Fysiker foreslår en ny tilgang til modellering af universets udvikling

En fysiker fra RUDN University har foreslået en ny teoretisk model for samspillet mellem spinor og gravitationsfelter. Han betragtede universets udvikling inden for en af ​​varianterne af den udbredte Bianchi kosmologiske model. I dette tilfælde, en ændring i de beregnede feltparametre førte til ændringer i udviklingen af ​​det undersøgte univers. Ved at nå visse værdier, det begyndte at skrumpe ned til Big Bang. Artiklen blev publiceret i tidsskriftet The European Physical Journal Plus .

Spinorfeltet er karakteriseret ved dets adfærd i samspil med gravitationsfelter. Dr. Bijan Saha fra RUDN University fokuserede på undersøgelsen af ​​et ikke -lineært spinorfelt. Med dens hjælp, forklarede han den accelererede ekspansion af universet. Studiet af et spinorfelt med en ikke-minimal kobling gjorde det muligt at beskrive ikke kun universets udvidelse, men også dens efterfølgende sammentrækning og det resulterende Big Bang inden for rammerne af den standard Bianchi kosmologiske model.

De grundlæggende beregninger udført af Bijan Saha gør det muligt at bevæge sig væk fra den isotrope model af Friedman-Robertson-Walker-universet (FRW), der oftest bruges. Ifølge denne traditionelle model, universets egenskaber er uafhængige af den retning, de betragtes i. Fysikeren har fremsat et alternativ:en anisotropisk model, hvor en sådan afhængighed eksisterer. På den ene side, den "klassiske" isotrope model beskriver udviklingen af ​​det moderne univers med stor præcision. På den anden side, der er teoretiske argumenter og observationsdata, der fører til den konklusion, at der eksisterede en anisotrop fase i en fjern fortid.

En kosmologs arbejde er at modellere universets udvikling teoretisk, og ved at gøre det, de vælger de modeller, der er enkle at løse, samtidig med at de giver et mere eller mindre realistisk billede. I den forbindelse isotropisk FRW-model er den bedste. Men der er ingen egnede data, der garanterer, at universet var isotropt før rekombinationen.

I øvrigt, der er teoretiske argumenter til fordel for eksistensen af ​​en anisotrop fase er den fjerne fortid, en nøglefaktor for dannelsen af ​​baryonisk stof. Da Bianchi type-I universet er den ligefremme generalisering af FRW, det er sædvanligt at overveje denne model til at studere universets mulige anisotropier.

Løsningen af ​​den enkleste anisotrope model af universet i nærvær af et spinorfelt fører uundgåeligt til tre muligheder. I det første tilfælde, det viser sig, at rum-tid svarer til Bianchi type-I generelle model. I det andet tilfælde, rum-tid pålægger begrænsninger på spinorfeltet og bliver til lokalt rotationssymmetrisk (LRS) Bianchi type-I rumtid. Det er, isotropi gælder ikke for hele universet; det antages at have en anisotrop fase. I det tredje tilfælde, beregningerne fører til det generelle tilfælde af den isotrope og homogene Friedmann-Robertson-Walker (FRW) rumtid. Men forfatteren analyserer ikke udviklingen af ​​et isotropt og homogent univers i FRW-modellen. Han planlægger at løse dette problem i sine fremtidige publikationer.

I hans artikel, Saha overvejer i detaljer kun de to første muligheder for grundlæggende beregninger. Den første giver ikke et acceptabelt svar. Det resulterende univers bliver til et vakuum, og accelereret udvidelsesmåde for evolution er fraværende. Imidlertid, i det andet tilfælde, hvor ulineariteten af ​​et spinorfelt betragtes som en potensfunktion, det er muligt at simulere universets udvikling.

I dette tilfælde, når visse værdier af et ikke-lineært spinorfelt med en ikke-minimal kobling nås, universet begynder at skrumpe ned til Big Crunch.

"Mens et ikke-minimalt koblet lineært spinorfelt eller et minimalt koblet ikke-lineært spinorfelt i nogle tilfælde giver anledning til et åbent univers, et ikke-minimalt koblet ikke-lineært spinorfelt med de samme parametre skaber en model, der er lukket, det er, efter at have nået en bestemt maksimalværdi, det begynder at falde, og endelig, det krymper ned til Big Crunch, " slutter Saha.