Появление пузыря

[kirillivanov]

Среди огромного разнообразия гипотез о рождении Вселенной есть и такая, в которой Вселенная появляется как итог флуктуаций неких "первичных полей". Габриель Венециано представляет это таким образом: "первичные поля" постоянно находятся в состоянии энергетического минимума, флуктуируя вблизи нулевого состояния. Иногда из за таких флуктуаций может появиться пузырь, заполненный ложным вакуумом. Поскольку суммарная энергия пузыря равна нулю, это не нарушает закона сохранения энергии, и пузырь начинает стремительно расширяться. Весьма умозрительная модель, однако интересно вот что: такой пузырь расширяется внутри того пространства, в котором он родился, или же он образует новое пространство, совершенно не связанное с "материнским"? Если второй вариант возможен, то что подразумевается под словами "разные, не связанные пространства"?

[Joker_vD]

(Оффтоп)

Интересно другое — почему картина пространства, существующего внутри многообразия-решения уравнений (а не наоборот) никому из интересующихся не приходит в голову?

[kirillivanov]

(Оффтоп)

Joker_vD в сообщении #820378 писал(а):

Интересно другое — почему картина пространства, существующего внутри многообразия-решения уравнений (а не наоборот) никому из интересующихся не приходит в голову?

А разве такое возможно?

[Munin]

kirillivanov в сообщении #820375 писал(а):

Весьма умозрительная модель, однако интересно вот что: такой пузырь расширяется внутри того пространства, в котором он родился, или же он образует новое пространство, совершенно не связанное с "материнским"? Если второй вариант возможен, то что подразумевается под словами "разные, не связанные пространства"?

Если отвлечься от нескольких "лишних" размерностей, то искривлённое пространство можно представить себе как поверхность. Тогда, "такой пузырь" можно представить себе как воздушный шарик, приклеенный горлышком к плоскости. Шарик надувается, и таким образом расширяется.

С точки зрения поверхности, он "внутри". Потому что, если мы проведём кончиком пальца по поверхности, то сначала будем вести пальцем по плоскости, потом пройдём горлышко, и потом будем вести пальцем по воздушному шарику. В точности, как если бы мы вели палец по обычной плоскости, на которой нарисована окружность: сначала палец снаружи, потом пересекает окружность, потом палец внутри окружности.

"Не связанное пространство" может возникнуть в том случае, если через некоторое время после начала надувания шарик отрывается от плоскости. При этом можно вообразить себе мыльный пузырь, который вы выдуваете через рамочку. Перешеек становится более тонким, и в какой-то момент превращается в две несвязанных "крышечки". Впрочем, не известно, могут ли такие процессы "отрыва пространства" происходить в реальности - мы недостаточно знаем физику пространства-времени.

[kirillivanov]

Munin в сообщении #820404 писал(а):

Если отвлечься от нескольких "лишних" размерностей, то искривлённое пространство можно представить себе как поверхность. Тогда, "такой пузырь" можно представить себе как воздушный шарик, приклеенный горлышком к плоскости. Шарик надувается, и таким образом расширяется.

Как я понимаю, площадь поверхности шарика не зависит от площади "материнской" поверхности. Поверхность шарика после надувания может быть больше, чем "материнская" площадь. То есть формально, объем новорожденной Вселенной в конечном итоге может быть больше, чем объем среды, породившей ее?

Munin в сообщении #820404 писал(а):

"Не связанное пространство" может возникнуть в том случае, если через некоторое время после начала надувания шарик отрывается от плоскости.

Но шарик и плоскость (1,2) находятся в четырехмерном пространстве-времени (1,3). И если шарик отрывается, он там и будет свободно летать. В случае со Вселенной не придется ли внести нечто вроде (1,4)?

[Munin]

kirillivanov в сообщении #820423 писал(а):

Как я понимаю, площадь поверхности шарика не зависит от площади "материнской" поверхности.

Смотря при каких условиях. Если шарик резиновый, или мыльный пузырь - то да. А если вы представите себе ткань, то она не особенно-то растягивается.

kirillivanov в сообщении #820423 писал(а):

То есть формально, объем новорожденной Вселенной в конечном итоге может быть больше, чем объем среды, породившей ее?

Да, может.

kirillivanov в сообщении #820423 писал(а):

Но шарик и плоскость (1,2) находятся в четырехмерном пространстве-времени (1,3). И если шарик отрывается, он там и будет свободно летать. В случае со Вселенной не придется ли внести нечто вроде (1,4)?

В математической теории искривлённых пространств (она называется римановой геометрией - раздел дифференциальной геометрии) можно легко обойтись без вмещающего пространства, в котором всё "находится" (такое пространство называется внешним, а то, что происходит на поверхности - внутренней геометрией). Геометрические факты и теоремы внутренней геометрии могут быть выражены безо всякой связи с внешней геометрией, и её вообще исключают как лишнюю часть математической конструкции. Например, для аналогии, возьмём систему уравнений:
$\begin{cases} x+y=1 \\ x-y=2 \\ z=3 \\ \end{cases}$
В такой системе мы можем выбросить третье уравнение, и решать первые два, совершенно не обращая внимания на то, что у нас когда-то было какое-то третье.

Это же представление об отсутствии внешнего пространства удобно и для физики: насколько мы знаем, никакие физические законы и явления не связывают нас с этим внешним пространством, и поэтому оно совершенно излишняя деталь в наших теориях и представлениях. Впрочем, гипотезы о ещё неизвестных явлениях в физике допустимы разные, и в том числе есть и гипотезы о влиянии внешних измерений на физику - просто они пока не подкреплены никакими экспериментами, и самое большее служат отправной очкой для идей проведения новых экспериментов.

[kirillivanov]

Munin в сообщении #820435 писал(а):

Это же представление об отсутствии внешнего пространства удобно и для физики: насколько мы знаем, никакие физические законы и явления не связывают нас с этим внешним пространством, и поэтому оно совершенно излишняя деталь в наших теориях и представлениях. Впрочем, гипотезы о ещё неизвестных явлениях в физике допустимы разные, и в том числе есть и гипотезы о влиянии внешних измерений на физику - просто они пока не подкреплены никакими экспериментами, и самое большее служат отправной очкой для идей проведения новых экспериментов.

С этим трудно не согласиться.