Циклдік модель - Cyclic model

A циклдік модель (немесе тербелмелі модель) кез-келгені космологиялық модельдер онда ғалам өзін-өзі қамтамасыз ететін шексіз немесе белгісіз циклдардан кейін жүреді. Мысалы, тербелмелі ғалам теориясын қысқаша қарастырған Альберт Эйнштейн 1930 жылы ғаламның теориясын кейіннен мәңгілік тербелістер қатары, әрқайсысы а-дан басталады Үлкен жарылыс және а-мен аяқталады Үлкен дағдарыс; аралықта ғалам болар еді кеңейту белгілі бір уақыт аралығында гравитациялық тартылыс оны қайтадан құлап, а секіру.

Шолу

1920 жылдары теориялық физиктер, ең бастысы Альберт Эйнштейн, ғаламның циклдік моделін ан моделіне (мәңгілік) балама ретінде қарастырды ғаламды кеңейту. Алайда, жұмыс жасаңыз Ричард С.Толман 1934 жылы бұл алғашқы әрекеттер циклдік проблемаға байланысты сәтсіз болғанын көрсетті: сәйкес Термодинамиканың екінші заңы, энтропия тек ұлғаюы мүмкін.^[1] Бұл дәйекті циклдардың ұзағырақ және үлкен болатындығын білдіреді. Уақытты артқа экстраполяциялау, осы кезеңге дейінгі циклдар қысқарады және кішірейеді, қайтадан Үлкен жарылыспен аяқталады және осылайша оны алмастырмайды. Бұл таңқаларлық жағдай жақында ашылған ХХІ ғасырдың басына дейін көптеген онжылдықтар бойы сақталды қара энергия компонент дәйекті циклдік космологияға жаңа үміт берді.^[2] 2011 жылы 200000 галактиканы және 7 миллиард жылдық ғарыштық уақытты қамтитын бес жылдық зерттеу «қара энергия біздің ғаламды жылдамдықпен алшақтатады» деп растады.^[3]^[4]

Бір жаңа циклдік модель кебек космологиясы моделі ғаламды құру, ертерегінен алынған экпиротикалық модель. Ол 2001 жылы ұсынылған Пол Штейнхардт туралы Принстон университеті және Нил Турок туралы Кембридж университеті. Теория ғаламның уақыт ішінде бір рет емес, бірнеше рет жарылып кетуін сипаттайды.^[5]^[6] Теория энергияның итергіш түрінің неге деп аталатындығын түсіндіруі мүмкін космологиялық тұрақты ғаламның кеңеюін жеделдетіп отырған, шамасы стандарт бойынша болжанғаннан бірнеше рет кіші Үлкен жарылыс модель.

Ұғымына сүйенетін басқа циклдік модель елес энергия 2007 жылы Лаурис Баум ұсынған және Пол Фрэмптон туралы Чепел Хиллдегі Солтүстік Каролина университеті.^[7]

Басқа циклдік модельдерге кіреді Конформды циклдық космология және Ілмек кванттық космология.

Штейнхардт-Турок моделі

Бұл циклдік модельде екі параллель орбифольд ұшақтар немесе М-бөртпелер жоғары өлшемді кеңістікте мезгіл-мезгіл соқтығысады.^[8] Көрінетін төрт өлшемді ғалам осылардың біреуінде жатыр кебектер. Соқтығысу жиырылудан кеңеюге немесе а Үлкен дағдарыс дереу а Үлкен жарылыс. Бүгін біз көріп отырған зат пен радиация соңғы соқтығысу кезінде пайда болған кванттық ауытқулар бұтақтардан бұрын жасалған. Миллиард жылдар өткеннен кейін ғалам біз бақылайтын деңгейге жетті; миллиардтаған жылдардан кейін ол қайтадан келісімшарт жасай бастайды. Қара энергия тармақтары арасындағы күшке сәйкес келеді және шешудің шешуші рөлін атқарады монополь, көкжиек, және тегістік мәселелер. Сонымен қатар, циклдар өткенге және болашаққа шексіз жалғасуы мүмкін, және шешім тартқыш, сондықтан ол ғаламның толық тарихын ұсына алады.

