีส์ที่ RHIC"

อย่างไรก็ตาม สถิติที่จำกัด การยอมรับ และความละเอียดของเหตุการณ์ที่ไม่ดี ไม่อนุญาตให้มีข้อสรุปที่ชัดเจนสำหรับการค้นพบ ระยะที่สองของโครงการที่เรียกว่า BES-II กำลังดำเนินต่อไปและรวมถึงการปรับปรุงที่ Reed กำลังทำร่วมกับสมาชิกในทีม STAR: การอัปเกรด Event Plan Detector ผู้ทำงานร่วมกันประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์ที่ Brookhaven และที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ

ทีม STAR วางแผนที่จะดำเนินการทดลองและรวบรวมข้อมูลต่อไปในปี 2019 และ 2020 โดยใช้ Event Plan Detector ใหม่ ตามรายงานของ Reed เครื่องตรวจจับแบบใหม่นี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อค้นหาตำแหน่งที่เกิดการชนได้อย่างแม่นยำ และจะช่วยระบุลักษณะการชนกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งว่า "มุ่งหน้า" เป็นอย่างไร

"นอกจากนี้ยังช่วยปรับปรุงความสามารถในการวัดของเครื่องตรวจจับอื่น ๆ ทั้งหมด" รีดกล่าว

การทำงานร่วมกันของ STAR คาดว่าจะทำการทดลองครั้งต่อไปที่ RHIC ในเดือนมีนาคม 2019

นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมของเธอใน STAR แล้ว Reed ยังเป็นส่วนหนึ่งของ sPHENIX Collaboration ซึ่งจะสร้างเครื่องตรวจจับใหม่ที่ Brookhaven ซึ่งคาดว่าจะเริ่มดำเนินการในปี 2566

วัสดุ Reed ที่นำเสนอในที่ประชุมขึ้นอยู่กับงานที่ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติภายใต้ Grant No. 1614474


คำจำกัดความ

ในความหมายทั่วไป: ชื่อรวมของปรากฏการณ์ทั้งหมดที่พลังงานถูกส่งผ่านอวกาศในรูปของคลื่นหรืออนุภาค ในความหมายที่จำกัดกว่านั้น คำนี้มักใช้ตรงกันกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมตั้งอยู่บนทั้งผลกระทบ แนวคิด และกฎของทฤษฎีควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีทฤษฎีดังกล่าวที่สมบูรณ์ ทฤษฎีผู้สมัครที่รู้จักกันดีที่สุดคือทฤษฎีสตริงและแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูป ข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับคำถามของแรงโน้มถ่วงควอนตัมสามารถพบได้ในบทสัมพัทธภาพและควอนตัมของ Elementary Einstein โดยเริ่มจากหน้าขอบเขตของแรงโน้มถ่วง แง่มุมที่เลือกของแรงโน้มถ่วงควอนตัมมีอธิบายไว้ในหมวดหมู่ สัมพัทธภาพและควอนตัมของสปอตไลท์เกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพ ชี้ "สิ่งก่อสร้าง" เบื้องต้นของเอนทิตีทางเรขาคณิต เช่น พื้นผิวหรือพื้นที่ทั่วไปอื่นๆ ตัวอย่างเช่น พื้นผิวคือเซตของจุดทั้งหมดของมัน ตำแหน่งที่เป็นไปได้ทั้งหมดบนพื้นผิว และวัตถุเชิงเรขาคณิตทั้งหมดในพื้นผิวนั้นถูกกำหนดโดยจุดที่เป็นของพวกมัน - ตัวอย่างเช่น เส้นบนพื้นผิวคือเซตของ (มากมายนับไม่ถ้วน) คะแนน ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์ไม่ใช่สหายที่มีขนาดไม่เล็กเกินไปของดาวฤกษ์ที่ไม่ใช่ตัวดาวเอง (และไม่เคยเป็นดาวด้วยซ้ำ) ในระบบสุริยะของเรา ดาวเคราะห์ต่างๆ เรียงจากดวงที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดไปหาดวงที่ไกลที่สุด: ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน เมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2549 ดาวพลูโตซึ่งเคยเป็นดาวเคราะห์ที่ถูกต้อง เป็น "ดาวเคราะห์แคระ" อย่างเป็นทางการ ในท้องฟ้ายามค่ำคืน ลักษณะเด่นของดาวเคราะห์คือพวกมันเคลื่อนที่ไปรอบๆ สัมพันธ์กับพื้นหลังของดาวฤกษ์ที่ไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งทำให้ชื่อพวกมัน แปลจากภาษากรีกอย่างหลวม ๆ ว่า "ผู้พเนจร" สสาร ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป: เนื้อหาทั้งหมดของกาลอวกาศที่ส่งผลต่อความโค้งของมัน: อนุภาค ฝุ่น ก๊าซ ของเหลว คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และสนามอื่นๆ ในฟิสิกส์ของอนุภาค: อนุภาคมูลฐานทั้งหมดที่มีสปินแบบครึ่งจำนวนเต็ม เช่น อิเล็กตรอนและควาร์ก ตลอดจนส่วนประกอบต่างๆ เช่น โปรตอนและนิวตรอน ซึ่งตรงกันข้ามกับอนุภาคแรง มวล ในฟิสิกส์คลาสสิก มวลมีบทบาทสามประการ ประการแรก เป็นการวัดความง่ายในการโน้มน้าวการเคลื่อนไหวของร่างกาย ลองนึกภาพว่าคุณกำลังล่องลอยอยู่ในพื้นที่ว่าง การล่องลอยไปคือช้างกับหนู และคุณให้แรงผลักดันแก่พวกมันแต่ละตัวเท่ากัน การที่หนูเปลี่ยนวิถีอย่างกะทันหัน ในขณะที่วิถีช้างยังดีไม่เปลี่ยนแปลง เป็นสัญญาณที่แน่ชัดว่ามวล (หรือในภาษาฟิสิกส์ แรงเฉื่อย หรือมวลเฉื่อย) ของช้างมีมากกว่านั้นมาก ของหนู ประการที่สอง มวลเป็นตัววัดว่ามีอะตอมกี่อะตอมในร่างกาย และประเภทใด อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันทั้งหมดมีมวลเท่ากัน และเมื่อบวกมวลองค์ประกอบเล็กๆ เหล่านั้นเข้าด้วยกันแล้ว มวลรวมของร่างกายก็เป็นผล ประการที่สาม ในทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน มวลเป็นตัวกำหนดว่าวัตถุดึงดูดวัตถุอื่นๆ ผ่านแรงโน้มถ่วงได้แรงเพียงใด และวัตถุเหล่านี้ดึงดูดมันได้แรงเพียงใด (ในแง่นี้ มวลคือประจุที่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วง) ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ เราสามารถกำหนดมวลซึ่งเป็นตัววัดความต้านทานของวัตถุต่อการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ของวัตถุ อย่างไรก็ตาม ค่ามวลสัมพัทธภาพนี้ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของร่างกายและผู้สังเกต มวลสัมพัทธภาพคือ "m" ในภาษาที่มีชื่อเสียงของไอน์สไตน์ อี=mc² (เปรียบเทียบสมมูลของมวลและพลังงาน). มวลสัมพัทธภาพมีค่าต่ำสุดสำหรับผู้สังเกตที่อยู่นิ่งเมื่อเทียบกับร่างกายที่เป็นปัญหา ค่านี้เรียกว่า มวลส่วนที่เหลือ ของร่างกาย และเมื่อนักฟิสิกส์อนุภาคพูดถึงมวล มักเป็นสิ่งที่พวกเขาหมายถึง เช่นเดียวกับในฟิสิกส์คลาสสิก มวลที่เหลือเป็นตัววัดว่าร่างกายประกอบด้วยสสารมากเพียงใด - โดยมีข้อแม้ประการหนึ่ง: สำหรับวัตถุประกอบ พลังงานที่เกี่ยวข้องกับแรงที่ยึดร่างกายไว้ด้วยกันมีส่วนทำให้เกิดมวลรวม เช่น ดี (ผลที่ตามมาของความเท่าเทียมกันของมวลและพลังงาน) ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป มวลยังคงมีบทบาทเป็นแหล่งของแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตาม มวลนั้นถูกรวมเข้าด้วยกันด้วยปริมาณทางกายภาพ เช่น พลังงาน โมเมนตัม และความดัน แสง แสงในความหมายที่เข้มงวดของคำนี้คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดวงตาของมนุษย์สามารถตรวจจับได้ โดยมีความยาวคลื่นระหว่าง 400 ถึง 700 นาโนเมตร ในทฤษฎีสัมพัทธภาพและในทางดาราศาสตร์ คำนี้มักใช้ในความหมายทั่วไป ครอบคลุมรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิด ตัวอย่างเช่น นักดาราศาสตร์อาจพูดถึง "แสงอินฟราเรด" หรือ "แสงแกมมา" ในบริบทนี้ แสงในความหมายที่เข้มงวดกว่าจะเรียกว่า "แสงที่มองเห็นได้" ภายในฟิสิกส์คลาสสิก คุณสมบัติของแสงถูกควบคุมโดยสมการของแมกซ์เวลล์ในฟิสิกส์ควอนตัม ปรากฎว่าแสงเป็นกระแสของแพ็กเก็ตพลังงานที่เรียกว่าควอนตัมแสงหรือโฟตอน ในบริบทของฟิสิกส์เชิงสัมพัทธภาพ แสงเป็นสิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่ง และด้วยเหตุผลหลายประการ ประการแรก ความเร็วของแสงมีบทบาทสำคัญในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและสัมพัทธภาพทั่วไป นอกจากนี้ยังมีเอฟเฟกต์ที่น่าสนใจมากมายในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายของแสง กล่าวคือ การโก่งตัว เอฟเฟกต์ชาปิโร และการเปลี่ยนทิศทางสีแดงของแรงโน้มถ่วง ธาตุแสง ตามแบบจำลองบิ๊กแบง เอกภพยุคแรกได้รับช่วงเวลาสั้น ๆ ของการสังเคราะห์นิวคลีโอสสังเคราะห์ดั้งเดิมระหว่างเวลาไม่กี่วินาทีและไม่กี่นาทีในจักรวาล ซึ่งในระหว่างนั้นนิวเคลียสของธาตุแสง เช่น ไฮโดรเจนหนัก ฮีเลียม และลิเธียมก่อตัวขึ้น บัญชีผู้ใช้นี้เป็นส่วนตัว การสังเคราะห์นิวเคลียสบิกแบง สามารถพบได้ในข้อความสปอตไลต์ Big Bang Nucleosynthesis ในขณะที่สมดุลและการเปลี่ยนแปลงให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพที่เกี่ยวข้อง และองค์ประกอบในอดีตอธิบายว่าการคาดการณ์ของการสังเคราะห์นิวคลีโอชันของบิกแบงสามารถทดสอบกับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ได้อย่างไร เงินเฟ้อ

