우주는 놀라운 장소이며,오늘날이 된 방식은 매우 가치있는 것입니다… 에 대한 감사. 우리의 가장 멋진 우주 사진은 은하가 풍부하지만,우주의 대부분의 부피는 물질,은하 및 빛이 전혀 없습니다. 우리는 공간이 진정으로 비어있는 우주를 상상할 수 있습니다.
허블 헤리티지 팀,허블 헤리티지 팀,허블 헤리티지 팀,허블 헤리티지 팀,허블 헤리티지 팀,허블 헤리티지 팀,허블 헤리티지 팀. 블레이크슬리
우리가 거대한 우주의 미지수들에 대해 더 호기심을 가질수록,우주에 대한 우리의 조사가 더 많은 대답없는 질문들을 드러내게 될 것이다. 무엇이든의 본질—그것이 어디에 있는지,어디에서 왔는지,그리고 어떻게 생겼는지—에 대해 질문하는 것은 필연적으로 당신을 똑같은 위대한 신비로 이끌 것입니다:우주의 궁극적 인 본질과 기원과 그 안에있는 모든 것에 관한 것입니다. 그러나 우리가 얼마나 멀리 돌아 가더라도,그 같은 느린 질문은 항상 남아있는 것 같습니다:어떤 시점에서 우리의”출발점”인 엔티티는 반드시 존재하지 않았으므로 어떻게 생겼습니까? 결국,당신은 궁극적 인 질문에 바람:어떻게 뭔가 아무것도에서 발생 했습니까? 루크 마틴,버즈 모스,러셀 블라 락,존 헤이스 등 많은 최근 질문자들이 다음과 같이 썼습니다:
“좋아,당신은 분명히이 질문을 끝없이 받지만 그럼에도 불구하고 나는 질문 할 것이다:무언가(우주/빅뱅)는 어떻게 아무것도에서 왔습니까?”
이것은 아마도 모두의 가장 큰 질문 중 하나 일 것입니다. 여기까지 과학은 적어도 지금까지 우리를 얻었다.
우주를 자세히 살펴보면 그것이 반물질이 아닌 물질로 만들어졌다는 것을 알 수 있습니다… 물질과 암흑 에너지가 필요하며,우리는 이러한 신비의 기원을 알지 못합니다. 그러나 중력의 변동,대규모 구조 사이의 형성과 상관 관계,그리고 중력 렌즈에 대한 현대의 관찰은 모두 같은 그림을 가리킨다.
크리스 블레이크와 샘 무어필드
오늘날 우리가 우주를 바라볼 때,우리가 수집한 관측들의 전체 집합은,알려진 불확실성을 고려하더라도,모두 현저하게 일관된 그림을 가리킨다. 우리의 우주는(오히려 반물질보다)물질로 구성되어,모든 곳에서 항상 물리학의 동일한 법칙을 준수하고,시작—적어도,우리가 알고있는-뜨거운 빅뱅과 함께 약 13.8 억 년 전. 그것은 일반 상대성 이론에 의해 지배되고,팽창하고 냉각하고 중력을 가하며,암흑 에너지(68%)와 암흑 물질(27%)에 의해 지배되며,정상 물질,중성미자 및 방사선이 나머지를 구성합니다.
물론 오늘날에는 은하,별,행성,무거운 원소로 가득 차 있으며 적어도 한 곳에서 지능적이고 기술적으로 진보 된 생명체가 있습니다. 이러한 구조는 항상 거기에 있지 않았지만 오히려 우주 진화의 결과로 발생했습니다. 놀라운 과학적 도약에서 20 세기 과학자들은 우리 우주가 복잡한 구조가없고 수소와 헬륨으로 만 구성된 대부분 균일 한 우주에서 오늘날 우리가 관찰하는 구조가 풍부한 우주로 어떻게 갔는지 타임 라인을 재구성 할 수있었습니다.
