Universet med nul energi

Et nul-energi-univers  er en fysisk hypotese, der antyder, at universet har nul total energi på grund af den nøjagtige kompensation af den positive energi, der er forbundet med stof , ifølge Einsteins formel , med den negative energi, der er forbundet med tyngdekraften . [1] Denne hypotese er meget diskuteret i populærlitteraturen. [2] [3] [4]

Historie

Pascual Jordan var den første til at fremsætte en hypotese om muligheden for en stjernes fremkomst ved en kvanteovergang i vakuum, på grund af kompensationen af ​​den positive energi, der er forbundet med stjernens masse, med den negative energi i dens gravitationsfelt. [5] [6] Den første kendte publikation om emnet var i Nature i 1973, hvor Edward Tryon foreslog, at universet opstod fra en storstilet kvanteudsving af vakuumenergi , hvilket fik dets positive masse-energi til at være nøjagtigt afbalanceret. ved sin negative gravitationelle potentielle energi . [3] Så blev denne hypotese udviklet af Ilya Prigogine [7] I de efterfølgende årtier stod udviklingen af ​​konceptet konstant over for problemet med de beregnede massers afhængighed af valget af koordinatsystemer. Især opstår problemet fra den energi, der er forbundet med koordinatsystemer, der roterer sammen med hele universet. [6] Den første begrænsning blev indført i 1987, da Alan Guth offentliggjorde et bevis på, at gravitationsenergi er negativ med hensyn til masseenergien forbundet med stof. [8] Spørgsmålet om en mekanisme til at generere både positiv og negativ energi fra en nul initial løsning blev ikke løst, og Stephen Hawking i 1988 foreslog en "særlig" løsning med cyklisk tid. [9] [10] I 1994 [11] offentliggjorde Nathan Rosen et papir [ 12] hvor Rosen beskrev et særligt tilfælde af et lukket univers. I 1995 beviste J. V. Johry, at den samlede energi i Rosens univers er nul i ethvert univers beskrevet af Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker-metrikken , og foreslog en mekanisme til generering af stof ved inflation i et ungt univers. [13] En nul-energi-løsning til Minkowski-rummet, der repræsenterer det observerbare univers, blev leveret i 2009. [6]

Eksperimentelle begrænsninger

Eksperimentelle beviser på, at det observerbare univers er et nul-energi- univers, er i øjeblikket ikke entydigt. Tyngdekraften af ​​synligt stof er 26-37% af den observerede samlede masse-energitæthed. [14] Derfor, for at passe til konceptet om et nul-energi- univers i det observerbare univers, er der ud over tyngdekraften fra baryonisk stof brug for andre kilder til negativ energi. Denne kilde menes ofte at være mørkt stof . [femten]

Se også

Noter

  1. ↑ A Universe From Nothing-forelæsning af Lawrence Krauss på AAI . YouTube (2009). Hentet 17. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 15. december 2021.
  2. ↑ Lawrence M. Krauss. Et univers fra ingenting: hvorfor der er noget i stedet for ingenting . — Simon og Schuster, 2012. — S.  150-151 . — ISBN 978-1-4516-2445-8 .
  3. ↑ 1 2 Edward P. Tryon , "Er universet et vakuumfluktuation?" Nature , vol. 246, s. 396-397, 1973.
  4. ↑ Berkeley Lab, Smoot Group - http://aether.lbl.gov - Inflation for Beginners, JOHN GRIBBIN arkiveret, 2014
  5. ↑ Beyond Einstein: The Cosmic Quest for the Theory of the Universe - Michio Kaku, Jennifer Trainer Thompson - Oxford University Press, 1997 - s189
  6. ↑ 1 2 3 Berman first1 = Marcelo Samuel (2009). "Om nulenergiuniverset". International Journal of Theoretical Physics . 48 (11): 3278-3286. arXiv : gr-qc/0605063 . Bibcode : 2009IJTP...48.3278B . DOI : 10.1007/s10773-009-0125-8 . S2CID  119482227 .
  7. ↑ Prigogine, Ilja; Stengers, Isabella Time, kaos, kvante. At løse tidens paradoks. - Forlag: M.: Progress, 1994. - s. 228-244
  8. ↑ Alan Guth , i sin bog The Inflationary Universe , ( ISBN 0-224-04448-6 ) Appendiks A
  9. ↑ Stephen Hawking , A Brief History of Time , s. 129.
  10. ↑ Stephen Hawking , "If There's an Edge to the Universe, There Must Be a God" (interview), i Renee Weber, Dialogues With Scientists and Sages: The Search for Unity , 1986. (Også delvist genoptrykt i "God as the Edge" of the Universe", i The Scientist , bind 1, nr. 7, 23. februar 1987, s. 15.)
  11. ↑ Xulu, SS (2000). "Total energi af Bianchi Type I-universerne". Int. J. Theor. Phys . 39 (4): 1153-1161. arXiv : gr-qc/9910015 . Bibcode : 2000IJTP...39.1153X . DOI : 10.1023/A:1003670928681 . S2CID  15413640 .
  12. ↑ Rosen, Nathan (marts 1994). "Universets energi". Generel relativitet og gravitation . 26 (3): 319-321. Bibcode : 1994GReGr..26..319R . DOI : 10.1007/BF02108013 . S2CID  121139141 .
  13. ↑ Johri, V.B.; Kalligas, D.; Singh, G.P.; Everitt, CWF (marts 1995). "Gravitationsenergi i det ekspanderende univers". Generel relativitet og gravitation . 27 (3): 313-318. Bibcode : 1995GReGr..27..313J . DOI : 10.1007/BF02109127 . S2CID  120110466 .
  14. ↑ Shankar, Karthik H. (2020). "Evigt oscillerende nulenergiunivers". Generel relativitet og gravitation . 52 (2) : 23.arXiv : 1807.10381 . Bibcode : 2020GReGr..52...23S . DOI : 10.1007/s10714-020-02671-5 . S2CID  119208193 .
  15. ↑ Poplawski, Nikodem J. (2014). "Universets energi og momentum". Klassisk og kvantetyngdekraft . 31 (6): 065005. arXiv : 1305.6977 . Bibcode : 2014CQGra..31f5005P . DOI : 10.1088/0264-9381/31/6/065005 . S2CID  118593046 .