Bugun kuzatayotgan Koinot birinchi yulduzlar paydo bo'lishidan ancha uzoq vaqt oldin sodir bo'lgan bir qator voqealar natijasida paydo bo'ldi. Olimlar juda kichik kvant tebranishlari qanday qilib deyarli bir xil kosmik muhitni hozir ko'rayotgan galaktikalar bilan boy tasvirga aylantirishiga yordam berganini o'rganmoqdalar.
The Conversation nashrida e'lon qilingan maqolada, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea nazariy fizika professori Rut Laskoz quyidagilarni tushuntiradi: issiq Buyuk portlashdan oldingi davr kosmik tuzilmalar kelib chiqishi haqida muhim ishoralarni o'z ichiga oladi.
Mutlaqo bo'sh fazo konsepsiyasi kvant mexanikasi tamoyillarga zid keladi. Hatto shunday deb ataladigan vakuum ham kichik energiya o'zgarishlariga ega edi, bu esa Koinotning dastlabki evolyutsiyasiga ta'sir qilishi mumkin edi. Issiq Buyuk portlash bosqichi oldin kosmos birinchi plazmadan iborat edi, u yerda zarrachalar doimiy ravishda o'zaro ta'sirlashardi. Fazoning kengayishi bilan bu o'zaro ta'sirlar zaiflashdi va ba'zi zarrachalar erkin harakatlanishni boshladi.
Muhim jihatlardan biri kengayish boshlanganidan taxminan bir soniya o'tgach sodir bo'lgan neytrinolar ajralib chiqishidir. Bu elementlar hali ham o'rganilmoqda, chunki ular fizikaning fundamental muammolaridan birini tushuntirishga yordam berishi mumkin: nima uchun Koinotda antimaddadan sezilarli darajada ko'proq modda mavjud. Ikkinchi muhim bosqich esa taxminan 380 ming yil o'tgach yuz berdi, bu paytda fotonlar plazmadan to'siqsiz o'tib bera oldi. Bu qadimgi yorug'lik bugun qoldiq mikroto'lqinli nurlanish sifatida kuzatiladi.
Issiq Buyuk portlashdan oldin Koinot, taxminan, inflatsiya deb nomlanuvchi juda tez kengayish bosqichidan o'tgan. Garchi bu davr yarim soniyadan kamroq davom etgan bo'lsa-da, u kosmoni tartibga solish uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega bo'ldi. Ushbu kengayish davrida mayda kvant fluktuatsiyalari kattalashtirildi va mikroskopik hodisalar bo'lib qolmadi. Ular zichlik farqlariga aylandi, bu esa tortish kuchi ta'sirida bizga tanish tuzilmalarni hosil qildi.
Bu fluktuatsiyalarning natijalari orasida quyidagilar sanaladi: modda konsentratsiyasi oshgan hududlarning hosil bo'lishi; birinchi tortish markazlari paydo bo'lishi; yulduzlar va galaktikalarning rivojlanishi; shuningdek, Koinotning katta miqyosdagi tuzilmalarining paydo bo'lishi.
Bu kichik notekisliklar butunlay yo'qolmagan. Ular Koinotning eng dastlabki lahzalari 'fosil'i hisoblanadigan qoldiq nurlanishda iz qoldirdi. Kvant tasodifidan kelib chiqqan fluktuatsiyalarning mavjudligi katta miqyosdagi har qanday tuzilmaning paydo bo'lishi uchun minimal shartdir.
Tadqiqotchi ushbu boshlang'ich bosqichni tushunish, tabiatning turli kuchlari qanday hamkorlik qilib hozirgi Koinotni shakllantirishga yordam berganini aniqlash urinishi ekanligini ta'kidlaydi. Gravitatsiya va kvant fizikasini to'liq birlashtira oladigan nazariya hozircha mavjud bo'lmasa-da, bu qadimgi izlarni o'rganish olimlarga ilmiyning eng hayajonli hikoyalaridan birini qayta tiklash imkonini beradi: qanday qilib kichik ko'rinmaydigan tebranishlar bugun kuzatayotgan ulkan kosmosga boshlanish berdi.
Bir fizik to'liq izolyatsiya qilingan kvant tizimidan vaqtning paydo bo'lishini tajribaviy ravishda kuzatishni amalga oshirdi, shu bois 'mini-kointerni' qurdi. Ushbu tajriba vaqt qanday mavjud bo'lishi mumkinligiga oid fundamental savolni ko'taradi, agar koinot tashqi havolalarga ega bo'lmasa.