Қалай Ричард С.Толман Ертедегі циклдік модель сәтсіздікке ұшырады, өйткені Әлем сөзсіз ұшырасады термодинамикалық жылу өлімі.^[1] Алайда, жаңа циклдік модель әр циклдың кеңеюіне жол бермей, оны болдырмайды энтропия құрылысынан. Дегенмен, модельде үлкен ашық мәселелер қалады. Олардың арасында бастысы - соқтығысу кебектер жіп теоретиктері түсінбейді, ал егер болса, оны ешкім білмейді масштаб өзгермейтін спектр үлкен дағдарыспен жойылады. Оның үстіне, сияқты ғарыштық инфляция, ал күштердің жалпы сипаты ( экпиротикалық жасау үшін қажет сценарий, желілер арасындағы күш) вакуумдық ауытқулар белгілі, ешқандай кандидат жоқ бөлшектер физикасы.^[9]

Баум – Фрамптон моделі

Бұл 2007 жылдың соңғы циклдік моделі қараңғы энергияның экзотикалық түрін ұсынады елес энергия,^[7]^[10] ол теріс кинетикалық энергияға ие және әдетте ғаламның а-ға аяқталуына әкелуі мүмкін Үлкен Rip. Бұл жағдай ғаламда қара энергиямен космологиялық тұрғыдан басым болса, қол жеткізіледі күй теңдеуі параметр ${ displaystyle w}$ шартты қанағаттандыру ${ displaystyle w equiv { frac {p} { rho}} <- 1}$ , үшін энергия тығыздығы ${ displaystyle { rho}}$ және қысым б. Керісінше, Штейнхардт-Турок болжайды ${ displaystyle w { geq} -1}$ . Баум – Фрамптон моделінде секундтың септилинден бір бөлігі (немесе одан азы) (яғни 10)⁻²⁴ секунд немесе одан аз) үлкен Rip-ге дейін, өзгеріс орын алады және біздің ғалам ретінде тек бір себептік патч сақталады. Жалпы патчта жоқ деп жазылған кварк, лептон немесе күш тасымалдаушы; тек қара энергия - және оның энтропиясы жоғалады. The адиабаталық процесс Осы әлдеқайда кіші ғаламның жиырылуы үнемі жоғалып бара жатқан энтропиямен және жоқ санымен жүреді қара саңылаулар ол жөндеуден бұрын ыдырады.

Ғалам «бос қайтады» деген идея осы циклдік модельдің басты жаңа идеясы болып табылады және келісімшарт кезеңінде заттармен кездесетін көптеген қиындықтардан аулақ болады, мысалы, құрылымның қалыптасуы, таралуы және кеңеюі қара саңылаулар, сонымен қатар өту фазалық ауысулар мысалы, QCD және электрлік әлсіз симметрияны қалпына келтіру. Бұлардың кез-келгені бұзылуды болдырмау үшін, қажетсіз мерзімінен бұрын секіруді тудырады термодинамиканың екінші бастамасы. Жағдайы ${ displaystyle w}$ Энтропия мәселесіне байланысты <−1 »шынымен шексіз циклдік космологияда логикалық түрде сөзсіз болуы мүмкін. Дегенмен, тәсілдің дәйектілігін растау үшін көптеген техникалық резервтік есептеулер қажет. Модель идеяларды қарызға алғанымен жол теориясы, ол міндетті түрде жіптерге немесе міндетті емес жоғары өлшемдер, дегенмен, мұндай алыпсатарлық құралдар тергеудің ең жедел әдістерін ұсына алады ішкі жүйелілік. Мәні ${ displaystyle w}$ Baum – Frampton моделінде ерікті түрде жасалуы мүмкін, бірақ ,1-ден аз болуы керек.

Басқа циклдік модельдер

Конформды циклдық космология - жалпы салыстырмалылыққа негізделген теория Роджер Пенроуз онда бүкіл материя шіріп, жарыққа айналғанға дейін ғалам кеңейеді, сондықтан ғаламда оған байланысты уақыт пен қашықтық шкаласы болатын ештеңе жоқ. Бұл оның Үлкен Жарылыспен бірдей болуына мүмкіндік береді, сондықтан келесі циклды бастайды.
Ілмек кванттық космология келісім жасайтын және кеңейетін космологиялық тармақтар арасындағы «кванттық көпірді» болжайды.

