War der Big Bang wie Wasser zu Eis einfrieren?

Wie begann das Universum? Der Big Bang ist traditionell als Moment vorgestellt als ein unendlich dichten Energiebündel plötzlich nach außen, expandiert in drei Raumrichtungen und allmählich abkühlt, als es das tat. Jetzt, ein Team von Physikern sagt dem Urknall als ein Phasenwechsel modelliert werden sollte: der Moment, eine amorphe, formlose Universum analog zu flüssigem Wasser gekühlt und plötzlich kristallisiert, in Form vierdimensionalen Raumzeit, analog zu Eis.

In der neuen Studie führen Autor James Quach und Kollegen an der University of Melbourne in Australien sagen, dass die Hypothese getestet werden kann, durch die Suche nach Fehlern, die in der Struktur der Raumzeit gebildet haben würde, wenn das Universum kristallisiert.

"Denken Sie an das frühe Universum als, seiend wie eine Flüssigkeit," sagte Quach in einer Erklärung. "Dann wie das Universum abkühlt,"kristallisiert es"in die drei räumliche und eine zeitliche Dimension, die wir heute sehen. Auf diese Weise als das Universum kühlt die Theorie, würden wir erwarten, dass Risse, ähnlich wie, die Risse entstehen bilden sollte, wenn Wasser zu Eis gefriert."

Wenn sie vorhanden sind, sollten diese Risse nachweisbar, werden die Forscher sagten, weil Licht und andere Partikel würde verbiegen oder aus von ihnen zu reflektieren, wie sie wandern Sie über den Kosmos. [Die Geschichte & Structure of the Universe (Infografik)]

Die Vorstellung, dass Raum und Zeit sind emergente Eigenschaften, die plötzlich aus einem amorphen Zustand materialisiert wurde zuerst von den Physikern an Kanadas Perimeter Institute im Jahr 2006 streckte. "Quantum graphity" genannt, hält die Theorie, dass die vierdimensionale Geometrie der Raumzeit, die von Albert Einstein entdeckt nicht grundlegend ist; Raumzeit ist ein Gitter aus diskreten Raum-Zeit-Bausteine, gebaut, genau wie kontinuierliche aussieht, sondern tatsächlich aus Bausteinen besteht, Atome.

Ursprünglich bei extrem hohen Temperaturen waren die Bausteine wie flüssiges Wasser: sie enthielten keine Struktur, "einen Zustand ohne Leerzeichen," schrieb die Forscher in ihrem Papier. Zum Zeitpunkt des Urknalls wenn die Temperatur im Universum auf die Raum-Zeit-Bausteine "Gefrierpunkt" gesunken kristallisiert sie um das vierdimensionale Gitter bilden, die, das wir heute beobachten.

Checkt die mathematische Beschreibung der Theorie, aber "die Herausforderung war, dass diese Bausteine der Raum sehr klein und so unmöglich, direkt zu sehen sind," erklärte Quach. Aus dem menschlichen Blickwinkel sieht die Raum-Zeit-glatt und kontinuierlich.

Jedoch während die Bausteine selbst möglicherweise zu klein, um zu erkennen, die Physiker hoffen, die Grenzen zu beobachten, die als Regionen der kristallisierenden Bausteine butted gegeneinander zum Zeitpunkt des Urknalls gebildet haben würde, erstellen "Risse" im Universum. Mehr Arbeit ist notwendig, um die durchschnittliche Entfernung zwischen den Rissen vorherzusagen – es ist nicht bekannt, ob sie mikroskopisch klein sind, oder Lichtjahre voneinander entfernt – um ihre Auswirkungen auf die Partikel zu charakterisieren.

Die Forschung von Quach und seinem Team ist detailliert in der neusten Ausgabe der Zeitschrift Physical Review D.

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