Hvad eksisterede før Big Bang?

Det er svært nok at forestille sig en tid, for cirka 13,7 milliarder år siden, da hele universet eksisterede som en singularitet . Ifølge Teorien om Big Bang , en af ​​de vigtigste udfordrere, der kæmper om at forklare, hvordan universet blev til, alt sagen i kosmos - hele rummet selv - eksisterede i en form mindre end en subatomær partikel [kilde:Wall].

Når du tænker over det, opstår et endnu vanskeligere spørgsmål:Hvad eksisterede lige før big bang indtrådte?

Selve spørgsmålet går forud for moderne kosmologi med mindst 1, 600 år. Teologen fra det fjerde århundrede kæmpede med spørgsmål om, hvad der fandtes, før Gud skabte universet. Hans konklusion var, at den bibelske sætning "I begyndelsen" indebar, at Gud ikke havde skabt noget tidligere. I øvrigt, Augustin argumenterede for, at verden ikke var skabt af Gud på et bestemt tidspunkt, men den tid og universet var blevet skabt samtidigt [kilde:Villanova University].

I begyndelsen af ​​det 20. århundrede, Albert Einstein kom til meget lignende konklusioner med sin teori om generel relativitetsteori. Overvej bare effekten af ​​masse til tiden. En planets heftige masse bøjer tiden - hvilket får tiden til at løbe en lille smule langsommere for et menneske på Jordens overflade end en satellit i kredsløb. Forskellen er for lille til at bemærke, men tiden løber endda langsommere for nogen, der står ved siden af ​​en stor kampesten, end den gør for en person, der står alene på en mark. [kilde:Redd].

Baseret på Einsteins arbejde, Den belgiske kosmolog pastor Georges Lemaître udgav et papir i 1927, der foreslog, at universet startede som en singularitet, og at Big Bang førte til dets ekspansion [kilde:Soter og Tyson].

Ifølge Einsteins relativitetsteori, tiden blev kun til da den oprindelige singularitet udvidede sig mod sin nuværende størrelse og form.

Sag lukket? Langt fra. Dette er et kosmologisk problem, der ikke forbliver død. I årtierne efter Einsteins død, kvantfysikkens fremkomst og et væld af nye teorier genopstod spørgsmål om universet før big bang. Fortsæt med at læse for at lære om nogle af dem.

Boblede vores univers ud af et tidligere?

Her er en tanke:Hvad hvis vores univers kun er afkom af en anden, ældre univers? Nogle astrofysikere spekulerer i, at denne historie er skrevet i den levnestråling, der er tilovers fra Big Bang:the kosmisk mikrobølge baggrund (CMB).

Astronomer observerede først CMB i 1965, og det skabte hurtigt problemer for Big Bang -teorien - problemer, der efterfølgende blev behandlet (i et stykke tid) i 1981 med inflationsteori . Denne teori indebærer en ekstremt hurtig ekspansion af universet i de første øjeblikke af dets eksistens. Det tegner sig også for temperatur- og tæthedsudsving i CMB, men dikterer, at disse udsving skal være ensartede.

Sådan er det ikke. Nylige kortlægningsindsatser tyder faktisk på, at universet er skævt, med flere udsving på nogle områder end på andre. Nogle kosmologer ser denne observation som et bevis på, at vores univers "boblede af" fra et forælderunivers, med ordene fra California Institute of Technology -forskeren Adrienne Erickcek [kilde:Lintott]

I kaotisk inflationsteori , dette koncept går endnu dybere:en endeløs udvikling af inflationsbobler, hver bliver et univers, og hver af disse fødsler endnu flere inflationsbobler i et umådeligt multivers [kilde:Jones].

Stadig andre modeller kredser om dannelsen af ​​selve præ-Big Bang-singulariteten. Hvis du tænker på sorte huller som kosmiske affaldskomprimatorer, de står som førende kandidater til al den oprindelige komprimering, så vores ekspanderende univers kunne teoretisk set være det hvide huls output fra et sort hul i et andet univers. EN hvidt hul er en hypotetisk krop, der virker på den modsatte måde af et sort hul, afgiver alvorlig energi og materie frem for at suge den ind. Tænk på det som en kosmisk udstødningsventil. Nogle forskere foreslår, at vores univers kan være blevet født inde i et sort hul, og hvert sort hul i vores eget univers kunne også indeholde separate universer [kilde:Choi].

