Популяризаторы и "до Большого Взрыва"

Anton_Peplov · 20/08/14 8511

Сразу скажу, что в затронутых вопросах я школьник. Про квантовую механику с ее "физическая величина - это эрмитов оператор, а измеренное в эксперименте число - собственное значение" я еще что-то слышал (точнее, знакомился очень давно и очень по диагонали), а ОТО - вообще терра инкогнита, вплоть до того, что я не знаю, что такое тензор.

Но, поскольку мне, как всякому порядочному человеку, интересно, откуда есть пошла Вселенная, в которой я живу, про космологию я прочел несколько научно-популярных книжек. И вот из этих книжек и вырос мой вопрос.

В книге Б. Грина "Ткань космоса. Пространство, время и структура реальности" рассказывается, "что было до Большого взрыва" . Мол, до Большого взрыва было инфлатонное поле, которое, как водится, флуктуировало, и вот одна из флуктуаций достигла критической энергии, и все заверте... А с другой стороны, много раз слышал, что в существующей на сегодняшний день теории пространства-времени вопросу "что было до БВ" нельзя придать смысл, он похож на вопрос "что южнее Южного полюса".

Понятно, что каждый популяризатор вынужден что-то упрощать и недоговаривать, иначе придется уравнения писать, да такие, что без знания всяких там тензоров и эрмитовых операторов в них, как говаривали классики, "только плюсы и минусы понимаешь". И что именно упрощать и недоговаривать, каждый популяризатор решает сам в зависимости от многого. Но вот в результате у меня в голове две несовместимые картинки. Нельзя ли их на моем уровне понимания как-нибудь совместить?

kry · 16/09/12 7127

Anton_Peplov в сообщении #1168169 писал(а):

Сразу скажу, что в затронутых вопросах я школьник.

Примерно та же ситуация, но с некоторыми поправками. :-)

Anton_Peplov в сообщении #1168169 писал(а):

В книге Б. Грина "Ткань космоса. Пространство, время и структура реальности" рассказывается, "что было до Большого взрыва" . Мол, до Большого взрыва было инфлатонное поле, которое, как водится, флуктуировало, и вот одна из флуктуаций достигла критической энергии, и все заверте... А с другой стороны, много раз слышал, что в существующей на сегодняшний день теории пространства-времени вопросу "что было до БВ" нельзя придать смысл, он похож на вопрос "что южнее Южного полюса".

У того же Брайана Грина в "Скрытая реальность: параллельные миры и глубинные законы космоса" (хотя, по-моему, местами книга на грани научности), у Ли Смолина в "Возвращение времени. От античной космогонии к космологии будущего" и у Шона Кэролла в "Вечность. В поисках окончательной теории времени" я натыкался на идею, что наша Вселенная является частью инфляционной мультивселенной и вот на уровне инфляционной мультивселенной таковая обладает своими "глобальными пространственными-временными структурами", только не совсем в буквальном смысле, так как пространство и время - это не физические объекты, а у нашей Вселенной, в свою очередь, свои "пространственно-временные структуры" и таким образом время на уровне флуктуации в инфлатонном поле и время в нашей Вселенной это якобы разные вещи и говорить о "что было до Большого взрыва" можно именно только с позиции инфляционной мультивселенной. Также у всех троих проскакивает идея с некоторым уровнем аргументации, что инфляционная мультивселенная безначальна и вечна, в отличие от нашей Вселенной. Увы, из всех троих только Кэролл более-менее пытается объяснить, что он имел в виду. Из этого лично я делаю только один вывод - не пытаться строить собственную картину мира на основе науч-попа, потому что в таких местах науч-попа просто недостаточно, а часто и у самого науч-попа недостаточно качества. Последнее - ИМХО.

Утундрий · 15/10/08 12519

Предположим, сейчас кто-то даст детальное объяснение того как к моменту мрствиации 'оогшръстро пръшвабриировали глстьюки, существенно используя при этом теорию трнз-хтщных мрък'стриативных плюскул. Как это повлияет на удовлетворения вышеозначенного интереса?

Dan B-Yallay · 11/12/05 10059

(Оффтоп)

Утундрий в сообщении #1168192 писал(а):

к моменту мрствиации 'оогшръстро пръшвабриировали глстьюки

Если я не ошибаюсь, это случилось немного раньше. Хотя, могу и ошибаться. :wink:

Munin · 30/01/06 72407

Как я всё это понимаю.

Есть реальность. И есть её модель. Модель соответствует реальности не совсем. Есть какие-то погрешности, которыми мы пренебрегаем, есть факторы, которые мы отбрасываем. Модель имеет область применимости. Это значит, что до какого-то места модель работает более-менее нормально, а дальше перестаёт соответствовать уже совсем (выходит за рамки допустимых погрешностей - которые мы сами проводим). "Место" может быть в самом разном смысле: модель плоской Земли перестаёт работать на расстояниях, где Земля закругляется (сравнимых с $R_\oplus$ )... ( $n$ примеров опущено для лаконичности) Наука имеет не одну модель, а много моделей. Модели сменяют одна другую: там, где одна перестаёт работать, на её место встаёт другая. С другой стороны, там где нам не надо высокой точности или подробностей, мы можем обойтись более простой моделью.

