Большой Взрыв

[denis_73]

http://www.popmech.ru/print/article/118 ... -voprosov/
Цитата: "замкнутая вселенная возникает из абсолютной пустоты".

Я это понимаю так: есть какая-то пустота, абсолютная, в которой этой вселенной не было, а потом она возникла. Т. е. у нас есть время, есть момент рождения вселенной, есть время до рождения вселенной и есть какая-то пустота, в которой эта вселенная родилась.

Вопросы:
Что это за "пустота"?
Вакуум?
Пространство? Если пространство, то какова его размерность и другие свойства по сравнению с пространством возникшей вселенной, как соотносится эта "пустота" с пространством возникшей вселенной, с учётом того, что она замкнутая?
Имеет ли эта "пустота" начало или она "вечна" в направлении в прошлое?

[Munin]

denis_73 в сообщении #666009 писал(а):

Цитата: "замкнутая вселенная возникает из абсолютной пустоты".

Я это понимаю так

К сожалению, в популярной заметке невозможно дать подробные объяснения. Но понимать это надо не так.

denis_73 в сообщении #666009 писал(а):

Я это понимаю так: есть какая-то пустота, абсолютная, в которой этой вселенной не было, а потом она возникла. Т. е. у нас есть время, есть момент рождения вселенной, есть время до рождения вселенной и есть какая-то пустота, в которой эта вселенная родилась.

Не было никакой пустоты, и вообще пространства. Пространство родилось вместе со Вселенной, и сразу было целиком заполнено этой Вселенной, и никакой пустоты ни снаружи, ни до Вселенной не было и нет. Это трудно себе представить, но космологическая теория именно такая, а не "с пустотой".

denis_73 в сообщении #666009 писал(а):

Вопросы:
Что это за "пустота"?
Вакуум?
Пространство?

Раз её вообще нет, то и спрашивать про неё нет смысла.

[Acid Snow]

Munin в сообщении #666065 писал(а):

Не было никакой пустоты, и вообще пространства. Пространство родилось вместе со Вселенной, и сразу было целиком заполнено этой Вселенной, и никакой пустоты ни снаружи, ни до Вселенной не было и нет. Это трудно себе представить, но космологическая теория именно такая, а не "с пустотой".

И времени, соответственно, тоже не было?
А что за космологическая теория (большой взрыв?)

[Munin]

Acid Snow в сообщении #666191 писал(а):

И времени, соответственно, тоже не было?

Да.

Acid Snow в сообщении #666191 писал(а):

А что за космологическая теория (большой взрыв?)

Да, в популярной литературе за ней закрепилось название "Большой Взрыв". Это подробная теория, даже несколько теорий, стыкующихся между собой, и описывающих разные стадии развития Вселенной. Обычно подразделяют Стандартную космологическую модель, охватывающую горячие стадии расширения Вселенной, и последующее развитие (в частности, образование галактик, тёмную материю и тёмную энергию); и теорию (космологической) инфляции, которая происходила перед горячими стадиями Стандартной модели (они называются классическими стадиями).

На популярном уровне рекомендую Вайнберга "Первые три минуты", Новикова И. Д. "Как взорвалась Вселенная".

[denis_73]

В его книге сказано: «области ложного вакуума размножаются намного быстрее, чем распадаются. А значит, во Вселенной в целом инфляция никогда не заканчивается и рост объема инфлирующих областей продолжается беспредельно!».

Правильно ли я понимаю, что это значит, что пространство Вселенной в целом существовало всегда и в нём всегда была и будет инфляция?

[Acid Snow]

Munin в сообщении #666316 писал(а):

На популярном уровне рекомендую Вайнберга "Первые три минуты", Новикова И. Д. "Как взорвалась Вселенная".

Спасибо!

Совсем простой вопрос, а Вселенная $\equiv$ Пространство-время

[LeontiiPavlovich]

нет, это еще плюс и материя

[Munin]

denis_73 в сообщении #666403 писал(а):

В его книге сказано: «области ложного вакуума размножаются намного быстрее, чем распадаются. А значит, во Вселенной в целом инфляция никогда не заканчивается и рост объема инфлирующих областей продолжается беспредельно!».