ระยะสมมุติฐานในเอกภพแรกสุดในระหว่างที่จักรวาลมีการขยายตัวเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ

ฮีเลียม รองจากไฮโดรเจน ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่เบาที่สุดเป็นอันดับสอง นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนสองตัว และโดยปกติแล้ว นิวตรอนสองตัว ("ฮีเลียม-4") ดังกล่าวจะเรียกว่าอนุภาคแอลฟา ฮีเลียมอีกหลายชนิด ฮีเลียม-3 มีนิวตรอนเพียงตัวเดียวในนิวเคลียส ในบริบทของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทั้งฮีเลียม-3 และฮีเลียม-4 เป็นที่น่าสนใจเนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมเบาสองชนิดที่ก่อตัวขึ้นในเอกภพยุคแรกๆ ระหว่างการสังเคราะห์นิวเคลียสบิกแบง แรงโน้มถ่วง ดู แรงโน้มถ่วง (แรงโน้มถ่วง) ในฟิสิกส์คลาสสิก: แรงกระทำต่อระยะทางโดยที่วัตถุทั้งหมดที่มีมวลดึงดูดซึ่งกันและกัน (ดู ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน) คำพ้องความหมาย: แรงโน้มถ่วง ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์: ข้อเท็จจริงที่ว่าสสารที่มีมวล พลังงาน ความดัน หรือคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันนั้นบิดเบือนกาลอวกาศ และการบิดเบือนนี้จะส่งผลต่อสสารที่มีอยู่ บทนำเกี่ยวกับแนวคิดพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปมีอยู่ในหัวข้อ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์เบื้องต้น ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสามารถพบได้ในข้อความเด่นเรื่อง Gravity: Fromlessness to Curve. เรขาคณิต ส่วนนั้นของคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับตัวเองด้วยพื้นผิวหรือช่องว่างทั่วไปมากขึ้น ตลอดจนวัตถุที่กำหนดไว้ในช่องว่างดังกล่าว เช่น จุดหรือเส้น ตลอดจนวัตถุที่สร้างได้จากจุดและเส้น เช่น สามเหลี่ยม ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป) ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เป็นลักษณะทั่วไปของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของเขา สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับแนวคิดและการประยุกต์ใช้ทฤษฎีนี้ เราขอแนะนำบทสัมพัทธภาพทั่วไปในบทเบื้องต้นของไอน์สไตน์เบื้องต้น ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในแง่มุมต่างๆ และการนำไปใช้ในแง่มุมต่างๆ สามารถพบได้ในส่วนของเรา เรื่องเด่นเรื่องสัมพัทธภาพ ก๊าซ ในความหมายที่เคร่งครัด: สถานะของสสารที่อะตอมและ/หรือโมเลกุลพุ่งเข้าหากันอย่างดุเดือดและชนกันโดยไม่ผูกมัดซึ่งกันและกัน การเคลื่อนที่นี้นำไปสู่ความดันภายใน ในขณะที่พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคเคลื่อนที่เป็นตัววัดอุณหภูมิของแก๊ส เปรียบเทียบสถานะอื่นๆ ของสสาร: สถานะของแข็ง ของเหลว พลาสมา ในความหมายที่กว้างกว่า ก๊าซยังใช้เพื่อระบุส่วนผสมอื่นๆ ของอนุภาคที่ดูแลอย่างอิสระ เช่น ในกรณีของก๊าซอิเล็กตรอนซึ่งความดันทำให้ดาวแคระขาวมีเสถียรภาพต่อการยุบตัวต่อไป ดาราจักรมักไม่ค่อยพบดาวเพียงดวงเดียว โดยปกติแล้วจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มดาวนับล้าน พันล้าน หรือกระทั่งมากกว่าที่เรียกว่ากาแล็กซี กรณีหนึ่งคือดวงอาทิตย์ของเรา ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีที่เราเรียกว่าทางช้างเผือก ชีวิตของดาราจักรอายุน้อยอาจเต็มไปด้วยความปั่นป่วน ตัวอย่างของนิวเคลียสของดาราจักรอายุน้อยที่กระฉับกระเฉงเช่นดาราจักรวิทยุและควาซาร์ พลังงาน ปริมาณทางกายภาพที่มีคุณสมบัติพิเศษซึ่งในกระบวนการทางกายภาพ พลังงานไม่ถูกทำลายหรือสร้างขึ้น เพียงแค่เปลี่ยนจากพลังงานรูปแบบหนึ่งเป็นอีกรูปแบบ พลังงานรูปแบบต่างๆ ที่กำหนดแยกจากกัน ได้แก่ พลังงานจลน์ พลังงานความร้อน และพลังงานที่ส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า กระบวนการที่เปลี่ยนรูปแบบพลังงานหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบหนึ่งเกิดขึ้นในเครื่องจักรทั้งหมดที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน ตั้งแต่เครื่องยนต์ของรถไฟใต้ดิน (พลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานจลน์ของรถไฟ) ไปจนถึงผ้าห่มไฟฟ้า (พลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน) ผลที่สำคัญอย่างหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษคือพลังงานและมวลมีค่าเท่ากันโดยสิ้นเชิง - สองวิธีที่แตกต่างกันในการกำหนดสิ่งที่เป็น เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด หนึ่งและปริมาณทางกายภาพที่เท่ากัน ดูความเท่าเทียมกันของคำหลักระหว่างมวลและพลังงาน ความหนาแน่น ในความหมายที่เข้มงวดกว่าซึ่งมีความหมายเหมือนกันกับ "ความหนาแน่นของมวล": ความหนาแน่นเฉลี่ยของสสารในพื้นที่ของอวกาศคือมวลรวมของสสารทั้งหมดที่อยู่ในบริเวณนั้น หารด้วยปริมาตรของภูมิภาค โดยทั่วไป ความหนาแน่นสามารถอ้างถึงปริมาณทางกายภาพอื่นๆ ได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นของพลังงานคือผลรวมทั้งหมดของพลังงานที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นในภูมิภาคที่หารด้วยปริมาตรของภูมิภาคนั้น ความโค้ง สำหรับพื้นผิวสองมิติ: เกณฑ์ที่ช่วยให้เราสามารถตัดสินใจว่าพื้นผิวนั้นเป็นระนาบหรือส่วนหนึ่งของระนาบ (เช่น พื้นผิวที่ใช้กฎปกติของเรขาคณิตของโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย) หรือไม่ ความเป็นไปได้สองประการในการกำหนดความโค้งของระนาบมีดังนี้: ผลรวมของมุมของสามเหลี่ยม ในระนาบ ผลรวมของมุมทั้งสามในรูปสามเหลี่ยมที่เกิดจากเส้นตรงสามเส้นจะเท่ากับ 180 องศาเสมอ ในพื้นผิวที่กว้างกว่านั้น ผลรวมของมุมของสามเหลี่ยมทั่วไปที่เกิดจากเส้นตรงที่สุดที่เป็นไปได้สามเส้น (เช่น จีโอเดซิกส์) อาจมากกว่าหรือน้อยกว่า 180 องศา ผลต่าง (ส่วนเกินหรือขาด) หารด้วยพื้นที่ของรูปสามเหลี่ยม เป็นตัววัดความโค้งของบริเวณนั้นของพื้นผิว ความเป็นไปได้ที่สอง: เส้นรอบวงของวงกลม ในระนาบ เส้นรอบวงนั้นเท่ากับ 2 คูณ ไพ คูณรัศมีของวงกลม บนพื้นผิวที่กว้างกว่านั้น อาจมีขนาดใหญ่กว่าหรือเล็กกว่าก็ได้ ผลต่างหารด้วยกำลังสามของรัศมี นำไปสู่การวัดความโค้งเดียวกันกับคำจำกัดความแรก ตัวอย่างง่ายๆ สำหรับพื้นผิวโค้งคือพื้นผิวของทรงกลม (ความโค้งเป็นบวก กล่าวคือ ผลรวมของมุมในรูปสามเหลี่ยมที่ใหญ่กว่า 180 องศา, เส้นรอบวงของวงกลมที่เล็กกว่า 2 คูณ pi คูณรัศมี) และของอาน ( ความโค้งเชิงลบ กล่าวคือ ผลรวมของมุมในรูปสามเหลี่ยมที่เล็กกว่า 180 องศา เส้นรอบวงของวงกลมที่ใหญ่กว่า 2 เท่าของ pi คูณรัศมี) ความโค้งไม่สามารถกำหนดได้เฉพาะสำหรับพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังสำหรับมิติที่สูงกว่า ช่องว่างทั่วไปหรือกาลอวกาศอีกด้วย อย่างไรก็ตาม คำจำกัดความทั่วไปนั้นซับซ้อนกว่าอย่างมาก และความโค้งไม่ได้ถูกกำหนดด้วยตัวเลขเดียว แต่กำหนดโดยชุดของตัวเลข (ซึ่งรวมกันเป็น "เทนเซอร์ความโค้ง") อย่างไรก็ตาม ความหมายพื้นฐานก็เหมือนกัน คือ วัดความเบี่ยงเบนของพื้นที่จากพื้นที่ราบที่มีมิติเดียวกัน สำหรับฟิสิกส์ ลักษณะสำคัญของความโค้งคือการเชื่อมโยงกับแรงโน้มถ่วง ดังที่อธิบายไว้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเรื่องนี้สามารถพบได้ในข้อความเด่นเรื่อง Gravity: จากความไร้น้ำหนักไปจนถึงความโค้ง ปัจจุบัน

