Kosmologia kwantowa

Kosmologia kwantowa Obecnie w laboratoriach fizycznych na świecie naukowcy wykonują eksperymenty z dziedziny fizyki wszechświata przed Wielkim Wybuchem. Na pierwszy rzut oka termin "kosmologia kwantowa" wydaje się oksymoronem, takim jak "koliber wielki". Kosmologia bowiem wywodzi się z ogólnej teorii względności Einsteina, a fizycy posługują się nią, aby opisać cały, wielki wszechświat.

Teoria kwantowa natomiast opisuje świat subatomowy, który wypełniają takie elementy jak elektrony, protony, kwarki. Kosmologia kwantowa opiera się na zastosowaniu opisu kwantowego do wszechświata jako całości – wszechświata rozumianego jako największy układ fizyczny, do opisu którego można stosować empiryczno-matematyczną metodę badań.
Według wersji kwantowej wszechświat jest samo-powtarzającym się fraktalem. Fraktal w matematyce oznacza obiekt samo-podobny (tzn. taki, którego części są ciągle podobne do całości) albo ukazujący subtelne detale w wielokrotnym powiększeniu.

Przykłady fraktali

Fraktal

Fraktal

Fraktal

Fraktal

Fraktal

Fraktale

Wymiar fraktalny D może być zdefiniowany na podstawie relacji między powierzchnią lub objętością fraktala A(r) a jego długością r: A(nr) = nDA(r), gdzie: A(nr) - powierzchnia lub objętość fraktala po przeskalowaniu jego długości przez czynnik n.

Wymiarem Hausdorffa-Besicovitcha D(F) zbioru F nazywa się taką liczbę d0, dla której granica

Wymiar fraktalny


gdzie:
inf = kres dolny,
diam A = średnica kuli A,
B = rodzina kul potrzebnych do pokrycia danego zbioru F,
symbol β = zbiór, którego elementami są wszystkie możliwe rodziny kul B,
βε = podzbiór zbioru β zawierający rodziny kul, w których skład wchodzą kule o średnicy nie większej niż ε,
symbol d = pojemność (wymiar pojemnościowy) obiektu geometrycznego.

Wszechświat jako fraktal składa się z wielu pęczniejących bąbli (wszechświatów równoległych), które produkują nowe bąble, które z kolei produkują jeszcze więcej bąbli i tak w nieskończoność. Wszechświat według tej teorii trwa wiecznie, cyklicznie przechodząc kolejne etapy ewolucji. Sytuację może nam przybliżyć prosta analogia z gotującą się wodą, które to zjawisko samo w sobie jest przecież efektem kwantowym. W gotującej się wodzie ciągle powstają niewielkie pęcherzyki i bardzo szybko się rozszerzają. Jeśli potraktujemy wszechświat jako taki pęcherzyk, przekonamy się, że może on istnieć w morzu innych pęcherzyków.

Nasz wszechświat może być po prostu kwantowym pęcherzykiem, powstałym w wyniku fluktuacji kwantowej w nieskończonym oceanie pieniącym się wszechświatami. W tym nieskończonym oceanie, zwanym wieloświatem, ciągle powstają z próżni nowe wszechświaty. Wielkie wybuchy zachodzą więc przez cały czas, a każdy z nich jest kwantową fluktuacją próżni.

Kosmologia zajmuje się nie tylko historią wszechświata, ale próbuje także odpowiedzieć na pytanie, jak będzie jego przyszłość: czy będzie się rozszerzał nieskończenie, czy ucieczka galaktyk zostanie powstrzymana, czy nastąpi kiedyś kurczenie się wszechświata, w jakiej formie przetrwa materia…

Odsłony: 6885
Kategoria: