Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Вселенная из ничего




Можно, конечно, возражать против понятия Мультивселенной, по-
тому что кажется, что ее существование нарушает известные нам
законы, такие, как законы сохранения вещества и энергии. Однако
все энергетическое/материальное содержимое.Вселенной может
в действительности оказаться очень'малым. Материальное содер-
жимое Вселенной, включая звезды, планеты и галактики, огромно и
имеет величину положительную. Однако энергия, скрытая в грави-
тации, может быть отрицательной. Если добавить положительную
энергию вещества к отрицательной энергии гравитации, то сумма
может оказаться близкой к нулю! В каком-то смысле такие вселенные
свободны.
Они могут выпрыгнуть из вакуума практически без всяких
усилий. (Если Вселенная является вселенной закрытого типа, то все
энергетическое содержимое Вселенной должно быть в точности
равно нулю.)

(Чтобы ухватить суть, представьте осла, падающего в глубокую
яму, выкопанную в земле. Чтобы вытащить его оттуда, мы должны
добавить ему энергии. Когда его вытащат и он снова будет стоять
на земле, его энергия будет считаться нулевой. Таким образом, нам
необходимо добавить энергии ослу, чтобы привести его в состояние
нулевой энергии. Получается, что, пока он был в яме, у него была от-
рицательная энергия. Подобным образом, для того, чтобы вытащить
планету из Солнечной системы, необходимо приложить энергию.
Как только планета окажется в открытом космосе, она будет обладать
нулевой энергией. Поскольку нам необходимо добавить энергии для
того, чтобы извлечь планету из Солнечной системы и достичь со-


стояния нулевой энергии, то, находясь внутри Солнечной системы,
планета обладает отрицательной гравитационной энергией.)

По сути, для того, чтобы создать Вселенную, похожую на нашу,'
может потребоваться до смешного малое количество вещества —
возможно, всего лишь 1 унция (28,3495 г). Как любит повторять
Гут, «Вселенная может быть бесплатным завтраком». Эта идея была
впервые предложена физиком Эдвардом Трайоном из Хантер-кол-
леджа Нью-Йоркского университета, в работе, опубликованной
журналом «Нэйчер» (Nature) в 1973 году. Он предположил, что
Вселенная — это нечто, «что происходит время от времени» вслед-
ствие квантовых флуктуации в вакууме. (Хотя общее количество ве-
щества, необходимого для создания Вселенной, может быть близким
к нулю, вещество может быть сжато до невероятной плотности, как
мы увидим в главе 12.)

Подобно мифу о Пань-гу, это является примером космологии
creatio ex nihilo. Хотя теория о Вселенной-из-ничего не может быть
доказана традиционными методами, она все же помогает ответить
на практические вопросы о существовании Вселенной. К примеру,
вращается ли Вселенная вокруг своей оси? Все, что мы видим вокруг,
вращается — от волчков, ураганов, планет и галактик до квазаров.
Кажется, это универсальная характеристика вещества во Вселенной.
Но сама Вселенная не вращается. Когда мы смотрим на галактики в
небесах, их общее вращение сводится к нулю. (Это довольно удачно,
потому что, как мы увидим в главе 5, если бы Вселенная действитель-
но вращалась, то путешествие во времени стало бы делом обычным
и запись истории была бы невозможной.) Причиной, по которой
наша Вселенная не вращается, может быть то, что она возникла из
ничего. Поскольку вакуум не вращается, мы не ждем, что в нашей
Вселенной возникнет какое-нибудь суммарное вращение. По сути,
все вселенные-пузырьки в Мультивселенной могут иметь нулевое
вращение.

Почему положительный и отрицательный электрические за-
ряды сбалансированы? Обычно, рассуждая о космических силах,
управляющих Вселенной, мы больше думаем о гравитации, нежели
о силе этого электромагнитного взаимодействия, хотя сила гравита-
ции бесконечно меньше силы электромагнитного взаимодействия.
Причиной является совершенный баланс между положительным и


отрицательным зарядами. В результате общий заряд Вселенной, ви-
димо, нулевой, и кажется, что во Вселенной преобладает гравитация.

Хотя мы принимаем это как должное, явление нейтрализации
положительных и отрицательных зарядов довольно любопытно и
было экспериментально проверено с точностью до 10~21. (Конечно,
существует местный дисбаланс зарядов, а потому мы периодически
имеем дело с молниями. Но общее количество зарядов, даже для гроз,
сводится к нулю.) Если бы разница между положительными и отрица-
тельными зарядами в вашем теле составляла хотя бы 0,00001 %, то вас
мгновенно разорвало бы в клочья, а электрическая сила выкинула бы
части вашего тела в открытый космос.

Ответом на эти загадки, в течение долгого времени терзавшие
ученых, может служить то, что Вселенная произошла из ничего.
Поскольку у вакуума общее вращение и заряд равны нулю, то у любой
дочерней Вселенной, выпрыгнувшей из ничего, вращение и заряд
также должны быть нулевыми.

Существует одно бесспорное исключение из этого правила^.
Этим исключением является тот факт, что Вселенная состоит по
большей части из вещества, а не из антивещества. Поскольку веще-
ство и антивещество противоположны (при этом антивещество име-
ет в точности противоположный веществу заряд), мы могли бы пред-
положить, что при Большом Взрыве возникло равное количество
вещества и антивещества. Однако проблема в том, что при контакте
вещество и антивещество уничтожат друг друга во взрыве гамма-
лучей. Таким образом, мы вообще не должны были бы существовать.
Вселенная была бы беспорядочным скоплением гамма-лучей, а не
изобиловала бы обычным веществом. Если бы Большой Взрыв был
полностью симметричен (или произошел из ничего), то нам следо-
вало бы ожидать образования одинакового количества вещества
и антивещества. Так почему же мы все-таки существуем? Решение,
предложенное русским физиком Андреем Сахаровым, состоит в
том, что Большой Взрыв вовсе не был абсолютно симметричным.
Крошечное количество симметрии между веществом и антивеще-
ством было нарушено в момент создания, а потому вещество стало
доминировать над антивеществом и это сделало возможным суще-
ствование Вселенной, которую мы видим вокруг себя. (Симметрия,
нарушенная в момент Большого Взрыва, называется СР-симметрией


(CP-symmetry), это симметрия равенства противоположных заря-
дов и равенства частиц вещества и антивещества.) Если Вселенная
произошла из «ничего», то, возможно, «ничто» не было совсем
пустым, но содержало в себе небольшое количество нарушения сим-
метрии, что объясняет небольшое преобладание вещества над анти-
веществом в наши дни. Происхождение этого нарушения симметрии
и до сих пор неизвестно.

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 239. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.021 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7