이 스 니펫은 구조 형성 시뮬레이션에서 우주의 확장과 함께 확장되었습니다… 암흑 물질이 풍부한 우주에서 수십억 년의 중력 성장을 나타냅니다. 필라멘트의 교차점에서 형성되는 필라멘트와 풍부한 클러스터는 주로 암흑 물질로 인해 발생합니다.우리가 오늘부터 시작한다면,우리는 시간을 뒤로 물러서서 그 구조의 어떤 개별 구조나 구성 요소가 어디에서 왔는지 물을 수 있다. 우리가 얻는 각 대답에 대해,우리는”좋아,하지만 어디서 왔고 어떻게 생겼습니까?”라고 물어볼 수 있습니다.우리가 대답 할 때까지 되돌아갑니다.”우리는 적어도 아직은 모릅니다. 그런 다음 마침내 우리는 우리가 가진 것을 숙고하고”어떻게 그것이 일어 났고,그것이 아무것도에서 일어날 수있는 방법이 있습니까?”
그럼 시작합시다.
오늘날 우리가 가진 생명은 주기율표의 원자,즉 오늘날 우주에서 우리가 가진 모든 정상적인 물질을 구성하는 원료에서 발생해야하는 복잡한 분자에서 비롯됩니다. 우주는 이 원자들을 가지고 태어난 것이 아니라,여러 세대의 별들을 필요로 했고,그들의 핵반응은 미래 세대의 별들로 재생되었다. 이것이 없으면 행성과 복잡한 화학은 불가능할 것입니다.
초신성 잔해(엘)과 행성상 성운(아르 자형)은 모두 태워 진 별을 재활용하는 방법입니다… 다시 성간 매체와 별과 행성의 다음 세대에 무거운 요소. 이러한 과정은 화학 기반 생명체가 발생하는 데 필요한 무거운 원소가 생성되는 두 가지 방법이며,지능적인 관찰자를 낳지 않고 우주를 상상하는 것은 어렵습니다(그러나 불가능하지는 않습니다).2015 년 11 월 1 일,서울시 강남구 테헤란로 101(삼성동),서울시 강남구 테헤란로 101(삼성동),서울시 강남구 테헤란로 101(삼성동),서울시 강남구 테헤란로 101(삼성동),서울시 강남구 테헤란로 101(삼성동),서울시 강남구 테헤란로 101(삼성동))
현대 별과 은하를 형성하기 위해,우리는 필요:
- 작은 은하와 성단을 서로 끌어올리는 중력,큰 은하를 만들어 새로운 항성 형성 파동을 일으키기 위한 중력,
- 중력성장에서 생성된 기존의 질량 모음이 필요한,
- 암흑 물질 후광이 초기에 형성되어 항성 형성 에피소드가 그 물질을 은하간 매체로 다시 배출하는 것을 방지하는,
- 항성 간의 적절한 균형이 필요한,
- 우주 마이크로파 배경,뜨거운 빅뱅에서 형성된 가벼운 성분을 초래하는 정상적인 사정,암흑 물질 및 방사선, 우리가 그(것)들에서 보는 풍부/패턴,
- 초기 종자 변동—밀도 불완전 성—이 이러한 구조로 중력적으로 성장하기 위해서는
- 암흑 물질을 생성하고 초기 양의 정상 물질을 생성하는 방법과 함께 이러한 불완전 성을 만드는 방법이 필요합니다.
이것들은 핫 빅뱅의 초기 단계에서 오늘날 우리가 관측하는 것처럼 우주를 일으키기 위해 요구되는 세 가지 핵심 성분이다. 우리가 또한 물리학의 법칙과 시공간 자체가 존재하도록 요구한다고 가정하면—물질/에너지 자체와 함께-우리는 아마도 그것들을 어떻게 든 발생해야하는 필요한 성분으로 포함하기를 원할 것입니다.
간단히 말해서,우리가 아무것도 아닌 것으로부터 우주를 얻을 수 있는지 여부를 물을 때,이것들은 우리가 어떻게 든 발생해야 할 소설,지금까지 설명 할 수없는 실체입니다.
