Kein Urknall Notwendig: Wiener Physiker Zeigen Einfaches Rezept Für Beliebig Universum
Wien (Österreich) - Ein expandierendes Universum kann auf erstaunlich einfache Gattung entstehen, sagt zumindest eine Gruppierung internationaler Physiker sowie zeigen beliebig entsprechend simples Rezept für beliebig Universum, für dessen Dasein es zudem gar keinen Urknall braucht: "Raum sowie Zeit erhitzen sowie beliebig bisschen rühren."
Derzeit besucht die indische Physiker Arjun Bagchi die TU Wien sowie hat kürzlich beliebig Lise-Meitner Fellowship vom FWF erhalten, gegen in Kooperation mit Daniel Grumiller die neuen holographischen Zusammenhänge in flachen Raumzeiten zu erforschen. Ihr Wirkung haben die Forscher gemeinsam mit Kollegen aus aus Harvard, dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) sowie die University of Edinburgh aktuell hinein Fachjournal "Physical Review Letters" (DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.181301) veröffentlicht.
Wenn man Suppe erhitzt, beginnt sie zu kochen. Ähnliches verhalte es sich selbst mit Raum sowie Zeit, aufklären die Physiker. "Erhitzt man diese Wenn man Raum sowie Zeit erhitzt, kann beliebig expandierendes Universum entstehen - gesamt ohne Urknall." Genau diesen Phasenübergang zwischen einem langweiligen leeren Raum sowie einem expandierenden Universum, das Masse enthält, konnte das Forschungsteam jetzt erstmals berechnen.
www.grenzwissenschaft-aktuell.de
Dahinter liegt beliebig bemerkenswerter Zusammenhang zwischen Quantenfeldtheorie sowie Einsteins Relativitätstheorie: Während wir Phasenübergänge hinein Alltag nur von Stoffen kennen, die zwischen festem, flüssigem sowie gasförmigem Status wechseln, können auch Raum sowie Zeit selbst solche Übergänge durchmachen, wie die Physiker Stephen Hawking sowie Don Page schon 1983 zeigten. Damals berechneten sie, dass aus leerem Raum bei einer bestimmten Temperatur plötzlich beliebig Schwarzes Loch werden könne.
Ob sich selbst gleichwohl bei einem ähnlichen Prozedur gleichwohl auch beliebig ganzes Universum tun - sozusagen daher zusammenkochen - lässt, das sich selbst zudem wie das von uns beobachtbare Universum kontinuierlich ausdehnt - dieser Abfrage sind die Forscher auf den Ursache gegangen. Das Ergebnis: "Tatsächlich scheint es eine kritische Temperatur zu geben, bei die aus einem völlig leeren, flachen Raum beliebig expandierendes Universum mit Masse wird. (...) Die leere Raum-Zeit beginnt gewissermaßen zu kochen, es bilden sich selbst Blasen, eine von ihnen expandiert sowie nimmt schließlich die gesamte Raumzeit ein“, erklärt Daniel Grumiller. Allerdings müsse dieses Universum während dieses Vorgangs rotieren. Allerdings könne diese Rotation beliebig gering sein.
Während bei den derzeitigen Berechnungen vorerst nur Zwei Raumdimensionen berücksichtigt wurden, spreche gleichwohl Nichts dagegen, dass es in drei Raumdimensionen nicht genauso ist, so die Wissenschaftler.
Trotz dieser erstaunlichen Erkenntnis trauen gleichwohl selbst die Wiener Forscher nicht, dass unsere eigenes, erleb- sowie beobachtbares Universum auf diese Gattung sowie Gattung entstanden ist, sowie anschauen darum ihr Phasenübergangs-Modell auch nicht als Wettbewerb zur Urknalltheorie: "In die Kosmologie weiß man heute sehr viel oberhalb das frühe Universum - das bezweifeln wir nicht an. Aber für uns ist die Abfrage entscheidend, welche Phasenübergänge in Raum sowie Zeit möglich sind sowie wie die mathematische Aufbau die Raumzeit beschrieben werden kann“, sagt Grumiller.
Die Theorie stehe hingegen in die logische Fortsetzung die sogenannten „AdS-CFT-Korrespondenz“, einer 1997 aufgestellten Vermutung, die seither die Forschung eingeschaltet den fundamentalen Fragen die Physik wirksam beeinflusst hat: Sie beschreibt einen merkwürdigen Zusammenhang zwischen Gravitationstheorien sowie Quantenfeldthorien - Zwei Bereiche, die auf den ersten Blick gar Nichts miteinander zu tun haben müssten. In bestimmten Grenzfällen, so sagt die AdS-CFT-Korrespondenz, lassen sich selbst Aussagen die Quantenfeldtheorie in Aussagen von Gravitationstheorien überführen sowie umgekehrt. "Das klingt zunächst ähnlich merkwürdig, als würde man das Herunterfallen eines Steins studieren, indem man die Temperatur heißer Atome in einem Gas berechnet. Zwei gesamt unterschiedliche physikalische Gebiete werden in Einigkeit gebracht - gleichwohl es funktioniert", aufklären die Wissenschaftlerin in die Pressemitteilung die ZU Wien.
"Die Quantenfeldtheorie kommt dabei stets mit einer Dimension weniger aus als die dazugehörige Gravitationstheorie - das bezeichnet man als 'holographisches Prinzip'. Ähnlich wie beliebig zweidimensionales Hologramm beliebig dreidimensionales Objekt vorstellen kann, kann eine Quantenfeldtheorie mit Zwei Raumdimensionen eine physikalische Situation in drei Raumdimensionen beschreiben."
Die Gravitationstheorien müssen dafür allerdings in einer Raumzeit mit einer exotischen Geometrie definiert werden - in sogenannten "Anti-de-Sitter-Räumen", deren Geometrie von die flachen Geometrie unserer Alltagserfahrung klar abweicht. Schon seit langem wurde vermutet, dass es eine ähnliche Version dieses "holographischen Zusammenhangs“ auch für flache Raumzeiten geben könnte, gleichwohl es mangelte bisher eingeschaltet konkreten Modellen, die diesen Zusammenhang belegten.
Erstmals gelang es Grumiller sowie Kollegen dann hinein vergangenen Erdjahr beliebig solches Modell - die Leichtigkeit halber in bloß Zwei Raumdimensionen - zu erstellen. Das führte schließlich zur aktuellen Fragestellung: "Dass es in den Quantenfeldtheorien einen Phasenübergang gibt, wusste man. Doch das bedeutete, dass es aus Konsistenzgründen auch auf die Gravitatations-Seite einen Phasenübergang geben muss."
"Das war zunächst beliebig Rätsel für uns", erinnert sich selbst Grumiller. "Das würde einen Phasenübergang zwischen einer leeren Raumzeit sowie einem expandierenden Universum bedeuten, sowie das erschien uns zunächst äußerst unwahrscheinlich." Die Rechenergebnisse zeigten dann aber, dass direkt diesen Übergang wahrlich gibt. "Wir anfangen erst, diese Zusammenhänge zu verstehen". Welche Erkenntnisse oberhalb unsere eigenes Universum wir dadurch ableiten können, ist heute noch gar nicht absehbar.
grenzwissenschaft-aktuell.de
Quelle: tuwien.ac.at
0 Response to "Kein Urknall Notwendig: Wiener Physiker Zeigen Einfaches Rezept Für Beliebig Universum"
Post a Comment