Leis de física quântica podem excluir um universo prematuro

Nosso universo está se expandindo, então ele pode voltar a um pequeno ponto, experimentando uma espécie de grande explosão repetidamente? Provavelmente não, de acordo com uma análise matemática que argumenta que as leis da física proíbem um universo tão cíclico.

Um momento importante na vida de um universo cíclico, um grande salto, uma alternativa à grande explosão como o início do universo conhecido. O Big Bang começa com a singularidade – a substância e a energia têm um ponto tão ocupado que a gravidade se torna forte o suficiente para superar as leis da física como as entendemos – então uma infinita expansão externa. Mas se o universo começar com um grande salto, podemos olhar além do que pensamos como o começo, e podemos ver outro universo que contrata para criar um ponto incrivelmente intensivo antes de retornar ao universo em expansão em que vivemos hoje.

Portanto, a questão de saber se o tempo deve começar com a singularidade é o centro para determinar a história e o destino do nosso cosmos. Se o grande salto foi o começo do nosso universo, poderia fazer parte do nosso futuro. A primeira pista sobre se isso é possível é a primeira pista de que Roger Penrose, na Universidade de Oxford, prova que a relatividade geral – nossa melhor teoria da gravidade – sempre prova que está quebrada. Ele estava estudando buracos negros, onde a gravidade era forte o suficiente para quebrar o tecido do espaço-tempo. Penrose mostrou que isso é inevitável: quando a gravidade se torna extremamente forte, as singularidades não podem ser evitadas.

Agora, Raphael Bousso Berkeley, da Universidade da Califórnia, acrescentou um componente importante para fortalecer essa descoberta. A análise explica o quantum do universo.

O trabalho de Penrose não incluiu teoria quântica e bousso, cálculos pioneiros passados Na parede Na Universidade de Cambridge, ele foi considerado apenas como uma gravidade muito fraca. A análise de Bousso não restringe o poder da gravidade e diz que “a exclui categoricamente. Segundo ele, seu trabalho prova que a singularidade no Big Bang é inevitável.

“Esta é uma generalização muito importante do teorema original de Penrose e a extensão da parede”, diz ele. Onkar Parrikar Índia no Tata Basic Research Institute.

Chris Akers A Universidade do Colorado diz que Boulder diz que é um grande passo à frente porque se aplica a mais “muito mais física quântica Öneminden do que estudos anteriores. Ele diz que o novo trabalho coloca os grandes modelos de salto em um“ ponto mais rigoroso ..

Os cálculos de Bousso são baseados na segunda segunda termodinâmica generalizada que expande a segunda lei padrão para descrever o comportamento da entropia dentro e ao redor de buracos negros. Esta versão generalizada ainda não foi comprovada, o que cria ceticismo sobre os efeitos do trabalho no grande salto, ele diz Surgeet Rajendran Na Universidade de Johns Hopkins, em Maryland.

Em 2018, Rajendran e seus colegas construíram um modelo matemático de um universo saltador que circulava as restrições de teoremas, como a de Bousso. No entanto, ele continha mais dimensões do espaço-tempo do que observamos até agora, o que deixou algumas perguntas abertamente sobre isso.

“Compreender nossa história cósmica é um dos esforços científicos mais importantes para entender nossa história cósmica e cenários alternativos, como o grande salto, precisa ser cuidadosamente considerado”, diz ele.

Jackson Fliss Ele diz que há efeitos quânticos na Universidade de Cambridge, que espirra cenários cósmicos e geralmente ajuda o universo a longe de um ponto movimentado. A exclusão desses cenários aumenta nossa compreensão de como a gravidade quântica é. e pode nos ajudar a determinar “Se realmente precisamos de gravidade quântica para descrever completamente os interiores de buracos negros ou grandes explosões, ou ele diz.

Rajendran diz que a maneira mais precisa de determinar se nosso universo experimentou um salto cósmico será as observações das ondas de gravidade. Essas flutuações no espaço-tempo podem transportar as assinaturas do salto, mas no momento, os detectores de ondas de gravidade estarão em frequências inacessíveis. Os detectores futuros podem escolher essas frequências, mas não está claro se algumas das atualizações planejadas para os detectores nos Estados Unidos serão realizados devido aos cortes no orçamento propostos pelo governo Trump.

“Isso é uma pergunta, gentil o suficiente para produzir um sinal grande o suficiente (para detecção), e o mundo é suficiente para permitir que os cientistas construam esses experimentos?” diz Rajendran.