खाली जगह का छोटा वजन इतना बड़ा रहस्य क्यों है

खाली स्थान में निहित ऊर्जा की मात्रा, यह पता चला है, मल्टीवर्स सिद्धांत को शामिल किए बिना व्याख्या करना बहुत मुश्किल है। लेकिन भौतिकविदों के पास अध्ययन के लिए कम से कम एक और विकल्प है।

विरोधाभासी विचार यह है कि हमारे यूनिवर्स एक अनंत फोमिंग यूनिवर्स में सिर्फ एक यादृच्छिक बुलबुला है जो पहली नज़र में, सबसे पहले, प्रकृति की निर्दोष विशेषता: तार्किक रूप से रिक्त स्थान का अनुसरण करता है। विशेष रूप से, मल्टीवर्स परिकल्पना खाली जगह में निहित ऊर्जा की एक अविश्वसनीय रूप से छोटी मात्रा से बाहर बढ़ती है - जिसे वैक्यूम ऊर्जा, डार्क एनर्जी या कॉस्मोलॉजिकल स्थिरांक के रूप में जाना जाता है। खाली स्थान के प्रत्येक क्यूबिक मीटर में ऊर्जा की इतनी मात्रा होती है जो एक सेकंड के केवल 11 ट्रिलियन अंशों के लिए एक प्रकाश बल्ब को प्रकाश में लाने के लिए पर्याप्त है। नोबेल पुरस्कार विजेता स्टीफन वेनबर्ग के रूप में, "यह गले में एक हड्डी की तरह है," एक बार एक समस्या का वर्णन किया गया था जिसमें कम से कम एक खरब खरब खरब खरब खरब गुना अधिक ऊर्जा होनी चाहिए जो सभी क्षेत्रों की उपस्थिति से जुड़ी हो। मामला और बातचीत। लेकिन किसी भी तरह, इन क्षेत्रों के सभी प्रभाव लगभग पूरी तरह से परस्पर नष्ट हो जाते हैं, और एक शांत शांति प्राप्त होती है। खाली जगह इतनी खाली क्यों है?

यद्यपि हम इस प्रश्न का उत्तर नहीं जानते हैं - कुख्यात " ब्रह्माण्ड संबंधी समस्या की समस्या " - हमारे खालीपन की चरम डिग्री हमारे अस्तित्व के लिए आवश्यक लगती है। ब्रह्माण्ड में गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा के साथ थोड़ा और अधिक भरा होने के कारण, अंतरिक्ष में आकाशगंगाओं या ग्रहों जैसी संरचनाओं के निर्माण के लिए बहुत तेजी से विस्तार होगा। इस तरह की बारीक ट्यून प्रणाली बताती है कि कई ब्रह्मांड हो सकते हैं, और उनमें से प्रत्येक की अपनी स्वयं की वैक्यूम ऊर्जा हो सकती है, और हम एक बेहद कम दर वाले ब्रह्मांड में रहते हैं, क्योंकि हम किसी दूसरे में दिखाई नहीं दे सकते।

कुछ विद्वानों ने " मानवशास्त्रीय सिद्धांत " के आधार पर विचार किया और बहुविध सिद्धांत को नापसंद करने के लिए नापसंद किया। यहां तक ​​कि जो लोग इस सिद्धांत के विरोधी नहीं हैं, वे ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक की समस्या के वैकल्पिक समाधान चाहते हैं। लेकिन जबकि एक मल्टीवर्स के बिना हल करना लगभग असंभव है। मैरीलैंड विश्वविद्यालय के एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी रमन संदराम ने कहा, "ऊर्जा की समस्या इतनी कठिन और असुविधाजनक है कि लोगों को इसके लिए एक या दो समाधान नहीं मिले।"

ऐसा क्यों होता है, यह समझने के लिए, एक वैक्यूम की ऊर्जा पर विचार करें। अल्बर्ट आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में कहा गया है कि पदार्थ और ऊर्जा स्पेसटाइम को मोड़ने के तरीके बताते हैं, और स्पेसटाइम की वक्रता पदार्थ और ऊर्जा को स्थानांतरित करने का तरीका बताती है। समीकरणों से स्वचालित रूप से अंतरिक्ष-समय की अपनी ऊर्जा का पालन करने की क्षमता का पालन होता है - जब वहाँ कुछ भी नहीं होता है तो एक स्थिर राशि शेष होती है, जिसे आइंस्टीन ने कॉस्मोलॉजिकल स्थिरांक कहा है। दशकों से, कॉस्मोलॉजिस्टों ने माना है कि ब्रह्मांड के विस्तार की काफी निरंतर दर को देखते हुए इसका मूल्य शून्य है, और सोचा कि ऐसा क्यों हुआ। लेकिन 1998 में, खगोलविदों ने पाया कि अंतरिक्ष का विस्तार वास्तव में धीरे-धीरे तेज हो रहा है, जिसका अर्थ है कि सभी स्थान को पार करने वाली प्रतिकारक ऊर्जा की उपस्थिति है।



हालांकि, इस वैक्यूम ऊर्जा का अनुमानित घनत्व रिक्त स्थान के बारे में क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत का विरोधाभासी है। एक क्वांटम फ़ील्ड को खाली माना जाता है जब कण, क्षेत्र उत्तेजनाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं, इसके माध्यम से नहीं चलते हैं। लेकिन अनिश्चितता सिद्धांत के कारण, एक क्वांटम क्षेत्र की स्थिति कभी ज्ञात नहीं होती है, इसलिए ऊर्जा बिल्कुल शून्य के बराबर नहीं हो सकती है। कल्पना कीजिए कि एक क्वांटम क्षेत्र में अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर स्थित छोटे स्प्रिंग्स होते हैं। स्प्रिंग्स लगातार दोलन करते हैं, क्योंकि वे हमेशा सबसे आराम की स्थिति से कुछ अनिश्चित दूरी तक खिंचे होते हैं। वे हमेशा या तो थोड़े संकुचित या थोड़े खिंचे हुए होते हैं, और इसलिए हमेशा चलते रहते हैं, जिसका अर्थ है कि उनमें ऊर्जा है। इसे शून्य क्षेत्र ऊर्जा कहा जाता है । बातचीत के क्षेत्रों में, शून्य ऊर्जा सकारात्मक है, और पदार्थ के क्षेत्रों में - नकारात्मक, और ये ऊर्जा निर्वात की कुल ऊर्जा में भाग लेते हैं।

वैक्यूम की कुल ऊर्जा लगभग सबसे बड़े योगदान के योग के बराबर होनी चाहिए। हालांकि, ब्रह्मांडीय विस्तार की देखी गई दर बताती है कि यह मान शून्य क्षेत्र ऊर्जा के कुछ योगदानों की तुलना में परिमाण के 60-120 ऑर्डर हैं, जैसे कि सभी अलग-अलग सकारात्मक और नकारात्मक शब्द एक-दूसरे को अलग कर देंगे। लेकिन इस संरेखण के लिए एक भौतिक तंत्र के साथ आना बेहद मुश्किल है, दो कारणों से।

सबसे पहले, वैक्यूम ऊर्जा केवल गुरुत्वाकर्षण के रूप में कार्य करती है, इसलिए, इसे कम करने के लिए, एक गुरुत्वाकर्षण तंत्र आवश्यक है। लेकिन ब्रह्मांड के जीवन के पहले क्षणों में, जब इस तरह का तंत्र काम कर सकता था, तो यह इतना छोटा था कि पदार्थ और विकिरण की मात्रा की तुलना में इसकी सभी वैक्यूम ऊर्जा नगण्य थी। वैक्यूम एनर्जी का गुरुत्वाकर्षण प्रभाव हर चीज के गुरुत्वाकर्षण से पहले फीका पड़ जाता है। भौतिक विज्ञानी राफेल बुस्सो ने 2007 में लिखा, "ब्रह्मांड की निरंतरता की समस्या को हल करने में यह सबसे बड़ी कठिनाइयों में से एक है। गुरुत्वाकर्षण प्रतिक्रिया तंत्र है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड की स्थितियों में वैक्यूम ऊर्जा को ठीक करता है, उन्होंने लिखा," तूफान की दर से एक तूफान में उड़ान भरने वाले विमान की तुलना में मोटे तौर पर किया जा सकता है। परमाणु आकार के लिए सटीक। "

स्थिति की शिकायत यह है कि क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत की गणना दर्शाती है कि बिग बैंग के तुरंत बाद शीतलन ब्रह्मांड में चरण परिवर्तनों के परिणामस्वरूप वैक्यूम ऊर्जा का मूल्य बदल जाएगा। नतीजतन, सवाल उठता है कि क्या यह काल्पनिक तंत्र, जिसने वैक्यूम ऊर्जा को संरेखित किया, इन परिवर्तनों से पहले या बाद में काम किया। और तंत्र को कैसे पता चल सकता है कि इन प्रभावों की भरपाई करना कितना सही होगा?

अब तक, ये बाधाएं खाली जगह के छोटे वजन को समझाने के प्रयासों में बाधा हैं, न कि मल्टीवर्स ब्रह्मांड के लिए। लेकिन हाल ही में, कुछ शोधकर्ताओं ने एक वैकल्पिक विकल्प का अध्ययन करना शुरू किया: यदि ब्रह्मांड कुछ भी नहीं दिखाई देता है, लेकिन पलटाव, पिछले संपीड़न से गुजर रहा है , तो दूर के अतीत में संकुचित यूनिवर्स विशाल होना चाहिए था, और वैक्यूम ऊर्जा का प्रभुत्व होना चाहिए था। शायद, यह तब था कि एक निश्चित गुरुत्वाकर्षण तंत्र वैक्यूम ऊर्जा की प्रचुरता को प्रभावित कर सकता है, और किसी तरह यह समय के साथ इसे नष्ट करना स्वाभाविक होगा। इस विचार ने भौतिकविदों पीटर ग्राहम, डेविड कपलान और सरजीत राजेंद्रन [पीटर ग्राहम, डेविड कपलान, सुरजीत राजेंद्रन] को कॉस्मिक रिबाउंड का एक नया मॉडल बनाने के लिए प्रेरित किया, हालांकि उन्हें अभी तक यह दिखाना बाकी है कि एक कॉन्ट्रैक्टिंग ब्रह्मांड में वैक्यूम स्कैटरिंग कैसे काम करना चाहिए।

पत्र के जवाब में, बुसो ने इस दृष्टिकोण को "एक अत्यंत योग्य प्रयास" और "एक गंभीर समस्या के बारे में अच्छी तरह से सूचित और ईमानदार लड़ाई" कहा। उन्होंने कहा कि मॉडल में प्रमुख समस्याएं हैं, और "तकनीकी बाधाओं को दूर करना चाहिए ताकि इन छिद्रों को भरने के लिए और विचार काम के बजाय गंभीर हो। यह पूरा डिज़ाइन पहले से ही गोल्डबर्ग मशीन जैसा दिखता है , और, सबसे अच्छा, भविष्य में और भी भ्रमित हो जाएगा, जब छेद भर जाएंगे। " वह और मल्टीवर्स के अन्य समर्थकों का मानना ​​है कि इसकी तुलना में उनका उत्तर विकल्प सरल दिखता है।