אז מה עשה קיימים לפני המפץ הגדול? שאלה זו בדרך כלל שייכת לתחומי החשיבה הפילוסופית העמוקה; לחוקי הפיזיקה אין זכות לחקור מעבר למחסום המפץ הגדול. אין לנו ניסיון, אין לנו יכולת תצפיתית ושום דרך לחזור דרכו (אנחנו אפילו לא יכולים לחשב אותה), אז איך פיסיקאים אפילו יכולים לחשוב שהם יכולים לענות על שאלה זו? ובכן, מחקר חדש של Loop Quantum Gravity (LQG) מאתגר תפיסה זו, אולי שם הוא דרך לבחון את "היקום" של המפץ הגדול לפני. והמסקנה? המפץ הגדול היה יותר "קפיצה גדולה", ויקום לפני הניתור היה באותה פיזיקה כמו היקום שלנו ... פשוט לאחור ... מבולבל? אני…
LQG היא תיאוריה קשה למילים, אך בעיקרון היא מטפלת בבעיות הקשורות בחוסר התאימות שמאחורי תורת הקוונטים ותורת היחסות הכללית, שתי תיאוריות מכריעות המאפיינות את היקום שלנו. אם שתי תיאוריות אלו אינן תואמות זו את זו, החיפוש אחר "תיאוריית הכל" ייעכב, מה שמאפשר לאפשר כוח הכבידה להתמזג עם "התיאוריה הגדולה האחידה" (כלומר הכוח האלקטרוני-גרעיני). LQG מכמת את כוח המשיכה, ובכך מספק הסבר אפשרי לכוח המשיכה ומפתח אפשרי לפתיחת התיאוריה של הכל. עם זאת, מלכתחילה יש ל- LQG מבקרים רבים מכיוון שיש מעט מאוד ראיות ישירות או עקיפות המגבות את התיאוריה.
עיין במאמר הקודם של מגזין החלל בנושא Loop Quantum Gravity »
בלי קשר, הרבה עבודה נעשית בתחום זה של מחקר. התוצאה העיקרית שמקורה ב- LQG היא שהיא חוזה שהמפץ הגדול שאירע לפני 13.7 מיליארד שנה היה למעשה "קפיצה גדולה"; היקום שלנו הוא אפוא תוצר של יקום מתכווץ לפני המפץ הגדול. היקום הקודם (או היקום שלנו "תאום") התכווץ לנקודה יחידה (שאפשר לפרש אותה כ"כאורה גדולה ") ואז התהפך במפץ גדול כדי לייצר את המפץ הגדול כפי שלמדנו לקבל כלידה של היקום כפי שאנו מכירים אותו. אך עד כה, על אף שחזוי היקום שקדם להקפיץ, לא ניתן היה לדעת על מאפייניו. שום מידע על היקום לפני הניתור לא ניתן היה לראות ביקום של ימינו. הקפיצה הגדולה גורמת ל"אמנזיה קוסמית ", והורסת את כל המידע של היקום הקודם.
כעת, הפיזיקאים אלחנדרו קוריצ'י מהאוניברסיטאד נאסיונל אוטונומה דה מקסיקו ופרמפריט סינג ממכון פרימטר לפיזיקה תיאורטית באונטריו עובדים על תורת Loop Quantum Gravity (sLQG), לפיה הם משוערים את ערך "אילוץ הקוונטים", משוואת מפתח בתורת LQG. מה שקורה אחר כך קצת מפתיע. מחישוביהם נראה כי יקום, זהה לשלנו, עם מכניקה זהה, היה קיים לפני הקפיצה הגדולה.
“... ליקום התאום יהיו אותם חוקים של פיסיקה, ובמיוחד אותה מושג זמן כמו אצלנו. חוקי הפיזיקה לא ישתנו מכיוון שהאבולוציה היא תמיד יחידה, וזו הדרך היפה ביותר שמערכת קוונטית יכולה להתפתח. באנלוגיה שלנו זה ייראה זהה לתאום שלו כשהוא נראה מרחוק; אי אפשר היה להבדיל ביניהם. " - Parampreet Singh
איננו מדברים על מימד חלופי; אנחנו מדברים על יקום זהה עם אותם מאפייני מרחב-זמן וקוונטים כמו שלנו. אם אנו מסתכלים על היקום שלנו עכשיו (13.7 מיליארד שנה לאחר הקפיצה), הוא יהיה זהה ליקום 13.7 מיליארד שנים לפני הקפיצה הגדולה. ההבדל היחיד הוא כיוון הזמן יהיה הפוך; היקום לפני הניתור יהפוך.
“ביקום שלפני הניתור, כל התכונות הכלליות יהיו זהות. היא תעקוב אחר אותן משוואות דינמיות, משוואות איינשטיין כאשר היקום גדול. המודל שלנו מנבא שזה קורה כאשר היקום נעשה בסדר גודל פי מאה מגודל פלאנק. יתר על כן, תוכן החומר יהיה זהה, ותהיה באותה התפתחות. מכיוון שהיקום שלפני הניתור מתכווץ, הוא ייראה כאילו אנו מסתכלים לשלנו אחורה בזמן. " - Parampreet Singh
ניתוח מה שקרה לפני המפץ הגדול הוא רק חלק מהסיפור. על ידי ביצוע קירוב זה של משוואת LQG מרכזית, סינג וקוריצ'י עובדים על מודלים שבהם גלקסיות ומבנים פיסיקליים אחרים משאירים חותם ביקום שלפני הניתור כדי להשפיע על היקום שלאחר הכניסה. האם מבנים אלה היו מופצים בדרכים דומות? האם המבנים ביקום אחד יהיו דומים או זהים למבנים ביקום האחר? עשויה להיות גם הזדמנות לבחון את עתידו של היקום הזה ולחזות אם התנאים מתאימים לעוד קפיצה גדולה (יכול פעם לדמיין קפיצות חוזרות, לייצר מעגל של יקומים).
נכון לעכשיו, מחקר זה הוא תיאורטי ביותר וכל עדות תצפיתית תישאר דלילה לעת עתה. למרות שזה המצב, הוא מתחיל לבדוק את השאלה הגדולה ועשוי לקרב מעט את הפיזיקה לתאר את מה שהיה. לפני המפץ הגדול…
מקור: Physorg.com