Birmingham universiteti eksperimental fizigi Giovanni Barontini 11-iyunda Physical Review Research jurnalida yangi tadqiqotni nashr etdi. Ushbu noyob tajribani amalga oshirish uchun u o'z mini-kointernisini sozlash maqsadida juda sovuq atomlar bulutidan foydalangan. Tizim shunday darajada izolyatsiya qilindiki, koinot kabi, vaqtinchalik havolaga xizmat qilishi mumkin bo'lgan tashqi element yo'q edi.
Barontini tizimni ikki qismga ajratib, ulardan birini, 'qora sektor' deb nomlanganini e'tiborsiz qoldirishga qaror qildi, bu esa vaqtning butunlay tizim ichida kelib chiqishi mumkinligini isbotlash uchun edi. Natijalar koinotning vaqt o'lchami nimaga ega ekanligi haqidagi sababni amaliy jihatdan birinchi marta tekshiradi.
Ushbu ish taxminan olti o'n yillik davr davomida fizik hamjamiyatni hayratga solgan dilemmaga oid. Kvant gravitatsiyaning asosiy qismi bo'lgan Wheeler-DeWitt tenglamasi – bu Einsteinning tortishuv nazariyasini kvant mexanikasi bilan uyg'unlashtirishga bag'ishlangan soha – koinotni hech qanday tashqi vaqt parametriga ega bo'lmagan yopiq to'plam sifatida modellashtiradi. Bu bizning vaqtni idrok etishimizning kelib chiqishi haqida savol tug'diradi.
Relativistik vaqt nazariyasi vaqtning realiyatning birinchi navbatdagi xususiyati emas, balki koinotning ichki o'zaro ta'sirlaridan paydo bo'ladigan narsa ekanligini taklif qiladi, bunda tizimning bir qismi ikkinchisiga soat vazifasini bajaradi. Biroq, bu gipoteza laboratoriya muhitida bevosita tekshirilmagan edi.
Barontinining ilhomi shaxsiy kuzatuvdan kelib chiqqan: u o'g'lining qurilish kitlari bilan o'ynayotganini ko'rdi, bu unga jarayon o'z laboratoriyalarida yaratilayotgan haqiqatning kichik nusxalaridan foydalanishi bilan bog'liq holatga o'xshashligini o'ylashga undadi.
Mustaqil koinotni simulyatsiya qilish uchun Barontini kondensatni tuzoqqa joylashtirdi va uni nozik lazer nurushi bilan ikki qismga ajratdi. U 'yorqin sektor' deb nomlangan yarmini diqqat bilan kuzatib bordi, shu bilan birga boshqasini, 'qora sektor'ni qasddan e'tiborsiz qoldirdi.
'Yorqin sektor'dagi atomlar tuzoq ichida davriy ravishda tebranishdi, to'siq orqali o'tib, qaytdi. Barontini atomlar yorqin sektorga kirib keladigan lahzalarni 'Buyuk Portlash' deb, va bo'shashish lahzalarini esa koinotning yakuniy qulashi nazariyasiga bog'liq bo'lgan 'Buyuk Qichqiriq' deb nomladi.
Keyinchalik, u atomlar o'tishi paytida ikki yarim o'rtasidagi entropiya uzatilishini – tizimdagi tartibsizlik yoki energiya tarqalishining metrikasini – kuzatdi. Voqealar ketma-ketligini laboratoriya vaqtiga tayanmasdan, u 'entropik vaqt'ni belgiladi, bu vaqt faqat tizimning ikki yarmi orasidagi entropiya oqimi bilan aniqlangan soat edi: entropiya almashinuv bo'lganda vaqt oldinga siljidi va u yo'qligida to'xtadi.
Barontinining eng sezilarli jihati barcha elementlarning qanchalik uyg'unlikda joylashgani edi. Ichki entropik vaqt yorqin sektoridagi voqealarni bashorat qilinadigan tarzda tashkil qildi, tajribada kuzatilgan tartibni aks ettirdi. Ushbu ish kvant kosmologiyasi va termodinamikada o'nlab yillar davomida muhokama qilingan tushunchalarning amaliy tasdiqidir. Vaqt bir illyuziya ekanligi haqida qat'iy bayon bo'lmasa-da, bunday g'oyalar laboratoriyada miqdoriy va bevosita sinovdan o'tgan birinchi holat hisoblanadi.
