Neden hiçbir şey yerine bir şey var: Bilim bize evrenin kuantum kökeni hakkında ne söylüyor?

Bu makalenin özünü bir şekilde Alman matematikçi, filozof ve mantıkçı Gottfried Leibniz’e borçluyuz. 17. yüzyılda bilimsel bilginin sınırlı ama son derece övgüye değer gelişme derecesi, onun özgün olanı merak etmesine engel olmadı. evrenin kökeni. Maddenin doğası hakkında. Varlığın nedeni hakkında.

Muhtemelen bu soruları ondan önce başkaları sormuştu, ama Leibniz bize olağanüstü değerli bir belge koleksiyonu miras bıraktı. yansımalarını toplamakve belki de onsuz, diğer disiplinlerin yanı sıra matematik, fizik, mantık, metafizik, jeoloji veya felsefede yaptığı temel katkıları tam olarak yorumlayamayız.

Gözlemler, evrenin bir boşluktan doğduğunu, ancak klasik boşluk kavramımız tarafından tanımlanana benzer bir boşluktan değil, yanlış bir boşluktan doğduğunu gösteriyor.

Leibniz, en azından abartmıyorum, omuzlarında mevcut bilimsel bilginin durduğu devlerden biri. Ne yazık ki, yazılarına göre kendisini en çok parmak uçlarıyla ilgilendiren sorulardan birinin cevabına bile dokunamadan öldü. Neden hiçbir şey değil de bir şey var?. Varoluşun gerçek nedeni nedir.

Neyse ki, onun yansımaları ve bize aktardığı bilgiler, 20. yüzyılda ve 21. yüzyılın ilk yirmi yılında elde ettiğimiz bilimsel gelişmeden yararlanarak, açıklamaya çalışan hipotezler formüle etmeyi başaran birçok araştırmacıya ilham verdi. maddenin doğası.. Evrenin bildiğimiz olması nasıl mümkün olabilir? boşluktan çıktı, ki bizim gözlemlerimiz bunu yansıtıyor gibi görünüyor. Ama herhangi bir boşluk değil. Gerçek vakum: kuantum vakum.

Klasik vakum fikrinden kuantum vakuma

Rahatlaması kolay olan boşluğu tanımlamanın bir yolu, onu mutlak bir madde ve enerji yokluğunun olduğu bir uzay bölgesi olarak tanımlamaktır. Bu klasik boşluk kavramıdır ve bizi onların var olabileceklerini ve aslında var olduklarını kabul etmeye davet eder. farklı vakum dereceleri ölçmek istediğimiz uzay bölgesindeki basıncı atmosfer basıncıyla karşılaştırarak belirlemenin mümkün olduğunu.

Ancak bu görüşün yerini modern bilim almıştır. Göreceli mekaniğin ve kuantum mekaniğinin gelişimi, bilim adamlarının, bağlantılı bir sistemin fiziksel durumu olarak algılandığı gerçekliğe çok daha fazla uyarlanmış bir boşluk tanımını detaylandırmalarına izin verdi. minimum enerjide ki bu olabilir. Deneysel olarak doğrulanmış olan bu fikrin sonuçları çok derindir. Ve ayrıca çok şaşırtıcı.

Vakum dalgalanmalarını anlamak için elimizdeki en iyi araç Heisenberg’in belirsizlik ilkesidir.

Kuantum mekaniği perspektifinden, boşluk boş değildir; rastgele oluşan dalgaları içerir. Ayrıca, bu dalgalar parçacıklar gibi davranır, dolayısıyla bu kuantum boşluğunu tanımlamanın bir yolu, onu çok hızlı gelip giden bir parçacık çorbası olarak tanımlamaktır. Bu, vakum dalgalanmaları olarak bilinen şeydir ve bunları anlamak için elimizdeki en iyi araç, Heisenberg’in belirsizlik ilkesi.

CERN, yeni fizik geliştirmek için kendini yeniden keşfetmeye devam ediyor: bunlar onun Higgs bozonunun ötesine geçmesine izin verecek iki strateji.

Bu ilkenin bütün olarak bize ne söylediğini bilmemize gerek yok, ancak ilerlemek için kuantum mekaniğinin özelliklerini inceleyen fiziksel sistemlerde bunu savunan bir teorem olduğunu bilmek bizim için iyi. atom ölçeğinde doğa, aynı anda belirleyemiyoruz gözlemleyebildiğimiz tüm fiziksel parametrelerin değeri. Klasik mekanikte herhangi bir fiziksel sistemi ölçebildiğimiz parametrelerin değerini listeleyerek tanımlayabiliriz, ancak kuantum mekaniğinde yapamayız.

boşluk

Uzay boşluğu hiç de boş değildir. En azından eser miktarda maddenin yanı sıra kozmik ışınlar ve kozmik arka plan radyasyonu içerir.

Aslında, belirsizlik ilkesi şunu belirtir: bazı büyüklük çiftleri var, aynı anda tanımlanmayan bir parçacığın konumu ve momentumu gibi. Bu, konumunu ne kadar çok ölçmeye çalışırsak, kütlesi ve belirli bir andaki hızı ile tanımlanan lineer momentumu hakkında o kadar az bilgiye sahip olduğumuz anlamına gelir.

Aynı şey tersten de olur: Bir parçacığın hareket miktarını ne kadar kesin olarak ölçersek, belirli bir andaki konumunu belirlerken o kadar fazla belirsizliğe sahip oluruz. Heisenberg’in belirsizlik ilkesi anlamamıza yardımcı olan çok değerli bir araçtır. vakum dalgalanmaları çünkü bir sistemin enerjisinin değeri ile onu ölçmek için harcadığımız zaman arasında bir belirsizlik ilişkisi kurar.

