In den sozialen Netzwerken geht eine Nachricht viral, in der behauptet wird, dass zwei Physiker einen Weg gefunden haben, die Singularität des Urknalls zu beseitigen , oder in Laiensprache (wie in vielen sensationslüsternen Nachrichtenartikeln behauptet): Der Urknall hat überhaupt nie stattgefunden.
Die Arbeit wurde veröffentlicht in Phys. Lette. B, und es scheint mir, dass die Grundidee des Papiers darin besteht, dass es die Raychaudhuri-Gleichung nimmt und die Geodäten durch Bohmsche Trajektorien (aus Bohms Quantenanalog der Hamilton-Jacobi-Gleichung) ersetzt.
Ich habe keine Erfahrung auf diesem Gebiet, aber nach dem Wenigen, das ich verstanden habe (und wie von einem Freund von mir erklärt, der sich sehr gut irren kann), würden wir erhalten, wenn wir ein paar Substitutionen an dieser Quanten-Raychaudhuri-Gleichung vornehmen die Friedmann-Gleichungen mit einigen zusätzlichen Termen, von denen einer wie eine kosmologische Konstante aussieht und ein anderer die Urknall-Singularität eliminiert.
Nun meine Frage: Wie legitim sind die Behauptungen der Autoren dieses Papiers? Und wenn es einen Vorteil hat, beseitigt es wirklich die Urknall-Singularität?
Ich bin kein Quantenkosmologe, aber ich bin ein Kosmologe des frühen Universums, also kann ich Ihnen meine Meinung sagen, nachdem ich diesen Artikel gelesen habe.
Der Artikel behauptet, dass Bohmsche Trajektorien ein gültiger Ersatz für Geodäten sind. Dies wurde ganz am Anfang des Artikels behauptet, und es wird nicht viel zur Verteidigung dieser Annahme angeboten. Das soll nicht heißen, dass es eine ungültige Annahme ist, es ist nur, dass Hände geschwenkt wurden und sie sagten: „Geodäten sind nicht die Trajektorien, nach denen Sie suchen. Sie können Bohmsche Trajektorien verwenden. Bewegen Sie sich weiter.“
Als nächstes verweisen sie uns auf ein paar weitere Artikel, in denen leicht unterschiedliche Probleme mit ähnlichen, aber leicht unterschiedlichen Methoden angegangen wurden, und sie sagen (kein tatsächliches Zitat): "Ein ähnliches Ergebnis wie diese Arbeiten verwenden und willkürliche, aber nicht illegale Ersetzungen vornehmen, wir stellen die Friedman-Gleichungen mit Korrekturen höherer Ordnung wieder her" Das ist alles schön und gut, aber haben Sie tatsächlich die Arbeit gemacht oder haben Sie das Ergebnis aus ähnlichen, aber unterschiedlichen Problemen gezogen? Und die Ersetzungen, die Sie vorgenommen haben, machen keinen Sinn.
Von hier aus sind die Interpretationen, die sie anbieten, ziemlich offensichtlich. Die Verwendung von Bohmschen Trajektorien hat es erforderlich gemacht, dass es keine anfängliche Singularität gibt. Sie finden auch die richtige Größe für eine kosmologische Konstante in einer der Korrekturen, weil sie sich ihr nähern. Es gibt einen komplizierten Begriff, der unspezifizierte reellwertige Funktionen beinhaltet, und sie ersetzen diese durch Dinge, die der Gravitonmasse entsprechen, von der erwartet wird, dass sie den aktuellen Wert der kosmologischen Konstante ergibt . Dann finden sie jedoch einige ausgefallene Beinarbeit und "bequemere" Substitutionen, mit denen der Begriff zu einer kosmologischen Konstante führen würde, mit der er verwandt ist , was die richtige Größenordnung ergibt.
Sie zeigen auch, dass mit den Bohmschen Trajektorien das Alter des Universums gegen unendlich tendiert. Was mich hier verwirrt hat, ist, dass sie die Standardmethode zur Berechnung des Alters des Universums verwendet haben; die Methode, die für die Verwendung mit dem Urknallmodell entwickelt wurde. Im Wesentlichen versuchen sie, die Zeit seit der Singularität zu finden, aber sie haben die Singularität automatisch entfernt, indem sie Bohmsche Trajektorien verwenden. Es ist also offensichtlich, dass sie die Unendlichkeit finden sollten.
Nichtsdestotrotz ist die gesamte Wissenschaft, die in der Abhandlung präsentiert wird, gültig. Das Problem ist, dass es sich so stark auf wissenschaftliche Erkenntnisse stützt, die in der Abhandlung nicht dargestellt werden. Wenn das, was sie getan haben, richtig ist, dann sind auch die Interpretationen richtig. Es gibt jedoch insgesamt zu viele Handbewegungen und unintuitive Annahmen, als dass ich es ohne weiteres Studium akzeptieren könnte. Und wie bereits gesagt, scheint vieles davon auf ähnlichen, aber unterschiedlichen Ansätzen zu beruhen, die von anderen Physikern verwendet wurden, um ähnliche, aber unterschiedliche Probleme anzugehen.