반물질과 물질(의 엑스 과 와이,및 안티-엑스 과 안티-와이)보손… 올바른 창자 특성을 가지고 오늘날 우리가 우주에서 발견 한 물질/반물질 비대칭을 야기 할 수 있습니다. 그러나 우리는 오늘날 우리가 관찰하고있는 물질-반물질 비대칭에 대한 신성한 설명이 아니라 물리적 인 설명이 있다고 가정하지만 아직 확실하지는 않습니다.반물질보다 더 많은 물질을 얻기 위해,우리는 우리의 물리학이 매우 불확실한 시간에,초기 우주로 다시 추정해야합니다. 우리가 알고있는 물리학의 법칙은 어떤 의미에서 물질과 반물질 사이의 대칭: 우리가 창조하거나 관찰 한 모든 반응은 물질과 반물질을 같은 양으로 만 만들거나 파괴 할 수 있습니다. 그러나 우리가 가진 우주는 물질과 반물질이 모두 풍부하고 풍부한 양으로 창조 될 수있는 엄청나게 뜨겁고 조밀 한 상태에서 시작 했음에도 불구하고 처음에는 존재하지 않았던 물질/반물질 비대칭을 만들 수있는 방법이 있었을 것입니다.
이 작업을 수행하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 우리는 실제로 우리의 젊은 우주에서 일어난 어떤 시나리오를 알 수 없지만,그렇게하는 모든 방법은 다음과 같은 세 가지 요소를 포함한다:
- 팽창하고 냉각하는 우주에서 자연적으로 발생하는 평형 외 조건 세트,
- 바리온-번호 위반 상호 작용을 생성하는 방법,표준 모델은 스팔 레론 상호 작용을 통해(그리고 표준 모델 이외의 시나리오는 추가 방법으로 허용),
- 충분히 많은 양의 물질/반물질 비대칭을 생성하기에 충분한 씨피 및 씨피 위반을 생성하는 방법.
표준 모델에는 이러한 모든 성분이 있지만 충분하지 않습니다. 물질/반물질 대칭 우주를”아무것도 없는 우주”로 생각한다면,우리가 정확히 어떻게 일어 났는지 확실하지 않더라도 우주가 아무것도에서 무언가를 생성했다는 것이 거의 보장됩니다.
초기 우주로부터 지나친 지역들은 시간이 지남에 따라 성장하고 성장하지만,그것들의 영역에는 제한이 있다… 초기 작은 크기의 과다한 크기와 여전히 활력이 넘치는 방사선의 존재에 의한 성장으로 구조가 더 빨리 성장하는 것을 방지합니다. 첫 번째 별을 형성하는 데 수십-수억 년이 걸리지만,물질 덩어리는 그 전에 오래 존재합니다.마찬가지로,암흑물질을 생성하는 많은 실행 가능한 방법들이 있다. 우리는 광범위한 테스트와 검색을 통해 암흑 물질이 무엇이든 표준 모델에 존재하는 입자로 구성 될 수 없다는 것을 알고 있습니다. 그 본질이 무엇이든,현재 알려진 것 이상의 새로운 물리학이 필요합니다. 그러나 다음을 포함하여 여러 가지 방법으로 만들 수 있습니다:
- 뜨거운 초기 우주에서 열적으로 생성 된 후 완전히 소멸되지 않고 그 후(가장 가벼운 초대칭 또는 칼루자-클라인 입자와 같이)안정적으로 유지되거나,
- 또는 우주가 팽창하고 냉각됨에 따라 자발적으로 발생한 상전이에서 양자 진공(예:액시온)에서 거대한 입자를 추출하고,
- 새로운 형태의 양자 진공(예:액시온).중성미자,그 자체가 알려진 중성미자와 혼합 될 수 있습니다(즉,중성미자). 무균 중성미자),또는 기존의 중성미자 이외에 존재하는 무거운 오른 손잡이 중성미자,
- 또는 초 질량 입자(예:윔질라)를 발생시키는 순전히 중력 현상으로.
우주의 나머지 부분이 그것없이 초기에 잘 작동하는 것처럼 보일 때,오늘날 암흑 물질이 존재하는 이유는 무엇입니까? 사전에 그런 일이 없었던 곳에서이”물건”을 생성 할 수있는 방법이 있었음에 틀림 없지만 이러한 모든 시나리오에는 에너지가 필요합니다. 그렇다면 그 모든 에너지는 어디에서 왔습니까?
