Šiuo metu visuotinai priimtas Visatos amžius, kaip manoma remiantis Bendrąją reliatyvumo teorija, yra 13, 8 mlrd. metų. Manoma, kad Visatos pradžioje viskas egzistavo viename mažame be galo tankiame taške, arba singuliarume. Tik tuomet, kai šis taškas ėmė plėstis po Didžiojo sprogimo, oficialiai atsirado ir mūsų Visata.
„Didžiojo sprogimo singuliarumas yra rimčiausia Bendrosios reliatyvumo teorijos problema, nes čia nebeegzistuoja mums žinomi fizikos dėsniai“
Nors Didžiojo sprogimo singuliarumas tiesiogiai ir neišvengiamai formuoja Bendrosios reliatyvumo teorijos matematiką, kai kurie mokslininkai tame įžvelgia problemą, nes matematinis modelis gali paaiškinti tik tai, kas vyko iškart po sprogimo, o ne prieš jį.
„Didžiojo sprogimo singuliarumas yra rimčiausia Bendrosios reliatyvumo teorijos problema, nes čia nebeegzistuoja mums žinomi fizikos dėsniai“, – sakė vienas tyrėjų Ahmedas Faragas Alis iš Benhos universiteto ir Zewailo mokslo ir technologijų miesto. Abu yra Egipte.
Mokslininkas ir tyrimo bendraautorė Saurya Das iš Lethbridge universiteto Albertoje, Kanadoje, naujame tyrime, kuris išspausdintas „Physics Letters B“, parodo, kad Didžiojo sprogimo singuliarumas gali būti išspręstas nauju modeliu, kuriame Visata neturi nei pradžios, nei pabaigos.
Peržiūrėtos senosios idėjos
Fizikai pabrėžia, kad jų kvantinės korekcijos sąlygos nėra taikomos šiuo atveju tik tam, kad būtų eliminuotas Didžiojo sprogimo singuliarumas. Jų darbas paremtas teoretinio fiziko Davido Bohmo idėjomis, kuris žinomas savo indėliu į fizikos filosofiją.
Alis ir Dasas savo tyrime pritaikė Bohmo trajektorijas lygčiai, kurią 1950 m. sukūrė fizikas Amalas Kumaras Raychaudhuris. Jis kurį laiką buvo ir Daso mokytojas.
Panaudojęs kvantinę koreguotą Raychaudhuri'o lygtį, Alis ir Das išvedė kvantines koreguotas Friedmanno lygtis, kurios apibūdina Visatos evoliuciją ir plėtimąsi bendrosios reliatyvumo teorijos kontekste. Nors tai nėra tikra kvantinės gravitacijos teorija, modelis turi elementų tiek iš kvantinės teorijos ir Bendrosios reliatyvumo teorijos.
Naujame modelyje nėra ne tik Didžiojo sprogimo singuliarumo, bet ir susitraukimo singuliarumo. Bendrojoje reliatyvumo teorijoje teigiama, kad Visata pradeda trauktis tol, kol ji išnyksta ir vėl tampa labai tankiu tašku.
Alis ir Dasas savo teorijoje aiškina, kad jų modelis vengia singuliarumų dėl esminio skirtumo tarp klasikinės geodezijos ir Bohmo trajektorijų. Klasikinėje geodezijoje trajektorijos galiausiai kirsis viena su kita ir taškas, kur jos susikirs, bus singuliarumas. Bohmo trajektorijos, priešingai, niekuomet nekerta viena kitos, taigi singuliarumų lygtyse nėra.
Žiūrint iš kosmologinės pusės, mokslininkai aiškina, kad kvantinės korekcijos gali būti suvokiamos kaip kosmologinės konstatntos terminas (be tamsiosios energijos poreikio) ir kaip spinduliuotės terminas.
Kalbant fizikiniais terminais, modelis apibūdina Visatą kaip pripildytą kvantinio skysčio. Mokslininkai teigia, kad šis skystis galėtų būti sudarytas iš gravitonų – hipotetinių masės neturinčių gravitacinės sąveikos dalelių. Manoma,kad jeigu gravitonai egzistuoja, jie užima labai svarbų vaidmenį kvantinės gravitacijos teorijoje.
Dar viename darbe Dasas ir dar vienas bendraautorius Rajatas Bhaduris iš McMaster universiteto Kanadoje įrodė, kad gravitonai gali suformuoti Boso – Einšteino kondensatą ( Pavadinimas kilęs nuo A. Einšteino ir Indijos fiziko Satyendranatho Bose'o) tokiose temperatūrose, kuri Visatoje buvo visose epochose.
Ateitityje šį modelį žada išanalizuoti atidžiau.