"В его" - это в чьей? Виленкина? Это одна из гипотез на основе теории инфляции, называется вечной инфляцией.

denis_73 в сообщении #666403 писал(а):

Правильно ли я понимаю, что это значит, что пространство Вселенной в целом существовало всегда и в нём всегда была и будет инфляция?

Да - но только в том случае, если эта гипотеза верна. Хотя она довольно правдоподобна. Но есть и другие, сравнительной правдоподобности.

Acid Snow в сообщении #666414 писал(а):

Совсем простой вопрос, а Вселенная $\equiv$ Пространство-время

Да. Точнее, почти. В жаргоне космологов эти два термина могут использоваться взаимозаменяемо. Но если говорить строго, то Вселенная - это пространство-время + материя, которая её заполняет. Причём, как везде в астрономии, принято писать с большой буквы название одного уникального объекта (наша Вселенная, в которой мы живём, как и наша Галактика), и с маленькой буквы - названия объектов того же класса, которых может быть много (многие галактики, и в некоторых гипотезах - многие вселенные).

[denis_73]

Там у Виленкина в книге «Мир многих миров: Физики в поисках параллельных вселенных» ещё упоминается хаотическая инфляция Линде, но она, как я понял, тоже вечная.

Так же там говорится про ложный вакуум, окружённый истинным, в этом случае натяжение заставляет его сжиматься, а отталкивание у него чисто внутреннее, а если его размер больше критического, то он будет раздуваться, искривляя пространство, объём ложного вауума уменьшается, но внутренняя часть экспоненциально расширяется.

«Расширяющийся шар соединен с внешним пространством
узкой "кротовой норой". Снаружи она видна как черная дыра,
и внешний наблюдатель никогда не сможет подтвердить или
опровергнуть, что внутри этой черной дыры скрывается огром-
ная раздувающаяся вселенная. Аналогично, наблюдатель, ко-
торый появится внутри раздувающейся вселенной-пузыря,
увидит только крошечную часть всего пространства и никогда
не узнает, что его вселенная имеет границу, за которой имеет-
ся другая большая вселенная».

Чем больше плотность энергии, тем меньше сфера ложного вакуума.

Я понял так, что это может происходить в нашем обычном пространстве...

[Munin]

denis_73 в сообщении #666461 писал(а):

Там у Виленкина в книге «Мир многих миров: Физики в поисках параллельных вселенных» ещё упоминается хаотическая инфляция Линде, но она, как я понял, тоже вечная.

Если честно, не помню. Может быть, вечная, но акцент на другом.

denis_73 в сообщении #666461 писал(а):

Я понял так, что это может происходить в нашем обычном пространстве...

Ага, подразумевается, что да. Но по-моему, всё это намного лучше воспринимается, если предварительно изучить ОТО, или хотя бы риманову геометрию. Получается более спокойное отношение ко всем этим эпитетам "окружённый", "внутри", "снаружи", "размер", "объём", "граница"... в них не столь уж много непосредственного смысла, они все означают просто наблюдения и измерения вдоль листа риманова многообразия.

Например, представьте себе искривлённое пространство, как колба песочных часов. С точки зрения наблюдателя, сидящего в первом пузыре (на поверхности стекла, разумеется), картина такая: в его пространстве есть маленькая область (чёрная дыра?), внутри которой помещается целая ещё одна вселенная. А с точки зрения наблюдателя во втором пузыре, всё ровно наоборот: не его вселенная в чём-то помещается, а сама она содержит маленькую область, внутри которой помещается другая вселенная (первый пузырь). Легко заметить, что эти две точки зрения равноправны.

[denis_73]

Я так понял, в этом пузыре ложный вакуум тоже разобъётся на области, где возникнут островные вселенные, у которых в глобальном времени во внутренних частях Большой Взрыв произошёл раньше, а на краях только начинается, но изнутри каждая будет выглядеть как бесконечная, у которой Большой Взрыв произошёл одновременно во всём пространстве...

Там дальше говорится, что Вселенные могут возникать как флуктуации вакуума...

