Фазовые переходы

[kirillivanov]

Один из ТС предложил, мягко говоря, очень странную модель циклической Вселенной (http://dxdy.ru/topic80675.html), которая, хоть и выглядит довольно наивно, но натолкнула на размышления. Итогом их стала модель, которая, хоть и не является цикличной, но во многом похожа на предложенную данным ТС (уверяю, я с ним лично не знаком ).

Для более наглядного представления нарисовал (довольно коряво) простой график. На левой стороне "вертикаль" энергии вакуума($E$), внизу горизонталь времени ($t$).



Красный шарик это состояние вакуума в определенном энергетическом минимуме. Все начинается с наивысшего энергетического состояния вакуума ($A$), последовавшего за сингулярным состоянием. С течением времени вакуум переходит в более низкое энергетическое состояние ($B$), в котором однако ее энергия остается положительной, а отрицательное давление продолжает расширение. Далее более низкий уровень ($C$), который соответствует нынешнем вакууму, и в конце концов он достигает минимума ($D$), в котором космологическая постоянная оказывается отрицательной и Вселенная в итоге сжатия превращается в черную дыру без каких либо перспектив.

Почему несколько разных вакуумов? Их может быть сколь угодно (но конечное число) много, только для того, чтобы отсечь спекуляции на тему тонкой настройки и антропного принципа. Главное, что такая Вселенная имеет и начало, и конец.

Буду рад прочитать конструктивную критику.

[Munin]

kirillivanov в сообщении #821256 писал(а):

и в конце концов он достигает минимума ($D$), в котором космологическая постоянная оказывается отрицательной

Для этого, вы должны были бы нарисовать $D$ ниже оси абсцисс.

kirillivanov в сообщении #821256 писал(а):

Буду рад прочитать конструктивную критику.

Вы воспроизвели одну из известных идей. Правда, таких идей можно генерировать мешками, и в научные проверяемые гипотезы они не превращаются.

[kirillivanov]

Munin в сообщении #821280 писал(а):

Для этого, вы должны были бы нарисовать $D$ ниже оси абсцисс.

Да, коряво.

Munin в сообщении #821280 писал(а):

Вы воспроизвели одну из известных идей. Правда, таких идей можно генерировать мешками, и в научные проверяемые гипотезы они не превращаются.

Согласен. Но мне вот что интересно. $A$, $B$, $C$ расширяют Вселенную на протяжении своего существования. При появлении пузыря $D$ (пусть пузырей будет много) ее граница будет распространяться с меньшей скоростью, чем другие три вида вакуума. Как же он сможет охватить всю Вселенную?

[Munin]

Чёрт. Ровно на этот вопрос я недавно отвечал для saraq в этой теме: post817528.html#p817528

Такое впечатление, что где-то разом какую-то книжку выбросили на прилавки, или какой-то фильм прошёл - и сразу ломятся много людей со схожими вопросами. Вот вы после чего с такими вопросами пришли?

[kirillivanov]

Munin в сообщении #821301 писал(а):

Такое впечатление, что где-то разом какую-то книжку выбросили на прилавки, или какой-то фильм прошёл - и сразу ломятся много людей со схожими вопросами. Вот вы после чего с такими вопросами пришли?

Вы правильно подметили, ибо я читал почти все топики. Более того, я читал про задачу паучка. Однако. В теории инфляции пузыри (домены) истинного вакуума не успевают столкнуться из за более быстрого экспоненциального расширения вакуума ложного.

[Munin]

Плюс вынесу кое-что из личной переписки (только мои сообщения):

Цитата:

Тут всё дело в том, что такое искривлённое пространство-время. Оно похоже на искривлённую поверхность, например, поверхность яблока, мяча, капота автомобиля, и т. п. И чтобы говорить об изменениях во времени, надо условиться считать одно из направлений вдоль поверхности временем, и "считывать" поверхность вдоль этого направления, "снизу вверх". Скажем, мяч можно рассечь плоскостью, и в этой плоскости он будет круг. Когда мы сдвигаем плоскость вверх, круг увеличивается и уменьшается. Это то, как будет выглядеть пространство-время в развёртке по времени. Из-за относительности, можно выбрать другое направление времени, и тогда развёртка по времени поменяется, но само пространство-время останется тем же самым. Величина объёма - это расстояние по поверхности поперёк времени, и очевидно, оно зависит от выбора направления времени. Это вещь эфемерная.

У капота есть края, у мяча, если его разрезать ножницами, тоже будут края, и вообще у любого куска пространства-времени есть края (в частном случае, нет краёв). И в развёртке по времени, такие края будут краями пространства, но ещё они будут движущимися краями. И разумеется, если мы выберем другое направление времени, то скорость движения краёв изменится.

