har universet eksisteret for evigt? Hvis så, måske er det blevet hoppe frem og tilbage i en uendelig cyklus af big bangs, hvor alle spørgsmål bobler ud af en singularitet, efterfulgt af stor crunches, hvor alt bliver slugt op igen til form, at tætte tidspunkt, hvor universet er født igen. Og cyklussen fortsætter igen og igen og igen.,

matematikken i disse teorier har imidlertid aldrig rigtig udarbejdet på en måde, der kunne fortælle os, om vores univers er cyklisk eller har en begyndelse og en ende. Men for nylig har et team af teoretikere påberåbt sig kraften i den såkaldte strengteori til at løse nogle grundlæggende gåder i det tidlige univers. Resultatet kunne give os det teoretiske skub, der var nødvendigt for at opbygge et univers fra bunden og dermed yde støtte til et gentagende univers.,

Relateret: Fra Big Bang til stede: snapshots af vores univers gennem tiden

at Male det billede

Hvis du ønsker at bygge din egen teoretiske model af universet, være min gæst. Ingen vil nogensinde stoppe dig fra at lave din egen kosmologi. Men hvis du vil spille universets spil, skal du spille efter dets regler. Det betyder, at uanset hvad din model af kosmos indeholder, er du nødt til at konfrontere nogle kolde, hårde observationelle beviser.,

for eksempel ved vi, at vi lever i et ekspanderende univers, hvor galakser og stjerner flyver væk fra os med en stadigt stigende hastighed. Forskere kan fortælle det ved at bruge forskellige typer teknikker til at beregne, hvor hurtigt galakser på forskellige afstande fra os bevæger sig væk. Vi har også billeder af babyuniverset, da det bare var 380.000 år gammelt (og jeg mener virkelig “baby”, da universet i øjeblikket er 13,8 milliarder år gammelt).,

inden for det babybillede ser vi interessante mønstre — små pletter og pletter, der afslører eksistensen af små temperatur-og trykforskelle i det unge Univers.

Vi er i stand til at forklare alle disse observationer (og meget mere) med hvad der kaldes Big Bang kosmologi, plus en ekstra idé, kendt som inflation, som er en proces, som vi tror, der skete, da universet var mindre end et sekund gammel., Under denne proces (som i sig selv varede i den mindste spalte af et sekund) blev universet meget, meget større, idet kvanteforskelle og gjorde dem større i processen. Disse forskelle voksede til sidst, da lidt tættere patches havde lidt stærkere tyngdekraft, hvilket gjorde dem større. Over tid, vil disse forskelle blev stor nok til at udskrive sig selv som plamager i baby billede af universet (og milliarder af år senere, ting som stjerner og galakser, men det er en separat historie).,

King of the early universe

træt af Big Bang-teorien og vil have din egen version af kosmologi? Det er fint, men du bliver nødt til at forklare ting som universets udvidelse og splotches i babybilledet af kosmos. Med andre ord skal du gøre et bedre stykke arbejde med at forklare universet end inflationen gør.

dette virker let, men det er det ikke., Trykket, densiteten og temperaturforskellene i Universets tidlige år har bedeviled mange alternative kosmologier, herunder en af de mest populære let ‘ s-go-bigger-than-the-big-bang ideer, kendt som (er du klar til dette), Ekpyrotic universe. Ordet ekpyrotic kommer fra det græske for ord for “forbrænding”, der henviser til en gammel filosofisk ID.om et konstant gentagende univers.

i det ekpyrotiske scenarie gentager universet … konstant., Under dette perspektiv er vi i øjeblikket i en “bang” – fase, som til sidst (på en eller anden måde) vil bremse, stoppe, vende og knuse tilbage til utroligt høje temperaturer og tryk. Derefter vil universet (på en eller anden måde) hoppe tilbage og antændes igen i en ny big bang-fase.

problemet er, at det er svært at replikere pletterne og pletterne i babybilledet af universet i et Ekpyrotisk univers., Når vi forsøger at sammensætte en vag fysik for at forklare crunch-bounce-bang-cyklen (og jeg understreger “vag” her, fordi disse processer involverer energier og skalaer, som vi ikke engang kommer tæt på forståelse med kendt fysik), kommer alt bare ud for … glat. Ingen bump. Ingen bølger. Ingen pletter. Ingen forskelle i temperatur, tryk eller densitet.

og det betyder ikke bare, at teorierne ikke matcher observationer af det tidlige univers. Det betyder, at disse kosmologier ikke fører til et univers fyldt med galakser, stjerner eller endda mennesker.,

så det er lidt af en bummer.

relateret: Hvordan vil universet ende?

S-brane redder dagen

navnet på spillet i de sidste par år af Ekpyrotic teorier er at forsøge at matche de samme observationer, at inflationen gør. I det seneste forsøg på at overvinde denne hindring og gøre ekpyrotiske kosmologier i det mindste noget respektable, påberåber et forskerhold ingen ringere end S-brane.

højre. S-branes. Så du har hørt om strengteori, ikke?, Det er universet af grundlæggende fysik, hvor hver partikel virkelig er en lille, vibrerende streng. Men for et par år siden indså teoretikere, at strengene ikke behøver at være endimensionelle. Og det navn, de giver til en flerdimensionel streng? En brane.

hvad angår “s” – delen? Nå kan de fleste braner i strengteori strejfe frit rundt gennem både rum og tid, men den hypotetiske s-brane kan kun eksistere på et øjeblik i tiden, under meget specielle forhold.,

I denne nye Ekpyrotic scenarie, da universet var på sit mindste og tætteste konfiguration muligt, en S-brane syntes, at det udløser re-udvidelse af et kosmos er fyldt med stof og stråling (big bang) og med små variationer i temperatur og tryk (der giver anledning til de kendte plamager i baby billeder af universet). Det er, hvad tre fysikere foreslår i et nyt papir, der blev offentliggjort online i juli til preprint-serveren ar .iv, hvilket betyder, at papiret endnu ikke er peer-Revie .et.

er denne ide korrekt? Hvem ved., Stringteori er for nylig på tynd teoretisk is, da eksperimenter som dem ved Large Hadron Collider ikke har fundet nogen antydninger til en teori kendt som supersymmetri, hvilket er en kritisk understøttelse af strengteori . Og begrebet S-branes er i sig selv en kontroversiel id.inden for strengteori-samfundet, da det ikke er nøjagtigt kendt, om branes kun ville have lov til at eksistere på et øjeblik.,

Der er også det faktum, at ikke kun universet, som vi kender det, udvides, men det accelererer i sin ekspansion, uden noget tegn på, at det sænker (endsige kollapser) når som helst snart. At finde ud af, hvad der kunne få det til at ramme bremserne og vende kursen, derefter, er vanskeligt.alligevel er ekpyrotiske (og andre) ideer værd at udforske, fordi de tidligste øjeblikke i universet giver nogle af de mest forvirrende og udfordrende spørgsmål til moderne fysik.

Paul M., Sutter er astrofysiker ved SUNY Stony Brook og Flatiron Institute, vært for Ask a Spaceman and Space Radio, og forfatter af dit sted i universet.

oprindeligt offentliggjort i Live Science.