[Munin]

denis_73 в сообщении #666516 писал(а):

Я так понял, в этом пузыре ложный вакуум тоже разобъётся на области, где возникнут островные вселенные

Можно предположить хотя бы одну такую область. А много областей - это вынос мозга :-) Хотя правильно.

denis_73 в сообщении #666516 писал(а):

островные вселенные, у которых в глобальном времени во внутренних частях Большой Взрыв произошёл раньше, а на краях только начинается

Это очень кривая формулировка. Никакого "глобального времени" нет и быть не может. Но искривлённое пространство-время можно по-разному снабдить координатами. Представьте себе земной шар, и разные проекции его на плоскость - по сути, системы координат $x,y.$ Одна из них - хорошо известная нам система широты и долготы. Другие известны как картографические проекции. Так вот, можно спроецировать земной шар на плоскую карту так, что, скажем параллель 37° будет прямой горизонтальной линией. Тогда мы, двигаясь к ней по вертикали, скажем, что она "наступает везде одновременно". А можно спроецировать так, что параллель 37° будет выгнутой линией. Тогда мы скажем, что она "наступает в центре раньше, а на краях позже, только начинается". Понятно, что это просто разные взгляды на одну и ту же реальность?

[denis_73]

«Анализ, основанный на общей теории относительности Эйнштейна, показывает, что гравитационное отталкивание является чисто внутренним. Так что, если вы принесете кусочек ложного вакуума, чтобы продемонстрировать на лекции, предметы не будут отталкиваться от него, как на рисунке 1.1. Вместо этого они станут притягиваться. Снаружи от ложного вакуума сила гравитации проявляется как обычное тяготение».

1. Если кусочек ложного вакуума, из которого рождается новая вселенная, является квантовой флуктуацией, то он, как я понимаю, будет иметь какую-то энергию.

2. Но энергия закрытой вселенной равна нулю.

Что-то тут не складывается.
Или энергия здесь тоже относительна и изнутри этого кусочка ложного вакуума его энергия равна нулю?
Или процитированное не относится к квантовым флуктуациям?
Или энергия замкнутой вселенной не в точности равна нулю, а может быть, например, порядка планковской?

[Munin]

denis_73 в сообщении #666823 писал(а):

«Анализ, основанный на общей теории относительности Эйнштейна, показывает, что гравитационное отталкивание является чисто внутренним. Так что, если вы принесете кусочек ложного вакуума, чтобы продемонстрировать на лекции, предметы не будут отталкиваться от него, как на рисунке 1.1. Вместо этого они станут притягиваться. Снаружи от ложного вакуума сила гравитации проявляется как обычное тяготение».

Это странное заявление. Без контекста я о нём ничего не могу сказать. Мне кажется, всё наоборот: если принести кусочек ложного вакуума с положительной энергией, предметы будут от него отталкиваться. Я могу показать формулами, почему.

denis_73 в сообщении #666823 писал(а):

2. Но энергия закрытой вселенной равна нулю.

Разве?

[denis_73]

Энергия ложного вакуума, как я понимаю, положительна, как и положительна тёмная энергия, а внутри этого вакуума, давление отрицательное в соответствии с уравнением $p=-\varepsilon$, эффективная гравитирующая плотность энергии получается $\varepsilon_G=\varepsilon+3 p=-2 \varepsilon$, поэтому внутри — отталкивание. А почему снаружи от этого вакуума предметы должны от него отталкиваться?

2.
http://www.popmech.ru/print/article/118 ... -voprosov/

«О пользе замкнутости

К счастью, это затруднение вполне разрешимо – правда, не для любых вселенных, а только для замкнутых. Можно доказать, что полная энергия любой замкнутой вселенной в точности равна нулю. Как это может быть, коль скоро вселенная заполнена веществом и излучением? Однако есть еще энергия гравитации, которая, как известно, отрицательна. Оказывается, что в замкнутой вселенной положительный энергетический вклад частиц и электромагнитных полей точно компенсируется равным по величине и обратным по знаку вкладом поля тяготения, так что полная энергия всегда равна нулю. Этот вывод относится не только к энергии, но и к электрическому заряду. В замкнутой вселенной любому положительному заряду непременно сопутствует такой же заряд со знаком минус, так что полная сумма всех зарядов опять-таки оказывается нулевой. То же самое можно сказать и о прочих физических величинах, подчиняющихся строгим законам сохранения».