Сондай-ақ қараңыз

Физикалық космология:

Дін:

Әдебиеттер тізімі

^ ^а ^б R. C. Tolman (1987) [1934]. Салыстырмалылық, термодинамика және космология. Нью-Йорк: Довер. ISBN 978-0-486-65383-9. LCCN 34032023.
^ P. H. Frampton (2006). «Циклдық университеттер туралы». arXiv:astro-ph / 0612243.
^ Қараңғы энергия әлемді қозғалысқа келтіреді: NASA-ның Galaxy Evolution Explorer қараңғы энергияны итермелейді
^ Мандельбаум, Рейчел; Блейк, Крис; Бридл, Сара; Абдалла, Филипп Б .; Броу, Сара; Коллесс, Мэттью; Кушетка, Уоррик; Кюум, Скотт; Дэвис, Тамара; Дринкуотер, Майкл Дж .; Форстер, Карл; Глэйзбрук, Карл; Джеллифф, Бен; Джурек, Рассел Дж .; Ли, І-хуи; Мадор, Барри; Мартин, Крис; Пимбблет, Кевин; Пул, Григорий Б .; Прейси, Майкл; Өткір, Роб; Висниоски, Эмили; Вудс, Дэвид; Wyder, Ted (2011). «WiggleZ Dark Energy Survey: аралық қызыл ауысулар кезіндегі көгілдір галактиканың ішкі түзулеріндегі тікелей шектеулер». Корольдік астрономиялық қоғам туралы ай сайынғы хабарламалар. 410 (2): 844–859. arXiv:0911.5347. Бибкод:2011MNRAS.410..844M. дои:10.1111 / j.1365-2966.2010.17485.x. S2CID 36510728.
^ П. Дж. Штейнхардт, Н. Турок (2002). «Циклдық Әлемдегі Ғарыштық Эволюция». Физикалық шолу D. 65 (12): 126003. arXiv:hep-th / 0111098. Бибкод:2002PhRvD..65l6003S. дои:10.1103 / PhysRevD.65.126003. S2CID 1342094.
^ P. J. Steinhardt, N. Turok (2001). «Әлемнің циклдық моделі». Ғылым. 296 (5572): 1436–1439. arXiv:hep-th / 0111030. Бибкод:2002Sci ... 296.1436S. дои:10.1126 / ғылым.1070462. PMID 11976408. S2CID 1346107.
^ ^а ^б Л.Баум, П. Х. Фрамптон (2008). «Циклдік космологиядағы келісімшарттық әлемнің энтропиясы». Қазіргі физика хаттары A. 23 (1): 33–36. arXiv:hep-th / 0703162. Бибкод:2008 MPA ... 23 ... 33B. дои:10.1142 / S0217732308026170. S2CID 719844.
^ P. J. Steinhardt, N. Turok (2005). «Оңайлатылған циклдік модель». Жаңа астрономиялық шолулар. 49 (2–6): 43–57. arXiv:astro-ph / 0404480. Бибкод:2005NewAR..49 ... 43S. дои:10.1016 / j.newar.2005.01.003. S2CID 16034194.
^ P. Woit (2006). Тіпті дұрыс емес. Лондон: Кездейсоқ үй. ISBN 978-0-09-948864-4.
^ Л.Баум және П. Х. Фрамптон (2007). «Циклдық космологиядағы күрделі айналым». Физикалық шолу хаттары. 98 (7): 071301. arXiv:hep-th / 0610213. Бибкод:2007PhRvL..98g1301B. дои:10.1103 / PhysRevLett.98.071301. PMID 17359014. S2CID 17698158.

Әрі қарай оқу

P. J. Steinhardt, N. Turok (2007). Шексіз Әлем. Нью-Йорк: Қос күн. ISBN 978-0-385-50964-0.
R. C. Tolman (1987) [1934]. Салыстырмалылық, термодинамика және космология. Нью-Йорк: Довер. ISBN 978-0-486-65383-9. LCCN 34032023.
Л.Баум және П. Х. Фрамптон (2007). «Циклдық космологиядағы күрделі айналым». Физикалық шолу хаттары. 98 (7): 071301. arXiv:hep-th / 0610213. Бибкод:2007PhRvL..98g1301B. дои:10.1103 / PhysRevLett.98.071301. PMID 17359014. S2CID 17698158.
Дик, Р. Х .; Пиблз, P. J. E .; Ролл, П.Г .; Уилкинсон, Д.Т (1965). «Ғарыштық қара дененің сәулеленуі». Astrophysical Journal. 142: 414. Бибкод:1965ApJ ... 142..414D. дои:10.1086/148306. ISSN 0004-637X.
С.В. Хокинг және Г.Ф. Р. Эллис, Кеңістік-уақыттың ауқымды құрылымы (Кембридж, 1973).
Р.Пенроуз (2010). Уақыт циклдары: Ғаламның ерекше жаңа көрінісі. Лондон: Бодли басы. ISBN 978-0-224-08036-1.

