Was wäre, wenn das Universum keinen Anfang hätte?
Die meisten von uns verstehen den Urknall als die Idee, dass unser gesamtes Universum von einem einzigen Punkt ausging, was Astrophysiker eine „Singularität“ nennen. Aber laut einer neuen Studie brauchen wir möglicherweise keine Singularität, um einen Urknall zu haben. Bild übermondolithic.com
Siehst du das?Geschichtendiese Woche, was darauf hindeutet, dass der Urknall nicht stattgefunden hat? Laut Astrophysiker Brian Koberlein – ein großartiger Wissenschaftskommunikator am Rochester Institute of Technology mit einembeliebte Seite auf G+– das ist nicht ganz das, was die neue Forschung (erschienen Anfang Februar 2015 Physics Letters B, hat vorgeschlagen. Die neue Studie deutet nicht darauf hin, dass es keinen Urknall gab, sagt Koberlein. Es deutet darauf hin, dass der Urknall nicht mit a begannSingularität– ein Punkt in der Raumzeit, an dem Materie unendlich dicht ist, wie im Zentrum eines Schwarzen Lochs. Wie kann das sein? Koberleinerklärt auf seiner Website:
Der Haken daran ist, dass das Modell durch die Eliminierung der Singularität vorhersagt, dass das Universum keinen Anfang hatte. Es existierte für immer als eine Art Quantenpotential, bevor es in den heißen, dichten Zustand „kollabierte“, den wir den Urknall nennen. Leider verwechseln viele Artikel „keine Singularität“ mit „kein Urknall“.
Das neue Modell – in dem unser Universum keinen Anfang und kein Ende hat – stammt von Ahmed Farag Ali von der Benha University in Ägypten und Co-Autor Saurya Das von der University of Lethbridge in Alberta, Kanada. Ihr Beitrag befasst sich mit einem Ergebnis aus Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, bekannt als dieRaychaudhuri-Gleichung. Koberlein sagt:
Im Grunde beschreibt seine Gleichung, wie sich ein Materievolumen im Laufe der Zeit ändert. Es ist also eine großartige Möglichkeit, um herauszufinden, wo physikalische Singularitäten in Ihrem Modell existieren. Aber anstatt die klassische Raychaudhuri-Gleichung zu verwenden, verwenden die Autoren eine Variation mit ein paar Quantenoptimierungen. Dieser Ansatz wird oft als halbklassisch bezeichnet …
Das Ergebnis ist, dass diese Arbeit eine anfängliche Singularität des Urknalls überflüssig macht. Das heißt, es macht einen einzigen unendlich dichten Punkt überflüssig, von dem unser Universum vor etwa 13,8 Milliarden Jahren ausging. Der Urknall selbst kann jedoch nach diesem Modell immer noch stattgefunden haben. Koberlein sagt:
Der Urknall wird oft als eine Art Explosion von einem Anfangspunkt aus dargestellt, aber tatsächlich geht das Urknallmodell einfach davon aus, dass das Universum extrem heiß und dicht war, als das Universum jung war. Das Modell macht bestimmte Vorhersagen, wie die Existenz eines thermischen kosmischen Hintergrunds, die Ausdehnung des Universums, die Fülle von Elementen usw. All dies hat die Beobachtung mit großer Präzision abgestimmt. Der Urknall ist eine robuste wissenschaftliche Theorie, die nicht verschwinden wird, und dieses neue Papier stellt ihre Legitimität nicht in Frage.
Ein attraktives Merkmal des neuen Papiers ist, dass es auch akosmologische Konstante, ein Konzept, das ursprünglich 1917 von Albert Einstein eingeführt wurde. Einstein fügte hinzu akosmologische Konstantezu seiner allgemeinen Relativitätstheorie das Universum statisch halten, anstatt sich auszudehnen, aber er gab das Konzept später als seinen 'größten Fehler' auf, nachdem Edwin Hubble 1929 entdeckt hatte, dass sich alle Galaxien außerhalb unserer Lokalen Gruppe voneinander entfernen. Die Idee einer kosmologischen Konstante wurde für einige Jahrzehnte verworfen, aber seit den 1990er Jahren haben Entwicklungen in der Kosmologie die Idee wiederbelebt, dass wir eine brauchen, um das Universum, wie wir es beobachten, zu erklären.Im neuen Modell von Ali und Das, liefert eine kosmologische Konstante einen vorgeschlagenen Mechanismus für das mysteriösedunkle Energiebekannt dafür, den Weltraum zu durchdringen und eine beobachtete Beschleunigung der Expansion des Universums zu verursachen.
Die Urknalltheorie ist also lebendig und wohlauf. Und Koberlein sagt:
Obwohl dies ein interessantes Modell ist, sollte beachtet werden, dass es sehr einfach ist. Eher ein Proof of Concept als alles andere. Es sollte auch beachtet werden, dass es keine neue Idee ist, die Urknall-Singularität durch eine ewige Geschichte zu ersetzen. VieleInflationsmodelle, zum Beispiel ähnliche Vorhersagen machen.
Dennoch wird es interessant sein zu sehen, ob dieses Modell das Interesse der Kosmologen weckt und letztendlich dazu beiträgt, unser Denken über eine Urknall-Singularität zu ändern, die seit unserer Geburt die meiste Zeit unseres Lebens eine Tatsache ist. Große Ideen wie diese ändern sich, und es wird Spaß machen zu sehen, ob dies der Fall ist!
Größer anzeigen.| Zeitlinie des Universums über das NASA/WMAP Science Team
Fazit: Die meisten von uns verstehen den Urknall als die Idee, dass unser gesamtes Universum von einem einzigen Punkt ausgeht, was Astrophysiker als „Singularität“ bezeichnen. Aber laut einer neuen Studie von Ahmed Farag Ali in Ägypten und Co-Autor Saurya Das in Kanada brauchen wir möglicherweise keine Singularität, um einen Urknall zu haben. Der Haken dabei – so der Astrophysiker Brian Koberlein – ist, dass dieses Modell ohne die Singularität voraussagt, dass das Universum keinen Anfang hatte. Es existierte für immer als eine Art Quantenpotential, bevor es in den heißen, dichten Zustand kollabierte, den wir den Urknall nennen.
ÜberPhys.orgund AstrophysikerBrian Koberlein.