สสารในการเคลื่อนที่แบบไหลลื่น - คิดถึงน้ำที่ไหลในท่อ ตัวอย่างที่สำคัญคือกระแสไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ กระแสไฟฟ้าเป็นแหล่งของสนามแม่เหล็ก


วัตถุโบราณของบิ๊กแบง –“สสารมืดประกอบด้วยหลุมดำยุคแรก”

Dan Hooper หัวหน้ากลุ่มฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีที่ Fermilab เขียนในอีเมลถึง The Daily Galaxy ว่า “หลุมดำโบราณจะทำให้เราเข้าถึงฟิสิกส์ที่เราไม่เคยทำได้มาก่อน หากหลุมดำในยุคดึกดำบรรพ์มีจริง พวกมันย่อมมีศักยภาพที่จะแก้ปัญหาใหญ่หลวงทั้งหมดในจักรวาลวิทยา ไม่น้อยไปกว่าความลึกลับของสสารมืดซึ่งถือเป็นกระดูกสันหลังของโครงสร้างของจักรวาล

วินาทีแรกหลังบิ๊กแบง

“ถ้าหลุมดำเหล่านี้เริ่มแรกเบากว่าหนึ่งล้านกิโลกรัมหรือมากกว่านั้น” ฮูเปอร์กล่าวเสริม “พวกมันคงจะระเหยในวินาทีแรกหลังจากบิกแบง ในกระบวนการระเหยนี้ พวกมันสามารถสร้างสสารและพลังงานรูปแบบต่าง ๆ ได้มากมาย รวมถึงสสารมืดด้วย”

“แต่ก็ปฏิเสธไม่ได้เช่นกันว่าเรางุนงงอย่างสุดซึ้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันมาถึงเสี้ยววินาทีแรกที่ตามหลังบิ๊กแบง” ฮูเปอร์กล่าวเสริม “ฉันไม่สงสัยเลยว่าช่วงเวลาแรกๆ เหล่านี้มีความลับที่น่าเหลือเชื่อ แต่จักรวาลของเราเก็บความลับไว้แน่น มันขึ้นอยู่กับเราที่จะเกลี้ยกล่อมความลับเหล่านั้นจากเงื้อมมือของมัน เปลี่ยนจากความลึกลับเป็นการค้นพบ”

หลุมดำดึกดำบรรพ์ (PBH) สามารถอธิบายทั้งหมดหรือบางส่วนของสสารมืด รับผิดชอบสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงบางส่วนที่สังเกตได้ และหลุมดำมวลมหาศาลที่พบในใจกลางดาราจักรของเราและดาราจักรอื่นๆ รายงานของสถาบัน Kavli สำหรับฟิสิกส์รายงาน และคณิตศาสตร์ของจักรวาล

กิจกรรมผู้สมัคร PBH ที่น่าสนใจ

การสังเกตการณ์ครั้งแรกของ Hyper Suprime-Cam (HSC) ของกล้องโทรทรรศน์ซูบารุ 8.2 ม. ซึ่งเป็นกล้องดิจิตอลขนาดมหึมาใกล้กับยอด 4,200 เมตรของภูเขาไฟฟูจิ Mauna Kea ในฮาวายได้รายงานเหตุการณ์ผู้สมัครที่น่าสนใจมากซึ่งสอดคล้องกับ PBH จาก "multiverse" โดยมีมวลหลุมดำเทียบได้กับมวลของดวงจันทร์ ด้วยการสนับสนุนโดยสัญญาณแรกนี้ และได้รับคำแนะนำจากความเข้าใจเชิงทฤษฎีใหม่ ทีมงานจึงทำการสังเกตการณ์รอบใหม่เพื่อขยายการค้นหาและเพื่อทดสอบว่า PBH จากสถานการณ์ลิขสิทธิ์สามารถอธิบายสสารมืดทั้งหมดได้หรือไม่

