Este posibil ca Universul să nu aibă început?

Poate că Universul a existat întotdeauna și o nouă teorie a gravitației cuantice dezvăluie cum ar putea funcționa acesta.

Bruno Bento, un fizician care studiază natura timpului la Universitatea din Liverpool, Marea Britanie, a folosit în lucrarea o nouă teorie a gravitației cuantice, numită teoria cauzală a mulțimilor, în care spațiul și timpul sunt împărțite în bucăți separate de spațiu-timp. La un anumit nivel, există o unitate fundamentală de spațiu-timp, conform acestei teorii, notează Live Science.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Bento și colaboratorii săi au folosit această abordare a cauzalității pentru a explora începutul Universului. Au descoperit că este posibil să nu fi avut început. El a existat întotdeauna și a evoluat recent în ceea ce se numește Big Bang.

Un cuantum al gravitației

Există două teorii extraordinar de eficiente ale universului: fizica cuantică și relativitatea generală. Fizica cuantică a produs o descriere reușită a trei dintre cele patru forțe fundamentale ale naturii (electromagnetismul, forța slabă și forța puternică) până la scări microscopice. Relativitatea generală, pe de altă parte, oferă cea mai puternică și completă descriere a gravitației concepută vreodată.

Relativitatea generală este incompletă atunci când vine vorba de centrele găurilor negre și începutul Universului. Aceste regiuni numite „singularități”  sunt pete în spațiu-timp în care legile actuale ale fizicii se sfărâmă și sunt semne de avertizare matematică că teoria relativității generale se împiedică. În cadrul acestor două singularități, gravitația devine incredibil de puternică la scări de lungime foarte mici.

Pentru a rezolva misterele singularităților, fizicienii au nevoie de o descriere microscopică a gravitației puternice, numită teoria cuantică a gravitației.

Teoria cauzală a mulțimilor

În toate teoriile actuale ale fizicii, spațiul și timpul sunt continue. Ele formează o țesătură netedă care stă la baza întregii realități. Într-un astfel de spațiu-timp continuu, două puncte pot fi cât mai aproape unul de celălalt în spațiu și două evenimente pot avea loc cât mai aproape unul de celălalt.

Dar o altă abordare, numită teoria cauzală a seturilor, rescrie spațiul-timp ca o serie de bucăți deparate sau „atomi” spațio-temporali. Această teorie ar pune limite stricte cu privire la cât de apropiate pot fi evenimentele în spațiu și timp, neputând fi mai apropiate decât dimensiunea „atomului”.

Începutul timpului

Teoria cauzală a mulțimilor are implicații importante pentru natura timpului.

„O mare parte a filozofiei setului cauzal este că trecerea timpului este ceva fizic, că nu ar trebui să fie atribuită unui fel de iluzie emergentă sau ceva ce se întâmplă în creierul nostru și ne face să credem că timpul trece”, a spus Bento.

Abordarea setului cauzal elimină problema singularității Big Bang. Este imposibil ca materia să se comprime până la puncte infinit de mici, ele nu pot deveni mai mici decât dimensiunea unui atom spațiu-timp.

Dar fără o singularitate Big Bang, cum arată începutul Universului?

Lucrarea realizată de Bento, împreună cu un colaborator, a examinat „dacă trebuie să existe un început în abordarea setului cauzal”.

„În formularea și dinamica setului cauzal original, în mod clasic vorbind, un set cauzal crește din nimic în Universul de astăzi. În schimb, în lucrarea noastră, nu ar exista Big Bang ca început, deoarece setul cauzal ar fi infinit pentru trecut și așa există întotdeauna ceva înainte”.

Ei spun că Universul poate nu a avut un început, că, pur și simplu, a existat întotdeauna. Acest Big Bang poate a fost doar un moment particular în evoluția acestui set cauzal existent mereu, nu un adevărat început.

Citește și: 

Misterioasele raze gamma. Astronomii au ajuns la o nouă explicație pentru excesul din Univers

Cercetătorii au creat o simulare cu întregul Univers pe care o putem chiar descărca sau explora online

Cercetătorii au creat o simulare cu întregul Univers pe care o putem chiar descărca sau explora online