Итак, в данном случае надо держать в голове одну реальность и две модели.

Реальность состоит в том, что Вселенная расширяется. Галактики разбегаются друг от друга, но не только это: есть и другие эффекты, например, один и тот же фотон мог в какую-то раннюю эпоху удаляться от нас, а потом начать приближаться к нам.

1-я модель, боюсь, в попсе называется "теория Большого Взрыва". В науке она называется модель Фридмана-Леметра, или Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера (FLRW), или Λ-CDM (о нюансах отличий между этими терминами говорить не буду). Слово "Большой Взрыв" одни учёные избегают полностью, а другие - используют как название точки $t=0$ в этой модели. Эта модель - это "пространственно-временной глобус". Попросту геометрическое описание того, как устроено пространство-время расширяющейся Вселенной. Пренебрегает она всякими неоднородностями, то есть так же как и на глобусе, вместо гор и впадин - ровная поверхность. Применима эта модель на огромном диапазоне масштабов: и все 13,7 или сколько там млрд лет, когда Вселенная была пуста и прозрачна, и заполнена сначала газом, а потом немножко собравшимися из этого газа галактиками, звёздами, и даже пылью и планетами. И до этого, когда газ был плотный и горячий (потому что сама Вселенная была сжата по сравнению с нынешним состоянием где-то в миллиарды и больше раз), и потому непрозрачный - но этих вещей мы уже непосредственно не видим, а можем только рассчитывать, что там было. То есть, внимание, дальше данные становятся косвенными, а о реальности мы можем всегда сказать не больше того, что следует из модели. Дальше уже не говорят "сколько-то млрд лет назад", потому что удобнее отсчитывать время от условной точки $t=0$ этой модели. Так вот, совершенно точно эта модель применима аж до момента в несколько секунд (отчего замечательная книжка Вайнберга называется Первые три минуты), но с некоторыми неясностями - и дальше, до времён порядка $10^{-12}\text{ сек},$ а возможно, что и до $10^{-32}\text{ сек}.$ В те времена Вселенная была заполнена горячим "супом" из отдельных кварков. Но в науке никто не говорит, что эта модель работает до $t=0,$ потому что в этот момент в модели имеет место космологическая сингулярность, то есть модель заведомо перестаёт работать ещё до этого момента (когда-то позже, при $t>0$ ).

2-я модель - это теория космологической инфляции. Эта модель была построена как продолжение в ту область, в которой 1-я модель теряет применимость. Это значит, что инфляция "пристыковывается" к FLRW-стадии "стык-в-стык" примерно в области момента времени $10^{-32}\text{ сек},$ или $10^{-36}\text{ сек},$ или даже $10^{-43}\text{ сек}.$ Отчего такой разброс? Оттого, что мы толком про инфляцию ничего не знаем. Это пока ещё идея, и очень сильно гипотетическая. Например, даже нельзя сказать, что её придерживается большинство космологов (хотя она лидер по популярности среди других альтернативных идей "квантовой предыстории" классической FLRW-стадии - я забыл сказать, что 1-я модель называется "классической" в смысле неквантовой физики). Это главное, что про неё надо знать. Теперь. Буква $t$ в этой теории вообще теряет тот смысл, который был у этой буквы раньше. Про неё нельзя сказать, что это "время после Большого Взрыва". Это только тот момент времени, где происходит сшивка двух разных моделей. Соответственно, в этой теории нет и точки сингулярности в пространстве-времени, и никакого "Южного полюса". А что есть? Есть несколько разных вариантов, в том числе и попросту бесконечное время в прошлом (вариант "вечной инфляции"). Кроме того, есть и другие варианты "до классической космологии", кроме инфляции.

Ну как, удалось совместить?

-- 11.11.2016 23:37:33 --

kry в сообщении #1168186 писал(а):

У того же Брайана Грина в "Скрытая реальность: параллельные миры и глубинные законы космоса" (хотя, по-моему, местами книга на грани научности)

Далеко за гранью. У Б. Грина стоит читать только Элегантную Вселенную и Ткань космоса. Остальных названных вами авторов не рекомендую сразу, уже только по названиям.

Это раз. А два - всё-таки не отвечайте на физические и астрономические вопросы, в которых вы сами не разбираетесь.

-- 11.11.2016 23:39:06 --

(Оффтоп)

Утундрий в сообщении #1168192 писал(а):

к моменту мрствиации

Это грузинский или армянский?

kry · 16/09/12 7127