สถาบัน Kavli รายงาน PBH อาจมีบทบาทในการสังเคราะห์ธาตุหนักเมื่อชนกับดาวนิวตรอนและทำลายพวกมัน ปล่อยวัสดุที่อุดมด้วยนิวตรอน “โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีความเป็นไปได้ที่น่าตื่นเต้นที่สสารมืดลึกลับซึ่งอธิบายส่วนใหญ่ของสสารในจักรวาลนั้นประกอบด้วยหลุมดำดึกดำบรรพ์”

ยืนยันการมีอยู่ของหลุมดำ – ป้อน PHBs

รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2020 มอบให้กับนักทฤษฎีชื่อ Roger Penrose และนักดาราศาสตร์สองคน Reinhard Genzel และ Andrea Ghez สำหรับการค้นพบที่ยืนยันการมีอยู่ของหลุมดำ เนื่องจากเป็นที่ทราบกันว่าหลุมดำมีอยู่จริง ซึ่งขัดแย้งกับอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ที่เชื่อว่าพวกมัน “ไม่มีอยู่ในโลกแห่งความเป็นจริง” และยังไม่มีการสร้างความมืดที่หยั่งรู้มีอยู่จริงที่ศูนย์กลางของดาราจักรบ้านเราที่มีความรุนแรงและรุนแรง

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2508 สิบปีหลังจากการเสียชีวิตของไอน์สไตน์ เพนโรสได้พิสูจน์ว่าหลุมดำสามารถก่อตัวและอธิบายรายละเอียดเหล่านี้ในหัวใจของหลุมดำได้อย่างแท้จริง หลุมดำซ่อนความเป็นเอกเทศซึ่งกฎธรรมชาติที่รู้จักกันทั้งหมดหยุดนิ่ง ทฤษฎีที่ก้าวล้ำของเขายังคงถูกมองว่าเป็นส่วนสนับสนุนที่สำคัญที่สุดในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปตั้งแต่ไอน์สไตน์

การดำรงอยู่ของพวกเขาได้รับการพิสูจน์แล้วสถาบัน Kavli, PHBs ทำให้ผู้สมัครที่น่าสนใจมากสำหรับสสารมืด ความคืบหน้าล่าสุดในทฤษฎีพื้นฐาน ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ และการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ในการค้นหา PBHs เกิดขึ้นโดยทีมนักฟิสิกส์อนุภาค นักจักรวาลวิทยา และนักดาราศาสตร์ระดับนานาชาติ รวมถึงสมาชิก Kavli IPMU Alexander Kusenko, Misao Sasaki, Sunao Sugiyama, Masahiro Takada และ Volodymyr Takhistov

เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหลุมดำในยุคดึกดำบรรพ์ ทีมวิจัยได้ศึกษาหาเบาะแสจากเอกภพยุคแรก เอกภพในยุคแรกนั้นหนาแน่นมากจนความผันผวนของความหนาแน่นเชิงบวกใดๆ ที่มากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์จะสร้างหลุมดำได้ อย่างไรก็ตาม การรบกวนทางจักรวาลวิทยาที่ดาราจักรที่มีเมล็ดนั้นมีขนาดเล็กกว่ามาก อย่างไรก็ตาม กระบวนการหลายอย่างในเอกภพยุคแรกสามารถสร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับหลุมดำได้

PHBs ฟอร์ม Baby Universes

ความเป็นไปได้ที่น่าสนใจประการหนึ่งที่แนะนำโดยสถาบัน Kavli คือหลุมดำยุคแรกเริ่มสามารถก่อตัวขึ้นจาก "เอกภพของทารก" ที่สร้างขึ้นในช่วงเงินเฟ้อ ซึ่งเป็นช่วงที่มีการขยายตัวอย่างรวดเร็วซึ่งเชื่อว่ามีหน้าที่ในการเพาะโครงสร้างที่เราสังเกตเห็นในปัจจุบัน เช่น กาแล็กซีและกระจุกดาว ของกาแล็กซี ในช่วงเงินเฟ้อ ทารกเอกภพสามารถแตกแขนงออกจากจักรวาลของเราได้ (ภาพที่ด้านบนสุดของหน้า) จักรวาลของทารกน้อย (หรือ "ลูกสาว") จะยุบลงในที่สุด แต่พลังงานจำนวนมากที่ปล่อยออกมาในปริมาตรน้อยทำให้เกิดหลุมดำขึ้น

เรามองว่าจักรวาลเล็ก ๆ น้อย ๆ เป็นหลุมดำดึกดำบรรพ์ซึ่งปกปิดโครงสร้างพื้นฐานของจักรวาลหลายแห่งที่อยู่เบื้องหลัง "ขอบฟ้าเหตุการณ์"

“มีเหตุผลที่ดีที่จะคิดว่าทุกสิ่งที่เราเห็นบนท้องฟ้าเป็นเพียงส่วนเล็กที่สุดของภูเขาน้ำแข็งในจักรวาล” Hooper ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษา Kavli เขียนใน ขอบของเวลา . “ในช่วงเงินเฟ้อ พื้นที่จำนวนนับไม่ถ้วนถูกขยายไปสู่จักรวาลที่ก่อตัวขึ้นใหม่ และถึงแม้ว่าเราจะไม่มีทางสังเกตการเรียงซ้อนของจักรวาลนี้ แต่ก็มีเหตุผลทุกประการที่จะสงสัยว่าในความเป็นจริงแล้วมีอยู่จริง”

ความหลากหลายของกฎหมายทางกายภาพ

นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ Hooper กล่าวเสริมว่า “ภูมิภาคต่างๆ ของลิขสิทธิ์สามารถกำหนดได้ด้วยกฎทางกายภาพที่หลากหลาย กองกำลังใหม่และรูปแบบใหม่ของสสารอาจปกครองอาณาจักรแห่งการดำรงอยู่เหล่านี้ได้มากมาย ในบางพื้นที่อาจมีพื้นที่มากกว่าหรือน้อยกว่าสามมิติ โลกหลายแห่งอาจแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากสิ่งที่เราสามารถจินตนาการได้”

ขอบเขตขอบฟ้าเหตุการณ์

ชะตากรรมที่แปลกประหลาดยิ่งกว่านั้นกำลังรอเอกภพทารกที่ใหญ่กว่า ทีมงาน Kavli เสนอแนะ หากมีขนาดใหญ่กว่าขนาดวิกฤต ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ทำให้เอกภพของทารกอยู่ในสถานะที่แตกต่างจากผู้สังเกตการณ์ภายนอกและภายใน ผู้สังเกตการณ์ภายในมองว่าเป็นจักรวาลที่กำลังขยายตัว ในขณะที่ผู้สังเกตการณ์ภายนอก (เช่นเรา) มองว่าเป็นหลุมดำ ไม่ว่าในกรณีใด เรามองว่าจักรวาลเล็กและใหญ่เป็นหลุมดำยุคแรกเริ่ม ซึ่งปกปิดโครงสร้างพื้นฐานของจักรวาลหลายแห่งที่อยู่เบื้องหลัง "ขอบฟ้าเหตุการณ์" ของพวกเขา ขอบฟ้าเหตุการณ์เป็นขอบเขตด้านล่างซึ่งทุกสิ่ง แม้แต่แสง ยังติดอยู่และไม่สามารถหลบหนีจากหลุมดำได้

ในรายงานของพวกเขา ทีมงานได้อธิบายสถานการณ์ใหม่สำหรับการก่อตัว PBH และแสดงให้เห็นว่าหลุมดำจากสถานการณ์ "พหุภพ" สามารถพบได้โดยใช้ HSC งานของพวกเขาเป็นส่วนเสริมที่น่าตื่นเต้นของการค้นหา HSC ของ PBH ที่ Masahiro Takada หัวหน้านักวิจัยที่ Kavli IPMU และทีมของเขากำลังไล่ตาม ทีม HSC เพิ่งรายงานข้อจำกัดชั้นนำเกี่ยวกับการมีอยู่ของ PBH ใน Niikura, Takada et อัล (ดาราศาสตร์ธรรมชาติ 3, 524-534 (2019)

Hyper Suprime-Cam . ที่ขาดไม่ได้

Hyper Suprime-Cam เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ สถาบัน Kavli กล่าว ด้วยความสามารถเฉพาะตัวในการถ่ายภาพดาราจักร Andromeda ทั้งหมดทุกๆ สองสามนาที หากหลุมดำผ่านแนวสายตาไปยังดาวดวงใดดวงหนึ่ง แรงโน้มถ่วงของหลุมดำจะหักเหแสงและทำให้ดาวดูสว่างขึ้นกว่าแต่ก่อนในช่วงเวลาสั้นๆ ระยะเวลาของการสว่างของดาวบอกนักดาราศาสตร์ถึงมวลของหลุมดำ ด้วยการสังเกตการณ์ของ HSC เราสามารถสังเกตดาวหนึ่งร้อยล้านดวงได้พร้อมๆ กัน โดยสร้างตาข่ายกว้างสำหรับหลุมดำดึกดำบรรพ์ที่อาจข้ามเส้นสายตาเส้นหนึ่ง

ที่มา: Alexander Kusenko et al, Exploring Primordial Black Holes from the Multiverse with Optical Telescopes , Physical Review Letters (2020) ดอย: 10.1103/PhysRevLett.125.181304

กาแล็กซี่รายวัน, Maxwell Moe , นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์, NASA Einstein Fellow , University of Arizona โดย Dan Hooper, At the Edge of Time: Exploring the Mysteries of Our Universe's First Seconds (Kindle Edition) และ The Kavli Institute


สิ่งเหล่านี้คือการค้นพบที่ทำให้ Stephen Hawking โด่งดัง

Stephen Hawking น่าจะเป็นอัจฉริยะที่มีชื่อเสียงที่สุดในยุคปัจจุบัน

แต่สิ่งที่เขาโด่งดังในเรื่อง &ndash นอกเหนือจากการฟื้นคืนชีพอย่างน่าประหลาดใจต่อโรคที่ไร้ความสามารถ เสียงหุ่นยนต์ย้อนยุคที่จดจำได้ในทันที และบทบาทเดินของเขาใน ซิมป์สัน และ สตาร์เทรค?

เขาไม่ได้ค้นพบหลุมดำเหรอ? หรือบิ๊กแบง? หรือบอกเราว่ากี่โมงหรืออะไร? ไม่ ไม่ และ ไม่อีก แต่มันยากที่จะตัดผ่านความมืดมนของตำนานและเข้าถึงสิ่งที่เขาค้นพบจริงๆ ตำนานของฮอว์คิงเองเสี่ยงที่จะบดบังความสำเร็จที่แท้จริงของเขา

วันนี้ Hawking นำเสนอ Reith Lecture ประจำปีนี้ ซึ่งเป็นการนัดหมายที่บ่งบอกถึงสถานะของวิทยากร ไม่ใช่แค่ในฐานะผู้เชี่ยวชาญในระเบียบวินัยของเขาหรือเธอ แต่ในฐานะปัญญาชนในที่สาธารณะ ดังนั้นตอนนี้จึงดูเป็นโอกาสดีที่จะละทิ้งไอคอนของฮอว์คิงและตรวจดูนักฟิสิกส์ของฮอว์คิง

ในการสำรวจความคิดเห็นของนักฟิสิกส์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดแห่งศตวรรษที่ 20 หลายครั้ง หรือแม้แต่นักฟิสิกส์ชั้นนำที่มีชีวิต ฮอว์คิงอาจไม่อยู่หรือคลานเข้าไปที่ด้านล่างของรายการ เขาเป็นอย่างนั้นไม่ใช่ทั้งหมดที่เขาแตกเป็น?

วัตถุขนาดใหญ่เช่นดวงอาทิตย์ทำให้พื้นที่โค้งรอบตัวพวกเขา

ในทางตรงกันข้าม เขามีตัวตนที่ยิ่งใหญ่ในฟิสิกส์สมัยใหม่ ฟิสิกส์เท่านั้นที่มีความคิดที่น่าอัศจรรย์มากมาย และฮอว์คิงก็เป็นหนึ่งในหลาย ๆ คน

อัจฉริยะของฮอว์คิง ซึ่งน่าจะสมควรได้รับรางวัลโนเบล คือการได้นำเอาทฤษฎีฟิสิกส์พื้นฐานที่แตกต่างกันหลายอย่างมารวมกัน ได้แก่ ความโน้มถ่วง จักรวาลวิทยา ทฤษฎีควอนตัม อุณหพลศาสตร์ และทฤษฎีสารสนเทศ

มันเริ่มต้นด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป: ทฤษฎีความโน้มถ่วงที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์คิดค้นขึ้นในปี 1910 เพื่อแทนที่ทฤษฎีของไอแซก นิวตัน

มุมมองของแรงโน้มถ่วงของนิวตันสันนิษฐานว่าวัตถุขนาดใหญ่สร้าง "สนาม" ที่แทรกซึมเข้าไปในอวกาศ เหมือนกับสนามแม่เหล็ก สนามนี้ทำให้วัตถุหนึ่งที่มีมวล เช่น โลก สามารถออกแรงไปยังอีกวัตถุหนึ่งได้ เช่น ดวงจันทร์หรือแอปเปิ้ล นิวตันไม่ได้อ้างว่ารู้ว่าพลังนี้คืออะไร มันเป็นเพียงความจริงของธรรมชาติที่วัตถุทั้งหมดที่มีมวลสร้างมันขึ้นมา

นักฟิสิกส์หลายคนไม่เชื่อในสิ่งที่แปลกประหลาดเท่าภาวะเอกฐาน

แต่ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ แรงโน้มถ่วงไม่ใช่สนามในอวกาศ แต่เป็นคุณสมบัติของพื้นที่แทน

แนวคิดก็คือวัตถุมวลมหาศาล เช่น ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดพื้นที่โค้งรอบตัวมัน การบิดเบือนของพื้นที่นี้ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของสิ่งที่อยู่ใกล้ๆ ตัวอย่างเช่น มันทำให้โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ เหมือนกับหินอ่อนที่กลิ้งไปรอบๆ ขอบชาม

การทำนายอย่างหนึ่งของทฤษฎีของไอน์สไตน์คือวัตถุขนาดใหญ่พอ เช่น ดาวฤกษ์มวลมากจริงๆ สามารถยุบตัวได้ภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเองในกระบวนการที่หลบหนี มวลทั้งหมดหดตัวเป็นจุดเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่มีความหนาแน่นอนันต์เรียกว่าภาวะเอกฐาน

การล่มสลายนี้ทำให้เกิดพื้นที่ของอวกาศที่แรงโน้มถ่วงบิดเบี้ยวอย่างรุนแรงจนแสงไม่สามารถหลบหนีได้ เราเรียกสิ่งนี้ว่าหลุมดำ

ทั้งหมดนี้ได้รับการเสนอในบทความปี 1939 โดยนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Robert Oppenheimer &ndash ซึ่งต่อมาจะช่วยพัฒนาระเบิดปรมาณู &ndash และ Hartland Snyder นักเรียนของเขา

เมื่อถึงจุดนี้เองที่สติปัญญาอันโดดเด่นของฮอว์คิงก็เริ่มฉายแสง

แต่นักฟิสิกส์หลายคนไม่เชื่อในสิ่งที่แปลกประหลาดเหมือนกับภาวะเอกฐาน ดังนั้นหลายปีที่ความคิดนี้อ่อนกำลังลง ในขณะที่คนอื่น ๆ สันนิษฐานว่ากระบวนการบางอย่างจะเข้ามาแทรกแซงเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดขึ้น

เมื่อฮอว์คิงเริ่มศึกษาระดับปริญญาตรีที่มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด ประมาณปี 1959 นักฟิสิกส์เริ่มให้ความสำคัญกับแนวคิดนี้อย่างจริงจัง มันถูกตรวจสอบอย่างใกล้ชิดโดย John Wheeler ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในรัฐนิวเจอร์ซีย์ซึ่งถูกกล่าวหาว่าให้ชื่อหลุมดำ Roger Penrose ในสหราชอาณาจักรและ Yakov Zel'dovich ในสหภาพโซเวียต

หลังจากสำเร็จการศึกษาด้านฟิสิกส์ ฮอว์คิงเริ่มปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ภายใต้การดูแลของเดนิส เซียมา นักจักรวาลวิทยา ความสนใจของเขาถูกจับได้จากการฟื้นคืนความสนใจในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและหลุมดำ

เมื่อถึงจุดนี้เองที่สติปัญญาอันโดดเด่นของฮอว์คิงก็เริ่มฉายแสงออกมา เขาเพิ่งคว้าอันดับ 1 ที่อ็อกซ์ฟอร์ด และมีเรื่องที่ต้องติดตามทางคณิตศาสตร์อีกมากที่ต้องทำ เขาเพิ่งได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคเกี่ยวกับเซลล์ประสาทสั่งการรูปแบบหนึ่งที่เรียกว่าเส้นโลหิตตีบด้านข้าง amyotrophic ซึ่งจะทำให้เขาเป็นอัมพาตเกือบทั้งหมด

ความพิการของฮอว์คิงนั้นรุนแรง และแม้แต่การเดินด้วยไม้ค้ำก็ยังยากสำหรับเขา

ภายใต้การแนะนำของ Sciama ฮอว์คิงเริ่มคิดเกี่ยวกับทฤษฎีบิ๊กแบง: แนวคิดที่ว่าจักรวาลเริ่มต้นจากจุดเล็กๆ ที่ขยายตัวในเวลาต่อมา ปัจจุบันนี้เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวาง แต่ในขณะนั้นก็ยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่

ฮอว์คิงตระหนักว่าบิกแบงค่อนข้างเหมือนกับการยุบตัวของหลุมดำในทางกลับกัน

เขาพัฒนาแนวคิดนี้กับเพนโรส ในปี 1970 ทั้งสองได้ตีพิมพ์บทความที่แสดงว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปบอกเป็นนัยว่าจักรวาลต้องเริ่มเป็นภาวะเอกฐาน

เมื่อถึงเวลานี้ ความพิการของ Hawking รุนแรงมาก และแม้แต่การเดินโดยใช้ไม้ค้ำยันก็เป็นเรื่องยากสำหรับเขา ในช่วงปลายปี 1970 ขณะที่เขากำลังเข้านอนอย่างลำบากในคืนหนึ่ง เขาได้ตระหนักในทันใดเกี่ยวกับหลุมดำ ซึ่งจุดประกายให้เกิดการค้นพบหลายครั้งเกี่ยวกับพฤติกรรมของพวกมัน

ฮอว์คิงตระหนักว่าหลุมดำสามารถเพิ่มขนาดได้เท่านั้น ไม่เคยลดขนาดลง

นี้อาจดูเหมือนชัดเจน เนื่องจากไม่มีสิ่งใดที่อยู่ใกล้เกินไปสามารถหลบหนีได้ หลุมดำจึงสามารถกลืนสสารได้มากขึ้นเท่านั้นและได้รับมวลเพิ่มขึ้น

เอนโทรปีทั้งหมดของเอกภพเพิ่มขึ้นได้เท่านั้น ไม่เคยลดลงเลย

มวลของหลุมดำจะเป็นตัวกำหนดขนาดของหลุมดำ โดยวัดจากรัศมีของขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นจุดที่เกินกว่าจะไม่มีอะไรหนีออกมาได้ ขอบเขตนี้จะคืบคลานออกไปด้านนอกอย่างไม่ลดละเหมือนผิวของบอลลูนที่พองตัว

แต่ฮอว์คิงไปไกลกว่านั้น เขาแสดงให้เห็นว่าหลุมดำไม่สามารถแยกออกเป็นหลุมดำที่มีขนาดเล็กกว่าได้ แม้กระทั่งผ่านการชนกันของหลุมดำสองแห่ง

จากนั้นฮอว์คิงก็ก้าวกระโดดอีกครั้งโดยสัญชาตญาณ เขาแย้งว่าพื้นที่ผิวที่ขยายตัวตลอดเวลาของขอบฟ้าเหตุการณ์นั้นคล้ายคลึงกับปริมาณอื่นที่ตามฟิสิกส์สามารถเติบโตได้

ปริมาณนั้นคือเอนโทรปี ซึ่งวัดปริมาณของความผิดปกติในระบบ อะตอมที่เรียงซ้อนกันเป็นประจำในคริสตัลจะมีเอนโทรปีต่ำ ในขณะที่อะตอมที่ลอยไปมาแบบสุ่มในก๊าซจะมีเอนโทรปีสูง

ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ เอนโทรปีรวมของเอกภพสามารถเพิ่มขึ้นได้เท่านั้น ไม่เคยลดลงเลย กล่าวอีกนัยหนึ่งจักรวาลย่อมมีความยุ่งเหยิงมากขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่ออายุมากขึ้น ฮอว์คิงชี้ให้เห็นว่ากฎธรรมชาติทั้งสองนี้ &ndash พื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นของหลุมดำและเอนโทรปีที่เพิ่มขึ้นของจักรวาล &ndash มีความคล้ายคลึงกันอย่างผิดปกติ

นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ &ndash รวมทั้ง Hawking &ndash คิดว่าข้อเสนอของ Bekenstein ไม่สมเหตุสมผล

เมื่อ Hawking ประกาศผลของเขาเมื่อปลายปี 1970 นักฟิสิกส์หนุ่มชื่อ Jacob Bekenstein ได้เสนอข้อเสนอที่กล้าหาญ: ถ้านี่ไม่ใช่แค่การเปรียบเทียบล่ะ? เบเคนสไตน์แนะนำว่าพื้นที่ผิวของขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำอาจเป็นตัววัดเอนโทรปีของหลุมดำ

แต่นั่นดูเหมือนผิด ถ้าวัตถุมีเอนโทรปี ก็ต้องมีอุณหภูมิด้วย และถ้ามันมีอุณหภูมิ มันก็จะต้องแผ่พลังงานออกมา แต่จุดรวมของหลุมดำก็คือไม่มีอะไรออกมา

ด้วยเหตุนี้ นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ &ndash รวมทั้ง Hawking &ndash จึงคิดว่าข้อเสนอของ Bekenstein ไม่สมเหตุสมผล แม้แต่เบเกนสไตน์เองก็บอกว่าอุณหภูมิที่ปรากฎของหลุมดำนั้นไม่สามารถ "จริง" ได้เพราะมันนำไปสู่ความขัดแย้ง

แต่เมื่อฮอว์คิงตั้งใจจะพิสูจน์ว่าเบเคนสไตน์ผิด เขาพบว่านักเรียนหนุ่มคนนั้น "ถูกต้องตามหลักแล้ว" ตามที่เขายอมรับในเวลาต่อมา เพื่อแสดงสิ่งนี้ เขาต้องรวบรวมฟิสิกส์สองด้านที่ไม่มีใครสามารถรวมเป็นหนึ่งเดียวได้ นั่นคือ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและทฤษฎีควอนตัม

ทฤษฎีควอนตัมใช้เพื่ออธิบายสิ่งเล็กๆ ที่มองไม่เห็น เช่น อะตอมและอนุภาคส่วนประกอบ ในขณะที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปใช้เพื่ออธิบายสสารในระดับจักรวาลของดาวและกาแลคซี่

ตามทฤษฎีควอนตัม ที่จริงแล้วพื้นที่ว่างนั้นอยู่ไกลจากความว่างเปล่า

ทั้งสองทฤษฎีดูเหมือนไม่เข้ากันโดยพื้นฐาน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปถือว่าพื้นที่เรียบและต่อเนื่องเหมือนแผ่นกระดาษ ในขณะที่ทฤษฎีควอนตัมยืนยันว่าโลกและทุกสิ่งในนั้นมีลักษณะเป็นเม็ดเล็กๆ ในระดับที่เล็กที่สุด แบ่งเป็นก้อนที่ไม่ต่อเนื่องกัน

นักฟิสิกส์ได้ต่อสู้ดิ้นรนมาหลายทศวรรษในการรวมทฤษฎีทั้งสอง &ndash ซึ่งอาจชี้ไปที่ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" ทฤษฎีดังกล่าวคือการใช้ apt cliché ซึ่งเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ของฟิสิกส์สมัยใหม่