И вот тут важный для понимания факт, что то, что творится внутри пространства-времени, все его выпуклости и вогнутости, не связаны с тем, как проведены его края: края могут двигаться туда или сюда, и пространство-время в середине может расти или уменьшаться, сами по себе, не спрашивая друг у друга.

Из-за этих сложностей, надо "за что-то надёжное зацепиться" в чётких формулировках. И зацепляются за объекты. Вселенная заполнена разлетающимися галактиками. В нашей картине с кусками поверхности, поверхность становится разлинованной линиями, идущими вдоль друг друга. И вот тут получается, что можно точно сказать: или эти линии идут на постоянном расстоянии, или расходятся (или сходятся). Это будет происходить из формы поверхности, но в то же время и из способа разлиновки поверхности (даже на плоскости можно нарисовать расходящиеся линии). Именно это в космологии называют "увеличением объёма" и "расширением Вселенной". Все остальные образы, которые возникают в голове, ошибочны. Видно, что это свойство никак не зависит от краёв Вселенной, и как они там себя ведут и движутся.

А с деситтеровским режимом добавляется та проблема, что кроме вакуума ничего нет. Пространство-время не разлиновано. И поэтому здесь нужно быть особенно осторожным и в формулировках, и в суждениях.

Цитата:

Нет, если границ нет - то и 3-сфера увеличивается в "размерах". Растёт её радиус. А иначе, куда точки-галактики будут на ней деваться?

Но вот если границы есть - всё куда веселее. А "пузырь" - это именно граница, по которой сшивается одно решение (внутри пузыря) и другое решение (снаружи пузыря). Они могут быть совершенно разными. Как если вы приклеили половинку мячика на капот автомобиля. Или что ещё хуже, воздушный шарик - и начали его надувать.

Это можно считать дополнением к post817528.html#p817528

-- 01.02.2014 01:39:27 --

kirillivanov в сообщении #821304 писал(а):

Однако. В теории инфляции пузыри (домены) истинного вакуума не успевают столкнуться из за более быстрого экспоненциального расширения вакуума ложного.

Так. И?

[kirillivanov]

Munin в сообщении #821306 писал(а):

Так. И?

То есть истинный вакуум (более низкоэнергетичный) не может охватить всю Вселенную.

-- 31.01.2014, 23:44 --

Munin в сообщении #821306 писал(а):

И вот тут важный для понимания факт, что то, что творится внутри пространства-времени, все его выпуклости и вогнутости, не связаны с тем, как проведены его края: края могут двигаться туда или сюда, и пространство-время в середине может расти или уменьшаться, сами по себе, не спрашивая друг у друга.

Интересно. То есть движение краев не зависит от скорости расширения пространства внутри?

[Munin]

kirillivanov в сообщении #821307 писал(а):

То есть истинный вакуум (более низкоэнергетичный) не может охватить всю Вселенную.

Или может. Смотря какие именно допущения и нюансы использовать.

kirillivanov в сообщении #821307 писал(а):

Интересно. То есть движение краев не зависит от скорости расширения пространства внутри?

Да. Но не наоборот. Потому что с точки зрения изнутри, край "убегает" с некоторой скоростью, которая тоже может быть задана его свойствами.

[kirillivanov]

Munin в сообщении #821322 писал(а):

Или может. Смотря какие именно допущения и нюансы использовать.

Поделюсь собственными соображениями. Возьмем тот же ложный вакуум. Распад вакуума процесс вероятностный и локальный: он не может пройти через фазовый переход сразу и повсеместно. Локально же это выглядит как рождение крошечного пузыря истинного вакуума, граница которого растет со скоростью $ C$, в то время, как пространство внутри пузыря удваивается по экмпоненте. Характерная скорость экспоненциального роста зависит от энергии вакуума и отталкивающей гравитации, образованной отрицательным давлением.

Энергия ложного вакуума намного выше энергии вакуума истинного, а значит период удваивания на порядки короче. Два пузыря истинного вакуума, образованные рядом друг с другом, сразу же расталкиваются на гигантские расстояния экспоненциальным ростом находящегося между ними ложного вакуума. И хотя их границы двигаются со скоростью света, они не достигнут друг друга, обо горизонт событий слишком мал, и крохотная область ложного вакуума за ничтожную долю секунды раздувается до гигантских размеров, а потом опять, и опять.

С такой позиции можно рассмотреть образовавшийся пузырь истинного вакуума без космологической постоянной и с веществом. Получится однородная, изотропная и замкнутная вселенная Фридмана, которая достигнув максимального радиуса, опять сожмется. Только непонятно, что случится в этом случае с краями пузыря.