Сыртқы сілтемелер

Пол Дж. Штейнхардт, Физика кафедрасы, Принстон университеті
Пол Х.Фрамптон, Физика және астрономия кафедрасы, Чапел Хиллдегі Солтүстік Каролина университеті
«Циклдық Әлем»: Нил Турокпен әңгіме
Роджер Пенроуз - циклдық әлем моделі
Индуизмдегі сияқты пульсирленген Әлем

[Tolman_1934-1] а ^б R. C. Tolman (1987) [1934]. Салыстырмалылық, термодинамика және космология. Нью-Йорк: Довер. ISBN 978-0-486-65383-9. LCCN 34032023.

[Frampton_2006-2] P. H. Frampton (2006). «Циклдық университеттер туралы». arXiv:astro-ph / 0612243.

[3] Қараңғы энергия әлемді қозғалысқа келтіреді: NASA-ның Galaxy Evolution Explorer қараңғы энергияны итермелейді

[4] Мандельбаум, Рейчел; Блейк, Крис; Бридл, Сара; Абдалла, Филипп Б .; Броу, Сара; Коллесс, Мэттью; Кушетка, Уоррик; Кюум, Скотт; Дэвис, Тамара; Дринкуотер, Майкл Дж .; Форстер, Карл; Глэйзбрук, Карл; Джеллифф, Бен; Джурек, Рассел Дж .; Ли, І-хуи; Мадор, Барри; Мартин, Крис; Пимбблет, Кевин; Пул, Григорий Б .; Прейси, Майкл; Өткір, Роб; Висниоски, Эмили; Вудс, Дэвид; Wyder, Ted (2011). «WiggleZ Dark Energy Survey: аралық қызыл ауысулар кезіндегі көгілдір галактиканың ішкі түзулеріндегі тікелей шектеулер». Корольдік астрономиялық қоғам туралы ай сайынғы хабарламалар. 410 (2): 844–859. arXiv:0911.5347. Бибкод:2011MNRAS.410..844M. дои:10.1111 / j.1365-2966.2010.17485.x. S2CID 36510728.

[Steinhardt,_Turok_2001a-5] П. Дж. Штейнхардт, Н. Турок (2002). «Циклдық Әлемдегі Ғарыштық Эволюция». Физикалық шолу D. 65 (12): 126003. arXiv:hep-th / 0111098. Бибкод:2002PhRvD..65l6003S. дои:10.1103 / PhysRevD.65.126003. S2CID 1342094.

[Steinhardt,_Turok_2001b-6] P. J. Steinhardt, N. Turok (2001). «Әлемнің циклдық моделі». Ғылым. 296 (5572): 1436–1439. arXiv:hep-th / 0111030. Бибкод:2002Sci ... 296.1436S. дои:10.1126 / ғылым.1070462. PMID 11976408. S2CID 1346107.

[Baum,_Frampton_2007-7] а ^б Л.Баум, П. Х. Фрамптон (2008). «Циклдік космологиядағы келісімшарттық әлемнің энтропиясы». Қазіргі физика хаттары A. 23 (1): 33–36. arXiv:hep-th / 0703162. Бибкод:2008 MPA ... 23 ... 33B. дои:10.1142 / S0217732308026170. S2CID 719844.

[Paul_J._Steinhardt,_Neil_Turok_2004-8] P. J. Steinhardt, N. Turok (2005). «Оңайлатылған циклдік модель». Жаңа астрономиялық шолулар. 49 (2–6): 43–57. arXiv:astro-ph / 0404480. Бибкод:2005NewAR..49 ... 43S. дои:10.1016 / j.newar.2005.01.003. S2CID 16034194.

[9] P. Woit (2006). Тіпті дұрыс емес. Лондон: Кездейсоқ үй. ISBN 978-0-09-948864-4.

[Baum,_Frampton_2006-10] Л.Баум және П. Х. Фрамптон (2007). «Циклдық космологиядағы күрделі айналым». Физикалық шолу хаттары. 98 (7): 071301. arXiv:hep-th / 0610213. Бибкод:2007PhRvL..98g1301B. дои:10.1103 / PhysRevLett.98.071301. PMID 17359014. S2CID 17698158.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]