Wszechświat o zerowej energii

Hipoteza wszechświata o zerowej energii sugeruje, że całkowita ilość energii we wszechświecie wynosi dokładnie zero : ilość energii dodatniej w postaci materii jest dokładnie równoważona przez ujemną energię w postaci grawitacji . Niektórzy fizycy, jak Lawrence Krauss , Stephen Hawking czy Alexander Vilenkin , nazywają lub nazywają ten stan „wszechświatem z nicości”, chociaż model wszechświata o zerowej energii wymaga istnienia zarówno pola materii o energii dodatniej, jak i pola grawitacyjnego o energii ujemnej. Hipoteza jest szeroko omawiana w popularnych źródłach. Inne przykłady anulowania obejmują oczekiwaną symetryczną przewagę prawoskrętnych i lewoskrętnych momentów pędu obiektów („wirowanie” w zdrowym rozsądku), obserwowaną płaskość wszechświata , równe występowanie ładunków dodatnich i ujemnych, przeciwne spiny cząstek w mechanice kwantowej, a także grzbiety i doliny fal elektromagnetycznych, wśród innych możliwych przykładów w przyrodzie.

Historia

Podczas II wojny światowej Pascual Jordan po raz pierwszy zasugerował, że ponieważ dodatnia energia masy gwiazdy i ujemna energia jej pola grawitacyjnego razem mogą mieć zerową energię całkowitą, zachowanie energii nie zapobiegłoby powstaniu gwiazdy w wyniku kwantowego przejścia próżni . George Gamow opowiadał, jak przedstawił ten pomysł Albertowi Einsteinowi : „Einstein zatrzymał się w miejscu, a ponieważ przechodziliśmy przez ulicę, kilka samochodów musiało się zatrzymać, aby nas nie potrącić”. Opracowanie koncepcji było powolne, a pierwsze godne uwagi obliczenia wykonał Richard Feynman w 1962 r. Pierwsza znana publikacja na ten temat miała miejsce w 1973 r., kiedy Edward Tryon zaproponował w czasopiśmie Nature , że Wszechświat wyłonił się z wielkoskalowej fluktuacji kwantowej energii próżni , w wyniku czego jego dodatnia masa-energia została dokładnie zrównoważona przez ujemną grawitacyjna energia potencjalna . W kolejnych dziesięcioleciach rozwój koncepcji był stale nękany zależnością obliczanych mas od doboru układów współrzędnych. W szczególności problem pojawia się z powodu energii związanej z układami współrzędnych obracającymi się wspólnie z całym wszechświatem. Pierwsze ograniczenie zostało wyprowadzone w 1987 roku, kiedy Alan Guth opublikował dowód na to, że energia grawitacyjna jest ujemna w stosunku do energii masy związanej z materią. Kwestia mechanizmu umożliwiającego generowanie zarówno energii dodatniej, jak i ujemnej z zerowego rozwiązania początkowego nie została zrozumiana, a ad hoc z czasem cyklicznym zostało zaproponowane przez Stephena Hawkinga w 1988 roku.

W 1994 roku rozwój teorii wznowiono po opublikowaniu pracy Nathana Rosena , w której Rosen opisał szczególny przypadek wszechświata zamkniętego. W 1995 roku JV Johri wykazał, że całkowita energia wszechświata Rosena wynosi zero w każdym wszechświecie zgodnym z metryką Friedmanna – Lemaître – Robertsona – Walkera i zaproponował mechanizm generowania materii w młodym wszechświecie w wyniku inflacji. Rozwiązanie o zerowej energii dla przestrzeni Minkowskiego reprezentującej obserwowalny wszechświat zostało dostarczone w 2009 roku.

Ograniczenia eksperymentalne

Eksperymentalny dowód na to, że obserwowalny wszechświat jest „wszechświatem o zerowej energii”, jest obecnie niejednoznaczny. Energia grawitacyjna materii widzialnej stanowi 26–37% obserwowanej całkowitej gęstości masy i energii. Dlatego, aby dopasować koncepcję „wszechświata o zerowej energii” do obserwowanego wszechświata, oprócz grawitacji z materii barionowej konieczne są inne rezerwuary energii ujemnej. Często przyjmuje się, że te rezerwuary składają się z ciemnej materii .

Zobacz też

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Zero-energy_universe&oldid=1144560141 ”