Univers cu energie zero

Un univers cu energie zero  este o ipoteză fizică care sugerează că universul are energie totală zero datorită compensării exacte a energiei pozitive asociate materiei , conform formulei lui Einstein , cu energia negativă asociată gravitației . [1] Această ipoteză este discutată pe scară largă în literatura populară. [2] [3] [4]

Istorie

Pascual Jordan a fost primul care a formulat o ipoteză despre posibilitatea apariției unei stele printr-o tranziție cuantică în vid, datorită compensării energiei pozitive asociate cu masa stelei prin energia negativă a câmpului său gravitațional. [5] [6] Prima publicație cunoscută pe acest subiect a fost în Nature în 1973, în care Edward Tryon a propus că universul provine dintr-o fluctuație cuantică la scară largă a energiei vidului , ceea ce face ca energia sa pozitivă să fie echilibrată exact. prin energia sa potențială gravitațională negativă . [3] Apoi această ipoteză a fost dezvoltată de Ilya Prigogine [7] În deceniile următoare, dezvoltarea conceptului s-a confruntat constant cu problema dependenței maselor calculate de alegerea sistemelor de coordonate. În special, problema apare din energia asociată cu sistemele de coordonate care co-rotează cu întregul univers. [6] Prima limitare a fost introdusă în 1987 când Alan Guth a publicat o dovadă că energia gravitațională este negativă în raport cu masa-energia asociată cu materie. [8] Problema unui mecanism care să genereze atât energie pozitivă, cât și negativă dintr-o soluție inițială zero nu a fost rezolvată, iar Stephen Hawking a propus în 1988 o soluție „specială” cu timp ciclic. [9] [10] În 1994 [11] Nathan Rosen a publicat o lucrare [ 12] în care Rosen a descris un caz special al unui univers închis. În 1995, J. V. Johry a demonstrat că energia totală a universului lui Rosen este zero în orice univers descris de metrica Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker și a propus un mecanism pentru generarea materiei prin inflație într-un univers tânăr. [13] O soluție cu energie zero pentru spațiul Minkowski reprezentând universul observabil a fost furnizată în 2009. [6]

Restricții experimentale

Dovezile experimentale că universul observabil este un univers cu energie zero sunt în prezent neconcludente. Energia gravitațională a materiei vizibile este de 26-37% din densitatea totală de masă-energie observată. [14] Prin urmare, pentru a se potrivi conceptului de univers cu energie zero al universului observabil, pe lângă gravitația din materia barionică, sunt necesare și alte surse de energie negativă. Această sursă este adesea considerată a fi materie întunecată . [cincisprezece]

Vezi și

Note

  1. ↑ A Universe From Nothing prelegere de Lawrence Krauss la AAI . YouTube (2009). Consultat la 17 octombrie 2011. Arhivat din original la 15 decembrie 2021.
  2. ↑ Lawrence M. Krauss. Un univers din nimic: de ce există ceva mai degrabă decât nimic . — Simon și Schuster, 2012. — P.  150-151 . — ISBN 978-1-4516-2445-8 .
  3. ↑ 1 2 Edward P. Tryon , „Este Universul o fluctuație a vidului?” , Natura , voi. 246, p.396-397, 1973.
  4. ↑ Berkeley Lab, Smoot Group - http://aether.lbl.gov - Inflation for Beginners, arhivat JOHN GRIBBIN , 2014
  5. ↑ Beyond Einstein: The Cosmic Quest for the Theory of the Universe - Michio Kaku, Jennifer Trainer Thompson - Oxford University Press, 1997 - p189
  6. ↑ 1 2 3 Berman primul1 = Marcelo Samuel (2009). „Despre universul cu energie zero”. Jurnalul Internațional de Fizică Teoretică . 48 (11): 3278-3286. arXiv : gr-qc/0605063 . Cod biblic : 2009IJTP ...48.3278B . DOI : 10.1007/s10773-009-0125-8 . S2CID  119482227 .
  7. ↑ Prigogine, Ilya; Stengers, Isabella Time, haos, quantum. Pentru a rezolva paradoxul timpului. - Editura: M.: Progress, 1994. - p. 228-244
  8. ↑ Alan Guth , în cartea sa The Inflationary Universe , ( ISBN 0-224-04448-6 ) Anexa A
  9. ↑ Stephen Hawking , O scurtă istorie a timpului , p. 129.
  10. ↑ Stephen Hawking , „If There’s an Edge to the Universe, There Must Be a God” (interviu), în Renee Weber, Dialogues With Scientists and Sages: The Search for Unity , 1986. (Retipărit parțial și în „God as the Edge” of the Universe”, în The Scientist , Vol. 1, No. 7, 23 februarie 1987, p. 15.)
  11. ↑ Xulu, SS (2000). „Energia totală a universurilor Bianchi de tip I”. Int. J. Theor. Fiz . 39 (4): 1153-1161. arXiv : gr-qc/9910015 . Cod biblic : 2000IJTP ...39.1153X . DOI : 10.1023/A:1003670928681 . S2CID  15413640 .
  12. ↑ Rosen, Nathan (martie 1994). „Energia universului”. Relativitatea generală și gravitația . 26 (3): 319-321. Cod biblic : 1994GReGr..26..319R . DOI : 10.1007/BF02108013 . S2CID 121139141 . 
  13. ↑ Johri, V.B.; Kalligas, D.; Singh, G.P.; Everitt, CWF (martie 1995). „Energia gravitațională în universul în expansiune”. Relativitatea generală și gravitația . 27 (3): 313-318. Cod biblic : 1995GReGr..27..313J . DOI : 10.1007/BF02109127 . S2CID 120110466 . 
  14. ^ Shankar, Karthik H. (2020). „Universul cu energie zero oscilant etern”. Relativitatea generală și gravitația . 52 (2) : 23.arXiv : 1807.10381 . Cod biblic : 2020GReGr..52 ...23S . DOI : 10.1007/s10714-020-02671-5 . S2CID  119208193 .
  15. ↑ Poplawski, Nikodem J. (2014). „Energia și impulsul Universului”. Gravitația clasică și cuantică . 31 (6): 065005. arXiv : 1305.6977 . Cod biblic : 2014CQGra..31f5005P . DOI : 10.1088/0264-9381/31/6/065005 . S2CID 118593046 .