ในช่วงเริ่มต้นอาชีพการงานของเขา Hawking แสดงความใฝ่ฝันสำหรับทฤษฎีดังกล่าว แต่การวิเคราะห์หลุมดำของเขาไม่ได้แสร้งทำเป็นเสนอ แต่การวิเคราะห์ควอนตัมของหลุมดำใช้การเย็บปะติดปะต่อกันของสองทฤษฎีที่มีอยู่

ตามทฤษฎีควอนตัม พื้นที่ว่างที่ถูกกล่าวหาว่าห่างไกลจากความว่างเปล่านั้นแท้จริงแล้ว เนื่องจากพื้นที่ไม่สามารถราบเรียบได้อย่างสมบูรณ์ และว่างเปล่าในทุกระดับ แต่กลับมีชีวิตชีวาด้วยกิจกรรม

อนุภาคคู่หนึ่งจะเกิดฟองขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยตัวหนึ่งประกอบด้วยสสารและอีกตัวเป็นปฏิสสาร อนุภาคตัวหนึ่งมีพลังงานบวกและอีกตัวเป็นลบ ดังนั้นโดยรวมแล้วจะไม่มีการสร้างพลังงานใหม่ ทั้งสองจึงทำลายล้างซึ่งกันและกันอย่างรวดเร็วจนไม่สามารถตรวจจับได้โดยตรง เป็นผลให้พวกเขาถูกเรียกว่า "อนุภาคเสมือน"

ฮอว์คิงพิสูจน์ตัวเองผิด: หลุมดำอาจเล็กลงได้

ฮอว์คิงแนะนำว่าอนุภาคคู่นี้สามารถอัพเกรดจากเสมือนจริงไปเป็นของจริงได้ แต่ถ้าพวกมันถูกสร้างขึ้นใกล้กับหลุมดำเท่านั้น

มีโอกาสที่คู่หนึ่งจะถูกดูดเข้าไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ ทิ้งให้คู่ของตนติดอยู่ ฝาแฝดที่ถูกตัดขาดนี้อาจยิงออกไปในอวกาศ หากหลุมดำดูดกลืนอนุภาคพลังงานลบ พลังงานทั้งหมดของหลุมดำจะลดลง มวลของหลุมดำก็เช่นกัน อนุภาคอื่นก็นำพลังงานบวกออกไป

ผลลัพธ์ที่ได้คือหลุมดำแผ่พลังงาน ซึ่งปัจจุบันเรียกว่ารังสีฮอว์คิง ในขณะที่ค่อยๆ เล็กลงเรื่อยๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง Hawking ได้พิสูจน์ตัวเองผิด: หลุมดำสามารถมีขนาดเล็กลงได้ นี่เทียบเท่ากับการบอกว่าหลุมดำจะค่อยๆ ระเหยไป และมันก็ไม่ได้ดำจริงๆ เลย

ยิ่งไปกว่านั้น การหดตัวนั้นไม่จำเป็นต้องค่อยเป็นค่อยไปและสงบนิ่ง

ในปีพ.ศ. 2514 ฮอว์คิงได้เกิดวิสัยทัศน์ใหม่ของหลุมดำ ในช่วงบิกแบง เขาแนะนำว่า สสารบางส่วนอาจยุบตัวเป็นหลุมดำขนาดเล็กได้ ก้อนแต่ละก้อนจะมีน้ำหนักหลายพันล้านตัน ซึ่งฟังดูมากแต่มีขนาดเล็กกว่าโลกมาก และหลุมดำที่ได้นั้นจะมีขนาดเล็กกว่าอะตอม

เนื่องจากอุณหภูมิของหลุมดำเพิ่มขึ้นเมื่อพื้นที่ผิวขอบฟ้าเหตุการณ์มีขนาดเล็กลง หลุมดำขนาดเล็กนี้จะร้อนขึ้น: ฮอว์คิงอธิบายว่าพวกมันเป็น "ร้อนสีขาว" พวกมันจะเดือดพล่านด้วยรังสีฮอว์คิง ปล่อยมวลสารออกไปจนหายไปในที่สุด

และพวกเขาจะไม่ไปอย่างเงียบ ๆ หลุมดำขนาดเล็กจะร้อนขึ้นเมื่อมันเล็กลง จนกระทั่งในที่สุดมันก็จะระเบิดด้วยพลังงานของระเบิดไฮโดรเจนหนึ่งเมกะตันหนึ่งล้านลูก

ฮอว์คิงสรุปทฤษฎีการแผ่รังสีของฮอว์คิงและการระเบิดหลุมดำขนาดเล็กในยุคดึกดำบรรพ์ในกระดาษ ธรรมชาติ ในปี พ.ศ. 2517 เป็นความคิดที่น่าตกใจและเป็นที่ถกเถียงกัน ทว่าในปัจจุบัน นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่เชื่อว่ารังสีของ Hawking จะถูกสร้างขึ้นโดยหลุมดำจริงๆ

จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครสามารถตรวจจับรังสีนี้ได้ ไม่น่าแปลกใจเลยที่ อุณหภูมิของหลุมดำธรรมดาจะแทบไม่เกินศูนย์สัมบูรณ์ ดังนั้นพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อรังสีฮอว์คิงจะมีขนาดเล็กมาก

เจ็ดปีต่อมา Hawking ได้ประกาศอีกนัยหนึ่งที่น่าเป็นห่วงของการหายไปของหลุมดำ พวกเขาทำลายข้อมูล เขากล่าว

เมื่ออนุภาคหรือรังสีแสงผ่านเข้าไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ พวกมันจะไม่มีวันกลับไปยังส่วนอื่นของจักรวาล เอนทิตีใด ๆ ดังกล่าวสามารถถือได้ว่ามีข้อมูล: ตัวอย่างเช่น ข้อมูลเกี่ยวกับมวลและตำแหน่งของอนุภาค ข้อมูลนี้ถูกล็อกไว้ภายในหลุมดำเช่นกัน

อย่างไรก็ตาม จะเกิดอะไรขึ้นกับข้อมูลนั้นหากหลุมดำระเหยออกไป? มีความเป็นไปได้สองอย่าง: มันถูกเข้ารหัสในการแผ่รังสีของ Hawking ที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำหรือหายไปอย่างถาวร ฮอว์คิงอ้างว่ามันหายไป

เมื่อฮอว์คิงแนะนำว่าหลุมดำทำลายข้อมูล ซัสคินด์แย้งว่าเขาคิดผิด

เมื่อ Hawking พูดในซานฟรานซิสโกในปี 1981 เกี่ยวกับความขัดแย้งของข้อมูลที่หายไปในฟิสิกส์ของหลุมดำ นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Leonard Susskind ไม่เห็นด้วย เขาเป็นหนึ่งในไม่กี่คนที่ชื่นชมว่ามันน่าอึดอัดเพียงใดหากข้อมูลหายไปจากจักรวาล

เราชอบจินตนาการว่าเหตุมาก่อนผลของมัน ไม่ใช่ในทางกลับกัน โดยหลักการแล้ว แม้ว่าโดยทั่วไปจะไม่ใช่ในทางปฏิบัติ นั่นหมายความว่าเราสามารถติดตามและสร้างประวัติศาสตร์ของอนุภาคใดๆ ในจักรวาลขึ้นใหม่โดยอาศัยข้อมูลเกี่ยวกับสถานะปัจจุบันของมัน

แต่การสร้างใหม่จากผลกระทบต่อสาเหตุจะเป็นไปไม่ได้หากข้อมูลถูกทำลายในหลุมดำ หากข้อมูลสูญหายไปจริงๆ แนวคิดของเหตุและผลทั้งหมดเริ่มสั่นคลอน

ดังนั้นเมื่อฮอว์คิงแนะนำว่าหลุมดำทำลายข้อมูล Susskind แย้งว่าเขาผิดอย่างชัดแจ้ง

การอภิปรายโหมกระหน่ำในลักษณะที่ค่อนข้างเป็นเพื่อนร่วมงานมานานหลายทศวรรษ ในปี 1997 มันใช้รูปแบบของการเดิมพัน ซึ่งเป็นสิ่งที่ Hawking ชอบที่จะดื่มด่ำ Hawking พนันว่า John Preskill จาก California Institute of Technology สารานุกรมว่าข้อมูลสูญหายไปในหลุมดำจริงๆ ในขณะที่ Preskill เดิมพันว่าไม่ใช่