Das ist wahrscheinlich der Grund, warum die Medien damit verrückt werden konnten. Es gibt in diesem Papier nicht genug, um zu sagen, dass es falsch ist, oder es explizit zu diskreditieren. Es reicht auch nicht aus, es zu akzeptieren oder es zu benutzen, um andere Theorien zu diskreditieren. Die Medien sehen, dass sie die Möglichkeit haben, Recht zu haben, und dass sie Interpretationen haben, die keinen Urknall beinhalten, und sie wimmelten davon. Aber dieses Papier sagt nicht, dass es keinen Urknall gab; es sagt, dass der Urknall nicht notwendig war. Bestenfalls macht dieses Papier die Möglichkeit, dass es keinen Urknall gibt, genauso wahrscheinlich wie einen Urknall.
Aber ich möchte nicht zu pessimistisch klingen. Mein Standpunkt bleibt, dass, wenn die von ihnen getroffenen Annahmen richtig sind und wenn die Arbeit, die sie außerhalb ihrer Schriften geleistet haben, korrekt ist, die von ihnen präsentierten Interpretationen ebenfalls korrekt sein könnten .
Während diese Arbeit sicherlich einen interessanten Punkt untersucht, denke ich, dass das einfache Ersetzen von Geodäten in GR durch ähnlich aussehende Quantentrajektorien die Probleme hier nicht löst. Es überrascht mich nicht, die Friedmann-Gleichungen unter der Annahme von Homogenität und Isotropie im großen Maßstab zu finden.
Es gibt eine Reihe von Leuten, die an sogenannten Big-Bounce-Kosmologien arbeiten . In diesen Modellen gibt es keine Urknall-Singularität - Flugbahnen von Partikeln können durch einen sehr dichten Zustand des Universums verfolgt werden, der nur singulär erscheint, wenn Sie nicht genau genug hinschauen (als wäre die Spitze einer Nadel nicht wirklich ein "Punkt"). aber wenn Sie genau hinsehen, ist jede Nadelspitze rund).
Das Problem ist dann, ob Sie an den Mechanismus glauben, durch den Sie den großen Aufschwung erzeugen. Um einen Sprung zu haben, müssen Sie ein konvergierendes Universum plötzlich expandieren lassen. Dies ist ein sehr seltsames Verhalten für den Hubble-Parameter um den Sprung herum. Innerhalb von GR wirft dies viele Probleme auf, da Sie eine von mehreren Konsistenzbedingungen verletzen müssen.
Auch wenn man den Sprung selbst innerhalb einer aktuellen Theorie konstruieren kann, ist es schwer zu glauben, dass unbekannte Quantengravitationseffekte in dieser turbulenten und dichten Phase der kosmischen Evolution keine Rolle spielen sollten.
Meiner Meinung nach gibt es bei Big Bounces sicherlich eine Reihe interessanter Aspekte, aber ich persönlich denke, dass dies von der Quantengravitation abhängt, die wir noch nicht verstehen oder gar nicht kennen.
Es gibt im Laufe der Jahre eine Reihe von Modellen für das Universum. Der Urknall, wie Sie ihn in der Abbildung zeigen, ist zum "Standardmodell" für die Entstehung des beobachteten Universums geworden, wie wir es kennen, weil es zu Beobachtungen , dh Daten, passt, die bekannte Theorien und Verhaltensweisen aus Elementarteilchentheorien verwenden.
Dieses Modell hat sich weiterentwickelt, da Daten in unseren Datenbanken hinzugefügt wurden. Als ich in den sechziger Jahren Kosmologie studierte, hatte der Urknall keine Inflation. Die Inflation wurde durch die kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlungsdaten erzwungen , die viel später als meine Studien kamen.
Nun meine Frage: Wie legitim sind die Behauptungen der Autoren dieses Papiers? Und wenn es irgendeinen Wert hat,
Wie viel Einfluss ein neuer Vorschlag auf die Forschung hat, ergibt sich aus der sofortigen Peer-Anerkennung in Zitaten zur Veröffentlichung. Wenn man zu INSPIRE-HEP geht, findet man ein Zitat seit der Veröffentlichung im November 2014, also erobert es die Peers nicht im Sturm. Man kann Physik nicht durch soziale Medien und die Popularität von Fernsehprogrammen betreiben.
Beseitigt es wirklich die Urknall-Singularität?
Nun, ein anderes Modell könnte die Notwendigkeit einer Singularität zur Beschreibung der Daten beseitigen, aber ich glaube nicht, dass dieses Papier die gesamte Inflationsgeschichte und die Fülle von Daten in sein skizzenhaftes Modell einbezieht. Es ist nicht mein Gebiet und wird warten, bis jemand anderes den Inhalt bespricht, aber wir haben ein griechisches Sprichwort: "Wenn Sie von vielen Kirschen hören, tragen Sie einen kleinen Korb."
Janus Boffin
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