Men nogle forskere tror, ​​at universet startede, ikke med et Big Bang, men med et stort spring.

The Big Bounce

Lang tid siden, middelalderlige religiøse filosoffer i Indien lærte, at universet gennemgår en endeløs cyklus af skabelse og ødelæggelse, hvor den udvikler sig fra en udifferentieret masse til den komplekse virkelighed, vi ser omkring os, før han ødelægger sig selv og starter på ny [kilde:Davis].

Nogle nutidige forskere er nået frem til en idé med slående paralleller. De tror, ​​at i stedet for et Big Bang, universet udvider sig og trækker sig sammen i en cyklus, hopper tilbage hver gang den krymper til en bestemt størrelse. I Big Bounce -teori , hver cyklus ville begynde med en lille, glat univers, der ikke ville være så lille som singulariteten. Det vil gradvist udvide sig, og blive klodset og mere skæv med tiden. Til sidst, det ville nå et punkt, hvor det ville begynde at falde sammen og gradvist glatte sig ud, da den skrumpede til størrelsen af ​​udgangspunktet. Derefter, cyklussen ville begynde på ny [kilde:Wolchover].

For at Big Bounce -ideen skulle fungere, den skal finde en vej rundt om singularitetsteoremer udviklet af britiske fysikere Roger Penrose og Stephen Hawking, hvilket tyder på, at et kontraherende univers ville krympe helt ned til en singularitet, på den måde, at en massiv døende stjerne til sidst kondenserer til at danne et sort hul. At gøre det, Big Bounce -modeller afhænger af ideen om negativ energi, der modvirker tyngdekraften og vender kollapset, således at universet og tidsrummet igen og igen skulle blive skilt fra hinanden [kilde:Wolchover].

Disse cyklusser af sammentrækning og ekspansion ville gentage sig selv, cirka en gang hvert billion år [kilde:Taylor].

The Big Bounce ville afvige fra den vestlige civilisations syn på virkeligheden siden St. Augustine, fordi den ville erkende, at der faktisk eksisterede tid før universet, som vi kender det.

Men uanset om det er et Big Bang eller et Big Bounce, spørgsmålet om, hvad der eksisterede før vores nuværende univers, forbliver et åbent spørgsmål. Måske ingenting. Måske et andet univers eller en anden version af vores eget. Måske et hav af universer, hver med et andet sæt love, der dikterer dens fysiske virkelighed.

Udforsk linkene på den næste side for at tackle andre høje, kosmologiske spørgsmål.

Oprindeligt udgivet:7. jan. 2019

Masser mere information

relaterede artikler

• Sådan fungerer Big Bang -teorien
• Sådan fungerer Hubble -rumteleskop
• Har rummet en form?
• Er der et hul i universet?
• Er der bare fire dimensioner i universet?

Flere store links

• NASA:En kort historie om universet
• NASA:Kosmologi, Studiet af universet
• Kosmologi:Oprindelsen, Universets evolution og ultimative skæbne