우리가 오늘 그것을 관찰 우주는 핫 빅뱅으로 시작:초기 뜨거운,밀도,제복,… 특정 초기 조건으로 상태를 확장합니다. 그러나 우리가 빅뱅이 어디서 왔는지 이해하기를 원한다면,우리는 그것이 절대적인 시작이라고 가정해서는 안되며,우리가 예측할 수없는 어떤 것도 그것을 설명 할 메커니즘이 없다고 가정해서는 안됩니다.아마도,우주의 팽창—우주의 빅뱅 이전의 기원에 대한 우리의 주요 이론-에 따르면,그것은 정말로 아무것도에서 나온 것이다. 이것은 약간의 설명이 필요하며,”무에서 온 우주”가 가장 자주 의미하는 것입니다.”(이 같은 이름의 책의 제목에 사용 된대로,그런데,포함.
당신이 핫 빅뱅의 초기 단계를 상상할 때,당신은 믿을 수 없을만큼 뜨거운,밀도,고 에너지,거의 완벽하게 균일 뭔가를 생각해야합니다. 우리가”어떻게 이런 일이 일어 났습니까?”라고 물을 때 일반적으로 두 가지 옵션이 있습니다.
- 우리는 레이디 가가의 길을 갈 수 있고,단지 그것이”이런 식으로 태어 났을 것”이라고 주장 할 수 있습니다.”우주는 우리가 초기 조건이라고 부르는 이러한 속성을 가지고 태어 났으며 더 이상의 설명은 없습니다. 이론 물리학자로서 우리는 이러한 접근 방식을”포기”라고 부릅니다.”
- 또는 우리는 이론 물리학자가 가장 잘하는 것을 할 수 있습니다:초기 조건을 설명 할 수있는 이론적 메커니즘을 시도하고 섞어서,표준과 다른 구체적인 예측을 괴롭 히고,이론의 예측을 통용 한 다음 중요한 매개 변수를 측정하려고 노력합니다.
우주 팽창은 그 두 번째 접근법의 결과로 발생했으며,그것은 문자 그대로 우리의 우주가 어떻게 생겼는지에 대한 우리의 개념을 변화 시켰습니다.
이 잔인하기 때문에 인플레이션 동안 일어나는 지수 팽창은 매우 강력하다. … 통과 할 때마다~10^-35 초(또는 그 정도),공간의 특정 영역의 부피는 각 방향으로 두 배로 증가하여 입자 또는 방사선이 희석되고 곡률이 평면과 빠르게 구별 될 수 없게됩니다.
시겔(엘); 네드 라이트의 우주론 튜토리얼(아르 자형)
“뜨겁고 조밀 한”것을 무한히 뜨겁고 무한히 조밀 한 특이점으로 외삽하는 대신 인플레이션은 기본적으로 말합니다.”아마도 핫 빅뱅은 우주 자체의 구조에 매우 큰 에너지 밀도가 존재하는 기간이 선행되어 우주가 끊임없는(인플레이션)속도로 팽창하고 인플레이션이 끝났을 때 그 에너지는 물질과 반물질과 방사선으로 옮겨져 우리가 핫 빅뱅으로 보는 것을 만들었습니다:인플레이션의 여파.”
피투성이의 세부 사항으로,이것은 모든 곳에서 동일한 온도,공간 평탄도 및 가상의 거대한 통일 시대의 남은 유물을 가진 우주를 만들뿐만 아니라 우리가 나가서 보았던 종자(밀도)변동의 특정 유형과 스펙트럼을 예측합니다. 단지 빈 공간 자체에서—비록 그것이 많은 양의 필드 에너지로 가득 찬 빈 공간이지만-자연적인 과정은 오늘날 우리가 보는 것처럼 구조가 풍부한 전체 관찰 가능한 우주를 창조했습니다.
그것은 아무것도에서 우주를 얻기의 큰 아이디어,하지만 모든 사람에게 만족되지 않습니다.
심지어 빈 공간에서,기본의 필드 자연에 내재 된 양자 변동… 상호 작용은 제거 할 수 없습니다. 우주가 초기 단계에서 팽창함에 따라,그 변동은 우주를 가로 질러 뻗어 있으며,오늘날에도 여전히 관찰 될 수있는 종자 밀도와 온도 변동을 야기합니다.
