量子物理学の法則は、私たちの前に来た宇宙を排除するかもしれません

私たちの宇宙は拡大し、縮小して小さなポイントに戻ってきて、何度も何度もビッグバンを追体験するでしょうか？おそらく、物理的な法則がそのような循環宇宙を禁止すると主張する数学的分析によると、おそらくそうではありません。

周期的な宇宙の生活における重要な瞬間は、既知の宇宙の始まりとしてのビッグバンに代わるビッグバウンスです。ビッグバンは、特異性から始まります。物質とエネルギーは非常に密度が高く、重力が物理学の法則を理解するのに十分強くなり、その後は無限の外向きの拡張が続きます。しかし、宇宙が大きな跳ね返りから始まった場合、私たちは最初と考えているものを超えて見ることができ、別の宇宙が契約して信じられないほど密なポイントを形成するのを見ることができますが、必ずしも特異性ではありません。

したがって、時間が特異性から始まる必要があるかどうかの問題は、私たちの宇宙の歴史と運命を決定するための中心です。大きなバウンスが私たちの宇宙の始まりであるならば、それは私たちの未来の一部である可能性もあります。オックスフォード大学のロジャー・ペンローズが1965年に起こり得るのかどうかを最初に示唆しているのは、一般的な相対性（私たちの最高の重力理論）が常に崩壊することを証明した。彼は勉強していました ブラックホール、重力が生地を壊すのに十分強い別の場所 時空。ペンローズは、これは避けられないことを示しました。重力が過度に強くなると、特異性は回避できません。

今、 ラファエル・ブーソ カリフォルニア大学バークレー校では、この発見を強化するための重要な要素を追加しました。彼の分析は、宇宙の量子性を説明しています。

Penroseの作品には量子理論が含まれていなかったため、Boussoは過去の計算が先駆者であると言います 壁に ケンブリッジ大学では、非常に弱い重力のみと考えられていました。 Boussoの分析は重力の強さを制約しません。彼は、それが環状宇宙を「断固として除外する」と言います。彼の見解では、彼の作品は、ビッグバンの特異性が避けられないことを証明しています。

「これは、私の意見では、ペンローズによる元の定理の非常に重要な一般化であり、その壁による延長です」と言います。 Onkar Parrikar インドのタタ基礎研究所で。

クリス・エイカーズ コロラド大学ボルダー校では、以前の研究よりも「はるかに量子物理学」に有効であるため、それは大きな前進だと言います。彼は、新しい作品が大きなバウンスモデルを「よりタイトな場所」に置くと言います。

Boussoの計算は、一般化された第2の熱力学法に依存しています。 エントロピーの動作 ブラックホール内とその周辺。この一般化されたバージョンはまだ明確に証明されていません。 Surjeet Rajendran メリーランド州のジョンズ・ホプキンス大学で。

2018年、Rajendranと彼の同僚は、Boussoのような定理の制限を回避する跳ね返りの宇宙の数学的モデルを構築しました。しかし、彼らのモデルには、これまでに観察したよりも多くの時空の寸法が含まれており、それについていくつかの質問を開いたままにしました。

「私たちの宇宙の歴史を理解することは間違いなく最も重要な科学的努力の1つであり、大きなバウンスのような代替シナリオを慎重に考慮する必要があります」とエイカーズは言います。

ジャクソンフリス 英国のケンブリッジ大学では、宇宙のシナリオを跳ね返す際には、宇宙が密集したポイントから離れてリバウンドするのに役立つ量子効果であると述べています。これらのシナリオを排除することは、の理論がどれほど正確にどのように 量子重力 – 一般的な相対性理論と量子理論を結びつける – 宇宙の理解を変える可能性があります。 これらのシナリオを排除することは、量子重力の理解を促進し、決定するのに役立ちます 「ブラックホールまたはビッグバンのインテリアを完全に説明するために、量子重力が本当に必要な場合」と彼は言います。

Rajendranは、私たちの宇宙が宇宙のバウンスを経験したかどうかを判断する最も決定的な方法は、の観察を通してであると言います 重力波。時空のこれらの波紋は、バウンスの署名を運ぶ可能性がありますが、現在は重力波検出器にアクセスできない周波数にあります。検出器の将来の世代は、これらの周波数を拾う可能性がありますが、米国の検出器への計画されたアップグレードの一部が起こるかどうかは不明です。 トランプ政権によって提案された予算削減。

「それは、十分な大きさの信号を生み出すのに十分な世界であるという問題です [for detection]、そして現在の世界は科学者がそれらの実験を構築できるようにするのに十分なほど親切ですか？」 Rajendranは言います。