Kilder

• Atkinson, Nancy. "Tænker på tiden før Big Bang." Univers i dag. 13. juni kl. 2008. (12. november, 2018) http://www.universetoday.com/2008/06/13/thinking-about-time-before-the-big-bang/
• Britt, Robert Roy. "'Brane-Storm' udfordrer en del af Big Bang-teorien." Space.com. 18. april kl. 2001. (28. april, 2010) http://www.space.com/scienceastronomy/astronomy/bigbang_alternative_010413-1.html
• Choi, Charles Q. "Vores univers blev født i et sort hul, Teori siger. "Space.com. 27. april 2010. (12. nov. 2018) https://www.space.com/8293-universe-born-black-hole-theory.html
• Davies, Paul. "Hvad skete der før Big Bang?" Beliefnet. Januar 2001. (12. november, 2018) https://www.beliefnet.com/news/science-religion/2001/01/what-happened-before-the-big-bang.aspx
• Davis, Richard H. "Tilbeder Śiva i middelalderens Indien:Ritual i et oscillerende univers." Ntilal Banarsidass forlag. 2000. (12. november, 2018) http://bit.ly/2qJ8cbF
• Jones, Andrew Zimmerman. "Beskrivelse og oprindelse for inflationsteori." ThoughtCo. 3. december, 2012. (12. november, 2018) https://www.thoughtco.com/what-is-inflation-theory-2698852
• Lintott, Chris. "Hints om 'tid før Big Bang.'" BBC News. 6. juni kl. 2008. (12. november, 2018) http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7440217.stm
• Marquit, Miranda. "Branerne bag strengteori." Physorg.com. 2. oktober kl. 2006. (nov. 12, 2018) http://www.physorg.com/news79009171.html
• Moskowitz, Clara. "Glimt før Big Bang muligt." Space.com. 13. januar, 2009. (12. november, 2018)) https://www.space.com/6303-glimpse-big-bang.html
• NASA Universe 101. "Hvad er inflationsteorien?" 16. april kl. 2010. (12. november, 2018) http://map.gsfc.nasa.gov/universe/bb_cosmo_infl.html
• NASA Universe 101. "Test af Big Bang:CMB." 16. april kl. 2010. (12. november, 2018) http://map.gsfc.nasa.gov/universe/bb_tests_cmb.html
• Farvel, Dennis. "Før Big Bang, Der var ... Hvad? "New York Times. 22. maj, 2001. (12. november, 2018) https://www.nytimes.com/2001/05/22/science/before-the-big-bang-there-was-what.html
• "Undersøgelsesspørgsmål:Hvad skete der før Big Bang?" 3. august, 2006. (12. november, 2018) http://www.physorg.com/news73844848.html
• Redd, Nola Taylor. "Einsteins generelle relativitetsteori." Space.com. 7. november kl. 2017. (12. november, 2018) https://www.space.com/17661-theory-general-relativity.html
• Soter, Steven og Tyson, Neil deGrasse, (redaktører). "Profil:Georges Lemaître, Big Bangs far. "Uddrag fra" Cosmic Horizons:Astronomy at the Cutting Edge. "Ny presse. 2000. (12. november, 2018) https://www.amnh.org/explore/resource-collections/cosmic-horizons/profile-georges-lemaitre-father-of-the-big-bang
• Stephey, M.J. "Hvad kom før Big Bang?" Tid. 13. august kl. 2009. (12. november, 2018) http://www.time.com/time/health/article/0, 8599, 1916055, 00.html
• Taylor, Heather. "The Big Bounce Theory:Hvad er det?" Astronotes. 10. februar kl. 2017. (12. november, 2018) http://www.armaghplanet.com/blog/the-big-bounce-theory-what-is-it.html
• Science Daily. "Universet tilbyder en evig fest, 'Kosmolog siger.' 22. februar, 2007. (12. november, 2018) http://www.sciencedaily.com/releases/2007/02/070221093222.htm
• End, Ker. "Hvert sort hul indeholder et andet univers?" National geografi. 9. april kl. 2010. (28. april, 2010) http://news.nationalgeographic.com/news/2010/04/100409-black-holes-alternate-universe-multiverse-einstein-wormholes/
• Villanova Universitet. "St. Augustine og kosmologi." Villanova.edu. (12. november kl. 2018) https://www1.villanova.edu/villanova/artsci/anthro/Previous_Lectures/sustain/AugustineCosmology0.html
• Væg, Mike. "Big Bang:Hvad skete der virkelig ved vores universets fødsel?" Space.com. 21. oktober kl. 2011. (12. november, 2018) https://www.space.com/13347-big-bang-origins-universe-birth.html
• Wolchover, Natalie. "Hvordan universet fik sit studs tilbage." Quanta. 31. januar, 2018. (12. november, 2018) https://www.quantamagazine.org/big-bounce-models-reignite-big-bang-debate-20180131/