De ce acest univers? Poate nu special – doar posibil

Cosmologii au cheltuit De zeci de ani te-ai chinuit să înțelegi de ce universul este atât de uimitor. Nu numai că este netedă și plată din câte putem vedea, dar se extinde și într-un ritm din ce în ce mai lent, atunci când calculele naive sugerează că, la ieșirea din Big Bang, spațiul ar fi trebuit să fie prăbușit gravitațional și explodat de respingătoare. energie întunecată.

Pentru a explica planeitatea universului, fizicienii au adăugat un capitol intrigant de deschidere istoriei cosmice: ei propun că spațiul s-a umflat rapid ca un balon la începutul Big Bang-ului, aplatind orice curbură. Pentru a explica creșterea blândă a spațiului după acea perioadă inițială de inflație, unii au susținut că universul nostru este doar unul dintre universurile mai puțin primitoare dintr-un multivers gigant.

Dar acum doi fizicieni au schimbat gândirea convențională despre universul vaniliei. După o serie de cercetări inițiate de Stephen Hawking și Gary Gibbons în 1977, cei doi au publicat o nouă relatare care sugerează că claritatea universului este așteptată, nu rar. Universul nostru este ceea ce este, potrivit Neil Turok de la Universitatea din Edinburgh și Latham Boyle de la Institutul Perimetru de Fizică Teoretică din Waterloo, Canada, din același motiv pentru care aerul se răspândește uniform într-o cameră: opțiunile lui Weirder sunt imaginabile, dar foarte improbabile.

Universul „poate părea foarte fin, foarte improbabil, dar [they’re] Spune: „Stai puțin, acesta este preferatul meu”, a spus el Thomas Hertogcosmolog la Universitatea Catolică din Leuven din Belgia.

„Este o contribuție nouă care folosește metode diferite în comparație cu ceea ce fac majoritatea oamenilor”, a spus el. Stephen Gillencosmolog la Universitatea Sheffield din Marea Britanie.

Concluzia provocatoare se bazează pe un truc matematic care presupune trecerea la un ceas care ticăie numere imaginare. Folosind un ceas imaginar, așa cum a făcut Hawking în anii 1970, Turok și Boyle au fost capabili să calculeze o cantitate, cunoscută sub numele de entropie, care pare să corespundă universului nostru. Dar trucul imaginar al timpului este o modalitate obișnuită de a calcula entropia și, fără o metodă mai riguroasă, semnificația cantității rămâne aprins dezbătută. În timp ce fizicienii s-au nedumerit cu privire la interpretarea corectă a calculului entropiei, mulți îl văd ca pe un nou indiciu pe drumul către natura cuantică fundamentală a spațiului și timpului.

„Într-un fel, ne oferă șansa de a vedea microstructura spațiu-timpului”, a spus Gillen.

căi imaginare

Colaboratori frecventi, Turok și Boyle sunt cunoscuți pentru că au venit cu idei creative și neconvenționale despre cosmologie. Anul trecut, pentru a studia cât de probabil este universul nostru, au apelat la o tehnică dezvoltată de fizicianul Richard Feynman în anii 1940.

Cu scopul de a surprinde comportamentul probabilistic al particulelor, Feynman și-a imaginat o particulă care explorează toate căile posibile care leagă un început și un sfârșit: o linie dreaptă, o curbă, o buclă până la infinit. El a conceput o modalitate de a da fiecărei căi un număr legat de probabilitatea ei de existență și de a însuma toate numerele. Tehnica Path Integral a devenit un cadru puternic pentru prezicerea modului în care este probabil să se comporte orice sistem cuantic.

Odată ce Feynman a început să anunțe calea integrală, fizicienii au descoperit o legătură ciudată cu termodinamica, venerabila știință a temperaturii și energiei. Această punte dintre teoria cuantică și termodinamică a fost cea care ia permis lui Turok și Boyle să o calculeze.