تانگو کیهانی بین بسیار کوچک و بسیار بزرگ

در حالی که انیشتین نظریه نسبیت عام می توانید توضیح دهید که یک آرایه بزرگ از جذاب اختر فیزیک و کیهان شناسی, پدیده, برخی از جنبه های خواص از جهان در بزرگترین مقیاس یک راز باقی می ماند. یک مطالعه جدید با استفاده از حلقه کوانتومی کیهان شناسی--یک نظریه است که با استفاده از مکانیک کوانتومی به گسترش گرانشی فیزیک فراتر از انیشتین نظریه نسبیت عام--حساب برای دو رمز و راز است. در حالی که تفاوت در نظریه رخ می دهد در ریزترین مقیاس--بسیار کمتر از حتی یک پروتون--آنها باید عواقب در بزرگترین در دسترس مقیاس در جهان است. در این بررسی که به نظر می رسد آنلاین 29 جولای در مجله Physical Review Lettersنیز فراهم می کند پیش بینی های جدید در مورد جهان که در آینده ماموریت های ماهواره ای می تواند تست.

در حالی که زوم کردن تصویر از جهان به نظر می رسد نسبتا یکنواخت آن را در مقیاس بزرگ در یک ساختار به عنوان مثال از آنجا که کهکشان ها و ماده تاریک هستند یکنواخت توزیع شده در سراسر جهان است. منشاء این ساختار ترسیم شده است به inhomogeneities مشاهده شده در ریزموج زمینه کیهانی (CMB)--تابش بود که ساطع زمانی که جهان شد 380 هزار سال جوان که ما هنوز هم می توانید ببینید امروز. اما CMB خود را تا سه گیج کننده ویژگی های که در نظر گرفته ناهنجاری چرا که آنها دشوار است برای توضیح استفاده از شناخته شده فیزیک.

"در حالی که از دیدن یکی از این ناهنجاری ممکن است که از نظر آماری قابل توجه از دیدن دو یا بیشتر با هم نشان می دهد ما در زندگی استثنایی جهان" گفت: Donghui Jeong, دانشیار استاد نجوم و اختر فیزیک در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و نویسنده این مقاله است. "یک مطالعه اخیر در مجله طبیعت نجوم پیشنهاد یک توضیح برای یکی از این ناهنجاری که مطرح شده تا بسیاری از اضافی نگرانی آنها پرچم یک بحران ممکن است در کیهان شناسی.' با استفاده از کوانتوم حلقه کیهان شناسی ما باید حل و فصل دو تا از این ناهنجاری به طور طبیعی اجتناب از آن بحران بالقوه است."

تحقیقات بیش از سه دهه گذشته تا حد زیادی بهبود درک ما از جهان اولیه از جمله چگونه inhomogeneities در CMB تولید شد در وهله اول. این inhomogeneities یک نتیجه اجتناب ناپذیر نوسانات کوانتومی در جهان اولیه. در طول یک بسیار شتاب فاز توسعه در زمانهای خیلی زود--شناخته شده به عنوان نرخ تورم--این کهن ناچیز نوسانات کشیده شد ، تحت گرانش را تحت تاثیر قرار و کشت مشاهده inhomogeneities در CMB.

"به درک چگونه ازلی دانه به وجود آمد ما نیاز به یک نگاه دقیق تر در جهان اولیه که در آن انیشتین نظریه نسبیت عام می شکند" گفت: Abhay Ashtekar اوان Pugh استاد فیزیک دارنده Eberly خانواده صندلی در فیزیک و مدیر Penn State موسسه گرانش و کیهان. "استاندارد تورمی پارادایم بر اساس نسبیت عام رفتار فضا و زمان به عنوان صاف و پیوسته. در نظر گرفتن یک پیراهن که به نظر می رسد مانند یک سطح دو بعدی اما در بازرسی نزدیک تر شما می توانید ببینید که در آن بافته شده توسط پر بسته بندی شده یک بعدی موضوعات. در این روش بافت فضا زمان است که واقعا بافته شده توسط کوانتومی موضوعات. در حسابداری برای این موضوعات حلقه کیهانشناسی کوانتومی اجازه می دهد تا ما را به فراتر از زنجیره شرح داده شده توسط نسبیت عام که در آن انیشتین فیزیک معافیت های پایین--برای مثال فراتر از انفجار بزرگ."

محققان تحقیقات قبلی به جهان اولیه جایگزین این ایده از یک بیگ بنگ تکینگی که در آن جهان ظهور از هیچ چیز, با, بزرگ, گزاف گویی, که در آن زمان در حال گسترش در جهان پدید آمده از یک فوق فشرده توده که ایجاد شد زمانی که جهان قرارداد در قبل آن مرحله ، آنها دریافتند که تمام مقیاس بزرگ سازه های جهان به حساب توسط نسبیت عام هستند به همان اندازه توضیح داد: تورم پس از این جهش بزرگ با استفاده از معادلات حلقه کوانتومی کیهانشناسی.

در مطالعه جدید محققان مشخص شد که نرخ تورم در حلقه کوانتومی کیهانشناسی نیز برطرف دو از عمده ناهنجاری که به نظر می رسد تحت نسبیت عام.

"ازلی نوسانات ما در حال صحبت کردن در مورد رخ می دهد فوق العاده کوچک مقیاس پلانک" گفت: Brajesh Gupt یک پژوهشگر فوق دکترا در پن استیت در زمان تحقیق و در حال حاضر در تگزاس پیشرفته مرکز محاسبات دانشگاه تگزاس در آستین. "یک طول پلانک است حدود 20 سفارشات از قدر کوچکتر از شعاع پروتون. اما اصلاحات به تورم در این unimaginably مقیاس کوچک و همزمان توضیح دو ناهنجاری در بزرگترین مقیاس در جهان در تانگو کیهانی بسیار کوچک و بسیار بزرگ است."

محققان همچنین تولید پیش بینی های جدید در مورد بنیادی کیهانی پارامتر و ازلی امواج گرانشی است که می تواند آزمایش می شود در آینده ماموریت های ماهواره ای از جمله LiteBird و کیهانی ریشه اکسپلورر که ادامه خواهد داد به بهبود درک ما از جهان اولیه.

###

در علاوه بر این به Jeong, Ashtekar و Gupt این تیم تحقیقاتی شامل V. Sreenath در موسسه ملی فناوری کارناتاکا در Surathkal هند. این کار با حمایت بنیاد ملی علوم ناسا پن استیت Eberly دانشکده علوم و اینتر-دانشگاه مرکز نجوم و اختر فیزیک در پونا هند است.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.