이자형. 시겔/은하 너머
많은 사람들에게 시공간이 여전히 존재하는 우주는 물리 법칙,기본 상수 및 공간 자체의 구조에 내재 된 0 이 아닌 필드 에너지와 함께 무의 개념과 매우 분리되어 있습니다. 결국 우리는 공간 밖의 위치,시간의 경계를 넘어서는 순간,그것들을 제한 할 물리적 현실이없는 일련의 조건을 상상할 수 있습니다. 그리고 그러한 상상-우리가 이러한 물리적 현실을 진정한 무를 얻기 위해 제거해야 할 것들로 정의한다면—적어도 철학적으로는 확실히 유효합니다.
그러나 그것은 철학적 무와 더 물리적 인 무 정의의 차이입니다. 내가 2018 년에 쓴 것처럼,아무것도 아닌 것에 대한 네 가지 과학적 정의가 있으며,당신의 맥락에 따라 모두 유효합니다:
- 관심사의 당신의”것”이 존재하지 않은 시간,
- 빈,물리적 공간,
- 가능한 가장 낮은 에너지 상태의 빈 시공간,그리고
- 당신이 우주 전체와 그것을 지배하는 법칙을 빼앗을 때 남겨진 시간.
우리는 우리가 처음 두 정의를 사용하는 경우 우리가”아무것도에서 우주”를 얻을 말할 수있다;우리는 세 번째를 사용하는 경우 우리는 할 수 없습니다;매우 불행하게도,우리는 우리가 네 번째를 사용하면 무슨 말을 충분히 모른다. 우주의 외부와 영역 물리 법칙을 넘어 일어나는 일을 설명하는 물리적 이론이 없다면,진정한 무의 개념은 육체적으로 잘못 정의되어 있습니다.
양자 규모에서 시공간 자체의 변동은 동안 우주를 가로 질러 뻗어 얻을… 인플레이션,밀도와 중력파 모두에서 결함을 야기. 공간을 팽창시키는 것은 많은 점에서 정당하게’아무것도’라고 불릴 수 있지만 모든 사람이 동의하는 것은 아닙니다.
이자형. 물리학의 맥락에서 볼 때,절대적 무에 대한 개념을 이해하는 것은 불가능하다. 공간과 시간 밖에 있다는 것은 무엇을 의미하며,어떻게 공간과 시간이 현명하고 예측 가능하게 존재하지 않는 상태에서 나타날 수 있습니까? 어떻게 시공간이 특정한 위치나 시간에 나타날 수 있는데,그것 없이는 위치나 시간에 대한 정의가 없을 때? 양자—필드와 입자 둘 다-를 관리하는 규칙은 어디에서 발생합니까?
이 생각의 선은 심지어 공간,시간,그리고 물리 법칙들 자체가 영원하지 않다고 가정한다. 반대로 어떤 정리 나 증거는 우리가 적용하려고 할 조건 하에서 타당성이 건전하게 확립되지 않은 가정에 의존합니다. 너가”아무것의 육체적인 정의를 받아들이면,”그때 그렇다,우리가 있있다 대로 우주는 대단히 아무것에서 일어난것을 나타난다. 그러나 물리적 인 제약을 남겨두면 우리의 궁극적 인 우주 기원에 관한 모든 것이 사라집니다.
불행히도 우리 모두에게 인플레이션은 본질적으로 우리의 관측 가능한 우주에 존재하는 기존의 상태에서 각인 될 수있는 모든 정보를 지 웁니다. 우리의 상상력의 무한한 본질에도 불구하고,우리는 우리의 물리적 현실과 관련된 테스트가 구성 될 수있는 문제에 대한 결론을 도출 할 수 있습니다. 논리적으로 어떤 다른 고려사항이,절대적인 무의 관념을 포함하여 일지도 모른다 소리가 난다 비록 어떻게 해도,단지 우리의 마음의 구조이다.
지메일 닷컴에서 시작하는 이단 질문에 보내기!