เขาพยายามอธิบายบิ๊กแบงในแง่กลศาสตร์ควอนตัม

ในการประชุมที่ดับลินในปี 2547 ในที่สุด Hawking ก็ยอมรับว่า Susskind พูดถูก &ndash และ Preskill ควรได้รับสารานุกรมของเขา แต่ตามแบบฉบับที่ดื้อรั้น เขารับรองข้อความนั้นโดยอ้างว่าข้อมูลถูกส่งกลับคืนสู่จักรวาลในรูปแบบที่เสียหายซึ่งแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะอ่าน และเขาได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเช่นนั้น

ฮอว์คิงเขียนข้อโต้แย้งของเขาลงในกระดาษสั้นในปีถัดมา ไม่ได้โน้มน้าวทุกคนว่าข้อโต้แย้งของเขาดีกว่า Susskind

เหตุการณ์นี้เป็นลักษณะเฉพาะของสไตล์ของฮอว์คิง เขาเป็นคนที่กล้าหาญและฉลาดหลักแหลม แต่ไม่เข้มงวดเสมอไปที่จะโน้มน้าวใจอย่างเต็มที่ และบางครั้งดูเหมือนถูกขับเคลื่อนโดยสัญชาตญาณที่อาจกลายเป็นเรื่องผิดมาก &ndash ราวกับว่าเขาเดิมพันกับการตรวจจับการทดลองของอนุภาคฮิกส์

การผสมผสานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีควอนตัม อุณหพลศาสตร์ และทฤษฎีสารสนเทศในงานของ Hawking เกี่ยวกับหลุมดำนั้นเป็นนวัตกรรมและน่าทึ่ง ไม่มีอะไรอื่นที่เขาได้ทำเท่ากับมัน

แนวความคิดของ "ต้นกำเนิด" ในช่วงเวลานั้นหายไปในควอนตัมโฟม

ในช่วงทศวรรษ 1980 เขาพยายามอธิบายบิ๊กแบงในแง่กลศาสตร์ควอนตัม จากการทำงานร่วมกับ James Hartle เขาได้พัฒนาสมการควอนตัมอย่างง่ายที่อธิบายจักรวาลทั้งหมดในช่วงเริ่มต้น แต่ในแง่ทั่วไปนั้น นักฟิสิกส์หลายคนไม่ได้พูดอะไรที่มีความหมายมากนัก

อย่างไรก็ตาม สิ่งหนึ่งที่สมการได้แนะนำก็คือ การถามถึงต้นกำเนิดสูงสุดของจักรวาลนั้นไร้ประโยชน์

เมื่อจักรวาลยังเล็กมาก น้อยกว่าหนึ่งในพันล้านของ yoctometre ทฤษฎีควอนตัมบอกเป็นนัยว่าความแตกต่างระหว่างอวกาศและเวลานั้นคลุมเครืออย่างยิ่ง นั่นหมายความว่าเอกภพยุคแรกไม่มีขอบเขตที่มีความหมายในเวลาหรือในอวกาศ แม้ว่าจะยังคงมีอยู่ในตัวเองก็ตาม แนวคิดของ "ต้นกำเนิด" ในเวลานี้หายไปในควอนตัมโฟม

นี่คือโมเดลที่อธิบายไว้ในหนังสือขายดีของ Hawking ประวัติโดยย่อของเวลา (1988) ซึ่งรักษาสถานะของเขาในฐานะผู้มีชื่อเสียงระดับโลก ความคิดนี้ยังคงถกเถียงกันอยู่

ตอนนี้มีความรู้สึกว่า Hawking กำลังซ่อมแซมในช่วงท้ายของอาชีพการงาน อย่างสร้างสรรค์แต่ค่อนข้างน้อย โดยนำการไตร่ตรองอย่างรอบคอบไปสู่แนวคิดที่คนอื่นคิดขึ้นเป็นส่วนใหญ่เขามีมากกว่าที่จะได้รับสิทธิ์ในการทำเช่นนั้น

เราในฐานะสังคมยังคงไม่สบายใจกับความพิการ

เกือบจะน่าเสียดายที่ Hawking ที่เป็นสัญลักษณ์ได้บดบังนักฟิสิกส์ไว้มาก ทุกวันนี้ ไม่มีอะไรสามารถพูดได้ในเสียงโมโนโทนของ Android ที่เป็นเครื่องหมายการค้านั้นโดยไม่ได้รับสถานะทางวาจาในทันทีและถูกรายงานอย่างหายใจไม่ออก

นี่คือด้านพลิกของเรื่องราวของฮอว์คิงที่ยืนยันชีวิต มีข้อสันนิษฐานว่าเขาจะต้องเป็นแหล่งของปัญญาโนมิกไม่รู้จบ ในความเป็นจริง เขาผิดพลาดได้ เช่นเดียวกับมนุษย์ทุกคนโดยไม่คำนึงถึงอัจฉริยะของพวกเขา เรื่องราวของเขาเป็นเรื่องราวที่สร้างแรงบันดาลใจ แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าเราควรปฏิเสธเขาในด้านความเป็นมนุษย์ของเขา

อาจเป็นเพราะสังคมเรายังคงไม่สบายใจกับความพิการ เรารู้สึกทึ่งอย่างประหลาดกับความคิดที่ว่าผู้พิการขั้นรุนแรงในวีลแชร์นั้นฉลาดมาก เราไม่ควรแปลกใจ และความจริงที่ว่าเราพูดถึงเรามากกว่าที่พูดเกี่ยวกับ Stephen Hawking


วิดีโอไทม์แลปส์จับภาพดวงดาวอันงดงามที่เคลื่อนผ่านสหราชอาณาจักร

ทางช้างเผือกเหนือภูเขาไฟอีเจ็น มาเลเซีย

ในแบบจำลองจักรวาลวิทยา ลักษณะวัฏจักรของจักรวาลเกิดขึ้นจากการผสมผสานเอฟเฟกต์ควอนตัมเข้ากับแบบจำลองจักรวาลวิทยาของจักรวาล

ศ.ไฟซาลอธิบายว่าถึงแม้จะมีวิธีการโน้มน้าวใจที่แตกต่างกันมากมายสำหรับแรงโน้มถ่วงควอนตัม เช่น ทฤษฎีสตริงและแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ สิ่งที่วิธีการที่แตกต่างกันส่วนใหญ่มีเหมือนกันคือมีความยาวต่ำสุดซึ่งไม่มีช่องว่างอยู่ด้านล่าง

หลายวิธีเหล่านี้ยังทำนายด้วยว่ายังมีพลังงานสูงสุดและไม่มีวัตถุใดในจักรวาลที่สามารถมีพลังงานเกินกว่าพลังงานสูงสุดนั้นได้

ทีมวิจัยได้รวมเอาผลกระทบของความยาวต่ำสุดและพลังงานสูงสุดเข้าไว้ในแบบจำลองจักรวาลวิทยา จากนั้นพวกเขาก็ลงเอยด้วยจักรวาลที่เป็นวัฏจักร

ศ.เมียร์ ถามเกี่ยวกับปรัชญาและความเป็นไปได้ทางเทววิทยาจากผลงานของเขาว่า "ไม่มีใครดึงความหมายเชิงปรัชญาหรือเทววิทยาใด ๆ ของมิติเชิงพื้นที่ที่มีขอบเขตจำกัดหรือไม่มีที่สิ้นสุด และเวลาเป็นเพียงมิติอื่น ดังนั้นทำไมจึงควรได้รับการปฏิบัติใดๆ แตกต่างกัน

&ldquoไม่ว่าในกรณีใด ฉันไม่เชื่อในเทพเจ้าแห่งช่องว่าง โดยที่บิ๊กแบงเป็นช่องว่างขนาดใหญ่ แต่ในพระเจ้าที่ทำให้คณิตศาสตร์อธิบายความเป็นจริงได้สมบูรณ์แบบมากจนไม่มีช่องว่าง ไม่ใช่ตอนนี้และไม่ใช่ที่บิ๊กแบง''


ดูวิดีโอ: DYK Story EP2 7 เสยงทนากลวทสดในอวกาศ (กันยายน 2022).