Bu ilişkinin dolaysız sonucu, gördüğümüz gibi, boşluk boş değilse ve parçacıklar gibi davranan dalgalar içeriyorsa, aynı zamanda enerji de içerir ve kendini bir alan şeklinde gösterir. Ayrıca, bir alan herhangi bir anda sabit bir enerjiye sahip olamaz, bu da boşlukta alanların enerjisinin sabit olamayacağı anlamına gelir. sürekli dalgalanıyor. Bu, makalenin bir sonraki bölümünün başlangıç ​​noktasıdır.

Kozmik şişme teorisi ve evrenin kökeni

Bilim adamlarının deneysel olarak elde ettikleri ölçümler, evrenin bir boşluktan oluştuğunu gösteriyor. Az önce tanımladığımız dalgalanmalarla dolu kuantum boşluktan. Hala evrenin kökenini kategorik olarak açıklayan bir teorimiz yok, ancak gözlemsel desteği olduğu için en çok kabul edileni, aynı zamanda onu kötüleyenlere de engel değil. kozmik enflasyon.

Hala yapılacak çok şey var ve hala açıklayamadığımız birçok fenomen var, ancak bilim adamları teknolojik gelişmenin bize izin vereceğine inanıyorlar. daha doğru ölçümler elde edin gelecekte mevcut teorileri düzeltmek ve daha fazla geliştirmek veya yenilerini geliştirmek için kullanılabilecek olan

Kozmik şişme teorisinin özü, evrenin şişme olarak bilinen bir alanın boşluk durumundan başladığı fikridir.

Kozmik şişme teorisinin özü, evrenin bilim adamlarının dediği bir alanın boşluk durumundan başladığı fikridir. şişirme. O ilkel anda, bu var olan tek alandı ve muhtemelen sonsuz olduğu varsayılan uzay boyunca genişledi. Enflasyonun bir özelliği, alanla ilişkili parçacıkların olmadığı, ancak en düşük enerji durumunda kalmadığı yanlış bir vakum durumunda devam edebilmesidir.

James Webb Uzay Teleskobu Açıkladı: Neden bu kadar gecikti ve bu kadar gelişmiş bir aletle neyi başarmayı umuyoruz?

İlginç olan şey, bu senaryoya teorik bir bakış açısıyla yerçekimi getirerek, şişirmenin, uzayın kendisinin genişlemesinden sorumlu olan muazzam bir yerçekimi itmesi elde etmesidir. Enflasyon olarak bilinen şey budur. Bu teoriyi savunan teorik fizikçiler, şişkinliğin Higgs alanınınkine benzer bir enerji profiline sahip olduğuna, ancak benimseyebileceğinden farklı olduğuna inanıyorlar. sahte bir boşluk durumu enerjisinin mümkün olan minimum düzeyde olmadığı.

şişirme

Kozmik şişme teorisi, uzayın bir alan tarafından işgal edildiğini öne sürüyor, bu alan, onu minimum enerji durumuna erişmeye davet eden kuantum dalgalanmalarından etkilenen sahte bir boşluk durumundaydı. Sahte boşluktan gerçek boşluğa bu geçiş, bu teoriye göre evrenimizin doğuşuna neden oldu.

Aslında, başlangıçta enflasyon bu sahte boşluk durumunda olmalı, ancak gerçek bir boşluk durumuna ulaşma konusunda belirgin bir eğilimle olmalıdır. Bu son duruma düşmesi sırasında, gördüğümüz gibi, bu alanın bulunduğu uzayın genişlemesine neden olacak bir itici yerçekimine maruz kalmış olmalıdır. Asgari enerji değerine ulaşıldığında, enflasyon onu tetikleyecek dalgalanmalara maruz kalabilir. enerji seviyenizi artırın ve ilk enerjisini dağıtmak için.

Az önce gördüğümüz gibi, alan, enerjisinin daha yüksek olduğu sahte bir boşluk durumundan gerçek bir boşluk durumuna ulaşma eğilimindeyse, mümkün olan tek strateji ilk enerjisini serbest bırakmaktı. Ve bu bizi bu teorinin doruk noktası fikrine götürür: kuantum mekaniği, enerjinin serbest bırakılmasının gerçekleştiğini iddia eder. alanlar ve bunların parçacıkları Böylece kozmik şişme teorisini savunan fizikçiler, içinde yaşadığımız evreni oluşturan alanların ve parçacıkların yaratılmasına yol açan mekanizmanın bu olduğuna inanırlar.

Bu yazıda sadece yüzeyi çizdik çünkü amacımız mümkün olduğunca uygun fiyatlı hale getirmek, ancak beğendiyseniz ve diğer raporlarda evrenin kökenini araştırmaya devam etmemizi istiyorsanız, yorumlarda bize bildirin. Karmaşık bir konu olduğuna şüphe yok ama aynı zamanda heyecan verici ve sizinle birlikte dalmayı çok isteriz.

Kapak Resmi | Alex Andrews

Resimler | Alex Andrews | Mohan Reddy Atalu

(function() {window._JS_MODULES = pencere._JS_MODULES || {};var headElement = document.getElementsByTagName(‘head’)[0];if (_JS_MODULES.instagram) {var instagramScript = document.createElement(‘script’);instagramScript.src=”https://platform.instagram.com/en_US/embeds.js”;instagramScript.async = true;instagramScript. erteleme = true;headElement.appendChild(instagramScript);}})();

– Haberler Neden hiçbir şey yerine bir şey var: Bilim bize evrenin kuantum kökeni hakkında ne söylüyor? aslen yayınlandı Xataka Juan Carlos Lopez’in fotoğrafı.

Orijinal kaynağı kontrol edin

Bunu severim:

Severim Yükleniyor…