Существует много споров о том , как именно это сделать . Научное

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 28 из 34Следующая ⇒

литература изобилует претензиями и встречными исками на этот счет.

Однако одно несомненно: существует одна вселенная, в которой полная
энергия определенно и точно равна нулю. Однако это не плоская вселенная,
которая в принципе бесконечна в пространственной протяженности, и поэтому вычисление
полной энергии становится проблематичным. Это замкнутая вселенная, в которой
плотность материи и энергии достаточна, чтобы заставить пространство замкнуться
на себя. Как я уже говорил, в замкнутой вселенной, если вы посмотрите достаточно далеко
в одном направлении, вы в конце концов увидите свой затылок!

Причина, по которой энергия замкнутой вселенной равна нулю, на самом деле относительно
проста. Проще всего рассматривать результат по аналогии с тем, что в
замкнутой Вселенной полный электрический заряд также должен быть равен нулю.

Со времен Майкла Фарадея мы думаем об электрическом заряде как о

Источник электрического поля (обусловленный, говоря современным квантовым языком,

излучение виртуальных фотонов, описанных мною выше). Изобразительно мы представляем
себе “ силовые линии ”, исходящие радиально от заряда, причем число
силовых линий пропорционально заряду, а направление силовых линий
- наружу для положительных зарядов и внутрь для отрицательных зарядов, как
показано ниже.

Мы представляем себе, что эти линии поля уходят в бесконечность, и по мере их распространения
они удаляются друг от друга. Это означает, что сила электрического поля становится
все слабее и слабее. Однако в замкнутой Вселенной силовые линии, связанные
, например, с положительным зарядом, могут поначалу расходиться, но
в конце концов, подобно тому как линии долготы на карте Земли
сходятся на Северном и Южном полюсах, силовые линии от положительного
заряда снова сходятся на дальней стороне Вселенной. Когда они
сходясь, поле будет становиться все сильнее и сильнее, пока не останется достаточно
энергии, чтобы создать отрицательный заряд, способный “ съесть ” силовые линии в этой
антиподальной точке Вселенной.

Получается очень похожий аргумент, в этом случае связаны не с
“ поток ” из силовых линий, но с “ поток ” энергии в замкнутой вселенной, говорит
нам о том, что общая положительная энергия, в том числе связанные с остальными
масс частиц, должны быть в точности компенсируется отрицательной
гравитационной энергии, так что полная энергия равна нулю.

Таким образом, если полная энергия замкнутой вселенной равна нулю, и если
формализм квантовой гравитации с суммой превышений подходит, то квантово
механически такие вселенные могут появляться спонтанно и безнаказанно,
не неся никакой чистой энергии. Я хочу подчеркнуть, что эти вселенные были бы
полностью замкнутыми пространствами - временами, отделенными от нашей.

Однако есть одна загвоздка. Замкнутая расширяющаяся вселенная, наполненная материей
, в целом расширится до максимального размера, а затем так же
быстро коллапсирует, оказавшись в пространственно - временной сингулярности, где ничейная земля
квантовой гравитации в настоящее время не может сказать нам, какова будет ее конечная судьба. Таким
образом, характерное время жизни крошечных замкнутых вселенных будет

микроскопический, возможно, по порядку “ планковского времени ”, характерный
масштаб, на котором должны действовать квантовые гравитационные процессы, около
10

− 44

Секунд или около того.

Однако выход из этой дилеммы есть. Если перед тем, как такая вселенная
может коллапсировать, конфигурация полей внутри нее создает период
инфляции, то даже изначально крошечная замкнутая вселенная может быстро,
экспоненциально расширяться, становясь все ближе и ближе к бесконечно большой плоской
вселенной в течение этого периода. После ста или около того удвоений такой
инфляции Вселенная будет настолько близка к плоской, что она может легко просуществовать намного
дольше, чем наша Вселенная, не разрушаясь.

На самом деле существует и другая возможность, которая всегда вызывает у меня легкий
укол ностальгии (и зависти), потому что она представляла
для меня важный опыт обучения. Когда я был первым постдоком в Гарварде, я играл
с возможной квантовой механикой гравитационных полей, и я узнал
о результате от моего хорошего друга по аспирантуре, Яна Аффлека. Канадец
, который был аспирантом в Гарварде, когда я учился в Массачусетском технологическом институте, Аффлек
вступил в Общество стипендиатов за несколько лет до меня.
математическая теория Фейнмана, которую мы теперь используем для работы с
элементарными частицами и полями, называется квантовой теорией поля, чтобы вычислить
, как частицы и античастицы могут образовываться в сильном магнитном
поле.

Я понял, что форма решения, описанного Яном, нечто
, называемое “ инстантоном ”, очень напоминает раздувающуюся вселенную, если
перенять его формализм на случай гравитации. Но это было похоже на раздувающуюся
вселенную, которая началась из ничего! Прежде чем написать этот результат, я хотел
обратиться к своему собственному замешательству о том, как интерпретировать, какой физике
может соответствовать такое математическое решение. Вскоре, однако, я узнал, что в то
время как я размышлял, чуть дальше по дороге очень творческий космолог я
упомянутый ранее Алекс Виленкин, который с тех пор стал моим другом,
на самом деле только что написал статью, в которой точно так же описал, как
квантовая гравитация действительно может создать раздувающуюся вселенную непосредственно из
ничего. Я был ошарашен, но я не мог быть настолько расстроен, потому что (а) я откровенно не понимал в деталях в тот момент, что я делал, и (б) Алекс имел смелость предложить что - то, чего в то время я не понимал.

С тех пор я
понял, что не обязательно понимать все последствия своих действий.
работа для того, чтобы публиковать. Действительно, есть несколько моих самых
важных работ, которые я полностью понял только после этого.

В любом случае, хотя Стивен Хокинг и его коллега Джим Хартл
предложили совершенно иную схему для определения “ граничных
условий ” для вселенных, которые могут начаться вообще из ничего, важными
фактами являются следующие:

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману