புத்தகம் "ஃபேஷன், நம்பிக்கை, கற்பனை மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் புதிய இயற்பியல்"

வணக்கம், கப்ரோ குடியிருப்பாளர்களே! அடிப்படை அறிவியலில் ஃபேஷன், நம்பிக்கை அல்லது கற்பனை பற்றி பேச முடியுமா?

பிரபஞ்சம் மனித பாணியில் ஆர்வம் காட்டவில்லை. அறிவியலை நம்பிக்கை என்று விளக்க முடியாது, ஏனென்றால் விஞ்ஞான அனுமானங்கள் தொடர்ந்து கடுமையான சோதனை சோதனைக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் புறநிலை யதார்த்தத்துடன் முரண்படத் தொடங்கியவுடன் உடனடியாக நிராகரிக்கப்படுகின்றன. மற்றும் கற்பனையானது பொதுவாக உண்மைகள் மற்றும் தர்க்கம் இரண்டையும் புறக்கணிக்கிறது. ஆயினும்கூட, பெரிய ரோஜர் பென்ரோஸ் இந்த நிகழ்வுகளை முற்றிலுமாக நிராகரிக்க விரும்பவில்லை, ஏனென்றால் விஞ்ஞான பேஷன் முன்னேற்றத்தின் இயந்திரமாக இருக்க முடியும், ஒரு கோட்பாடு உண்மையான சோதனைகளால் உறுதிப்படுத்தப்படும்போது நம்பிக்கை தோன்றுகிறது, மேலும் கற்பனையின் பறப்பு இல்லாமல் நமது அனைத்து வினோதங்களையும் புரிந்து கொள்ள முடியாது. பிரபஞ்சம்.

"ஃபேஷன்" அத்தியாயத்தில், சமீபத்திய தசாப்தங்களில் மிகவும் நாகரீகமான கோட்பாடான சரம் கோட்பாடு பற்றி அறிந்து கொள்வீர்கள். "நம்பிக்கை" என்பது குவாண்டம் இயக்கவியல் எந்தக் கோட்பாடுகளுக்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளது. மேலும் "பேண்டஸி" என்பது நமக்குத் தெரிந்த பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றிய கோட்பாடுகளைத் தவிர வேறொன்றுமில்லை.

3.4 பெருவெடிப்பு முரண்பாடு

முதலில் அவதானிப்புகள் பற்றிய கேள்வியை எழுப்புவோம். பார்க்கக்கூடிய முழு பிரபஞ்சமும் ஒரு காலத்தில் மிகவும் சுருக்கப்பட்ட மற்றும் நம்பமுடியாத வெப்பமான நிலையில் இருந்தது என்பதற்கு என்ன நேரடி ஆதாரம் உள்ளது, இது பிரிவு 3.1 இல் வழங்கப்பட்ட பிக் பேங் படத்துடன் ஒத்துப்போகும்? காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பேக்ரவுண்ட் ரேடியேஷன் (சிஎம்பி), சில நேரங்களில் பிக் பேங் என்று அழைக்கப்படுகிறது. CMB கதிர்வீச்சு ஒளியானது, ஆனால் மிக நீண்ட அலைநீளம் கொண்டது, எனவே அதை உங்கள் கண்களால் பார்ப்பது முற்றிலும் சாத்தியமற்றது. இந்த ஒளி எல்லா பக்கங்களிலிருந்தும் மிகவும் சமமாக நம் மீது ஊற்றுகிறது (ஆனால் பெரும்பாலும் பொருத்தமற்றது). இது ~2,725 K வெப்பநிலையுடன் வெப்பக் கதிர்வீச்சைக் குறிக்கிறது, அதாவது முழுமையான பூஜ்ஜியத்தை விட இரண்டு டிகிரிக்கு மேல். பிக் பேங்கிற்கு சுமார் 3000 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரபஞ்சம் முதன்முதலில் மின்காந்த கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படையானதாக மாறிய போது - கவனிக்கப்பட்ட "கிளிம்மர்" நம்பமுடியாத வெப்பமான பிரபஞ்சத்தில் (அந்த நேரத்தில் ~379 K) தோன்றியதாக நம்பப்படுகிறது. பிக் பேங்கின் போது இது நடக்கவே இல்லை) வெடிப்பு; இந்த நிகழ்வு பிரபஞ்சத்தின் மொத்த வயதில் முதல் 000/1 இல் நிகழ்கிறது - பெருவெடிப்பு முதல் இன்று வரை). கடந்த சிதறல் சகாப்தத்தில் இருந்து, இந்த ஒளி அலைகளின் நீளம் பிரபஞ்சம் விரிவடைவதைப் போலவே (சுமார் 40 காரணிகளால்) அதிகரித்தது, இதனால் ஆற்றல் அடர்த்தி தீவிரமாகக் குறைந்துள்ளது. எனவே, CMB இன் கவனிக்கப்பட்ட வெப்பநிலை 000 K மட்டுமே.

இந்த கதிர்வீச்சு அடிப்படையில் பொருத்தமற்றது (அதாவது வெப்பம்) என்பது படம் 3.13 இல் காட்டப்பட்டுள்ள அதிர்வெண் நிறமாலையின் தன்மையால் ஈர்க்கக்கூடிய வகையில் உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. 2.2. ஒவ்வொரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணிலும் கதிர்வீச்சு தீவிரம் வரைபடத்தில் செங்குத்தாக வரையப்பட்டுள்ளது, மேலும் அதிர்வெண் இடமிருந்து வலமாக அதிகரிக்கிறது. தொடர்ச்சியான வளைவு 2,725 K வெப்பநிலையில் பிரிவு 500 இல் விவாதிக்கப்பட்ட பிளாங்க் பிளாக் பாடி ஸ்பெக்ட்ரமுடன் ஒத்துள்ளது. வளைவில் உள்ள புள்ளிகள் குறிப்பிட்ட அவதானிப்புகளின் தரவுகளாகும், அதற்கான பிழை பார்கள் வழங்கப்படுகின்றன. அதே நேரத்தில், பிழை பார்கள் XNUMX மடங்கு அதிகரிக்கப்படுகின்றன, இல்லையெனில் அவை வலதுபுறத்தில் கூட, பிழைகள் அவற்றின் அதிகபட்சத்தை எட்டும் இடத்தைக் கருத்தில் கொள்ள இயலாது. கோட்பாட்டு வளைவு மற்றும் அவதானிப்பு முடிவுகளுக்கு இடையிலான ஒப்பந்தம் வெறுமனே குறிப்பிடத்தக்கது-ஒருவேளை இயற்கையில் காணப்படும் வெப்ப நிறமாலையுடன் சிறந்த ஒப்பந்தம்.

இருப்பினும், இந்த தற்செயல் என்ன குறிக்கிறது? வெளிப்படையாக, தெர்மோடைனமிக் சமநிலைக்கு மிக நெருக்கமாக இருந்த ஒரு நிலையை நாங்கள் பரிசீலித்து வருகிறோம் (அதனால்தான் ஒத்திசைவற்ற சொல் முன்பு பயன்படுத்தப்பட்டது). ஆனால் புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட பிரபஞ்சம் வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலைக்கு மிக அருகில் இருந்தது என்பதிலிருந்து என்ன முடிவு வருகிறது? படத்திற்கு திரும்புவோம். பிரிவு 3.12 இலிருந்து 3.3. மிகவும் விரிவான கரடுமுரடான பகுதியானது (வரையறையின்படி) அத்தகைய மற்ற எந்தப் பகுதியையும் விட மிகப் பெரியதாக இருக்கும், மேலும் பொதுவாக மற்றவற்றுடன் ஒப்பிடும் போது அது மிகப் பெரியதாக இருக்கும், அது அவை அனைத்தையும் பெருமளவில் குள்ளமாக்கிவிடும்! வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலை ஒரு மேக்ரோஸ்கோபிக் நிலைக்கு ஒத்திருக்கிறது, மறைமுகமாக, எந்த அமைப்பும் விரைவில் அல்லது பின்னர் வரும். சில நேரங்களில் இது பிரபஞ்சத்தின் வெப்ப மரணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, ஆனால் இந்த விஷயத்தில், விந்தை போதும், நாம் பிரபஞ்சத்தின் வெப்ப பிறப்பு பற்றி பேச வேண்டும். புதிதாகப் பிறந்த பிரபஞ்சம் வேகமாக விரிவடைந்து வருவதால் நிலைமை சிக்கலானது, எனவே நாம் கருதும் நிலை உண்மையில் சமநிலையற்றது. ஆயினும்கூட, இந்த வழக்கில் விரிவாக்கம் அடிப்படையில் அடியாபாடிக் என்று கருதலாம் - இந்த புள்ளி 1934 இல் டோல்மேனால் முழுமையாகப் பாராட்டப்பட்டது [டோல்மேன், 1934]. இதன் பொருள் விரிவாக்கத்தின் போது என்ட்ரோபி மதிப்பு மாறவில்லை. (இது போன்ற ஒரு சூழ்நிலை, அடியாபாடிக் விரிவாக்கம் காரணமாக வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலையை பராமரிக்கும் போது, ​​பிரபஞ்சத்தின் குறிப்பிட்ட தொகுதிகளில் மட்டுமே ஒன்றுக்கொன்று வேறுபடும் கரடுமுரடான பகிர்வு கொண்ட சம அளவு பகுதிகளின் தொகுப்பாக கட்ட இடத்தில் விவரிக்க முடியும். இந்த முதன்மை நிலை அதிகபட்ச என்ட்ரோபியால் வகைப்படுத்தப்பட்டதாக நாம் கருதலாம் - விரிவாக்கம் இருந்தபோதிலும்!).

வெளிப்படையாக, நாம் ஒரு விதிவிலக்கான முரண்பாட்டை எதிர்கொள்கிறோம். பிரிவு 3.3 இல் முன்வைக்கப்பட்ட வாதங்களின்படி, பிக் பேங் மிகக் குறைந்த என்ட்ரோபியுடன் கூடிய ஒரு மேக்ரோஸ்கோபிக் நிலையாக இருக்க வேண்டும் என்று இரண்டாவது விதி தேவைப்படுகிறது (மற்றும் கொள்கையளவில், விளக்கப்பட்டுள்ளது). இருப்பினும், CMB அவதானிப்புகள் பிக் பேங்கின் மேக்ரோஸ்கோபிக் நிலை மகத்தான என்ட்ரோபியால் வகைப்படுத்தப்பட்டதாகத் தெரிகிறது, ஒருவேளை அதிகபட்சமாக கூட இருக்கலாம். நாம் எங்கே இவ்வளவு தீவிரமாக தவறாகப் போகிறோம்?

இந்த முரண்பாட்டிற்கான ஒரு பொதுவான விளக்கம் இங்கே உள்ளது: புதிதாகப் பிறந்த பிரபஞ்சம் மிகவும் "சிறியதாக" இருந்ததால், அதிகபட்ச என்ட்ரோபிக்கு சில வரம்புகள் இருக்கக்கூடும் என்று கருதப்படுகிறது, மேலும் அந்த நேரத்தில் வெளிப்படையாக பராமரிக்கப்பட்ட வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலையின் நிலை இருந்தது. அந்த நேரத்தில் சாத்தியமான ஒரு வரம்பு நிலை என்ட்ரோபி. இருப்பினும், இது தவறான பதில். அத்தகைய படம் முற்றிலும் மாறுபட்ட சூழ்நிலைக்கு ஒத்திருக்கும், இதில் பிரபஞ்சத்தின் அளவு சில வெளிப்புறக் கட்டுப்பாடுகளைப் பொறுத்தது, எடுத்துக்காட்டாக, சீல் செய்யப்பட்ட பிஸ்டனுடன் சிலிண்டரில் இருக்கும் வாயுவைப் போல. இந்த வழக்கில், பிஸ்டன் அழுத்தம் சில வெளிப்புற பொறிமுறையால் வழங்கப்படுகிறது, இது ஆற்றல் வெளிப்புற மூலத்துடன் (அல்லது கடையின்) பொருத்தப்பட்டுள்ளது. ஆனால் இந்த நிலைமை முழு பிரபஞ்சத்திற்கும் பொருந்தாது, அதன் வடிவவியல் மற்றும் ஆற்றல், அத்துடன் அதன் "ஒட்டுமொத்த அளவு" ஆகியவை உள் கட்டமைப்பால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகின்றன மற்றும் ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் கோட்பாட்டின் மாறும் சமன்பாடுகளால் நிர்வகிக்கப்படுகின்றன (உட்பட பொருளின் நிலையை விவரிக்கும் சமன்பாடுகள்; பிரிவுகள் 3.1 மற்றும் 3.2 பார்க்கவும்). இத்தகைய நிலைமைகளின் கீழ் (சமன்பாடுகள் முற்றிலும் தீர்மானிக்கக்கூடியதாகவும், நேரத்தின் திசையைப் பொறுத்து மாறாததாகவும் இருக்கும் போது - பிரிவு 3.3 ஐப் பார்க்கவும்), கட்ட இடத்தின் மொத்த அளவு காலப்போக்கில் மாற முடியாது. கட்ட இடைவெளி P தானே "வளர்ச்சி அடைய" கூடாது என்று கருதப்படுகிறது! அனைத்து பரிணாம வளர்ச்சியும் விண்வெளி P இல் C வளைவின் இருப்பிடத்தால் எளிமையாக விவரிக்கப்படுகிறது மற்றும் இந்த விஷயத்தில் பிரபஞ்சத்தின் முழுமையான பரிணாமத்தை குறிக்கிறது (பிரிவு 3.3 ஐப் பார்க்கவும்).

பிரபஞ்சத்தின் சரிவின் பிந்தைய கட்டங்களை, அது பிக் க்ராஷை நெருங்கும் போது நாம் கருத்தில் கொண்டால், சிக்கல் தெளிவாகிவிடும். படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள K > 0, Λ = 0 க்கான ஃபிரைட்மேன் மாதிரியை நினைவுபடுத்தவும். பிரிவு 3.2 இல் 3.1a. இந்த மாதிரியில் உள்ள இடையூறுகள் பொருளின் ஒழுங்கற்ற விநியோகத்தால் எழுகின்றன என்று நாங்கள் இப்போது நம்புகிறோம், மேலும் சில பகுதிகளில் உள்ளூர் சரிவுகள் ஏற்கனவே ஏற்பட்டுள்ளன, அவற்றின் இடத்தில் கருந்துளைகள் உள்ளன. இதற்குப் பிறகு, சில கருந்துளைகள் ஒன்றோடொன்று ஒன்றிணைந்து, இறுதி ஒருமையில் சரிவது மிகவும் சிக்கலான செயல்முறையாக மாறும் என்று நாம் கருத வேண்டும், இது முற்றிலும் சமச்சீரான கோள ஃபிரைட்மேனின் கடுமையான சமச்சீர் பிக் க்ராஷுடன் பொதுவானது எதுவுமில்லை. படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள மாதிரி. 3.6 ஏ. மாறாக, தரமான அடிப்படையில், சரிவு நிலைமை படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள மிகப்பெரிய குழப்பத்தை மிகவும் நினைவூட்டுவதாக இருக்கும். 3.14 a; இந்த வழக்கில் எழும் ஒருமைப்பாடு, ஓரளவிற்கு, பிரிவு 3.2 இன் இறுதியில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள BCLM கருதுகோளுடன் ஒத்துப்போகலாம். பிரபஞ்சம் ஒரு சிறிய அளவிற்கு பின்வாங்கினாலும், இறுதி சரிவு நிலை கற்பனை செய்ய முடியாத என்ட்ரோபியைக் கொண்டிருக்கும். இந்த குறிப்பிட்ட (வெளியே மூடிய) ஃபிரைட்மேன் மாதிரியானது தற்போது நமது சொந்த பிரபஞ்சத்தின் நம்பத்தகுந்த பிரதிநிதித்துவமாக கருதப்படவில்லை என்றாலும், அதே கருத்தில் அண்டவியல் மாறிலியுடன் அல்லது இல்லாமல் மற்ற ஃபிரைட்மேன் மாதிரிகளுக்கும் பொருந்தும். பொருளின் சீரற்ற விநியோகம் காரணமாக இதே போன்ற இடையூறுகளை அனுபவிக்கும் அத்தகைய மாதிரியின் சரிவு பதிப்பு, மீண்டும் ஒரு கருந்துளை போன்ற ஒரு தனித்தன்மையான குழப்பமாக மாற வேண்டும் (படம் 3.14 b). இந்த ஒவ்வொரு நிலையிலும் நேரத்தை மாற்றியமைப்பதன் மூலம், நாம் சாத்தியமான ஆரம்ப ஒருமைப்பாட்டை (சாத்தியமான பெருவெடிப்பு) அடைவோம், அதன்படி, மகத்தான என்ட்ரோபி உள்ளது, இது என்ட்ரோபியின் "உச்சவரம்பு" பற்றி இங்கு செய்யப்பட்ட அனுமானத்திற்கு முரணானது (படம் 3.14 c).

இங்கே நான் சில நேரங்களில் கருதப்படும் மாற்று சாத்தியங்களுக்கு செல்ல வேண்டும். சில கோட்பாட்டாளர்கள், இரண்டாவது விதி எப்படியாவது இத்தகைய சரிவு மாதிரிகளில் தன்னைத்தானே மாற்றிக்கொள்ள வேண்டும் என்று பரிந்துரைக்கின்றனர், இதனால் பிரபஞ்சத்தின் மொத்த என்ட்ரோபி பிக் கிராஷ் நெருங்கும்போது படிப்படியாக சிறியதாகிவிடும் (அதிகபட்ச விரிவாக்கத்திற்குப் பிறகு). எவ்வாறாயினும், கருந்துளைகளின் முன்னிலையில் இதுபோன்ற ஒரு படத்தை கற்பனை செய்வது மிகவும் கடினம், அவை உருவாகியவுடன், அவை என்ட்ரோபியை அதிகரிக்கத் தொடங்கும் (இது நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு அருகிலுள்ள பூஜ்ஜிய கூம்புகளின் இடத்தில் நேர சமச்சீரற்ற தன்மையுடன் தொடர்புடையது, படம் 3.9 பார்க்கவும்). இது தொலைதூர எதிர்காலத்தில் தொடரும் - குறைந்தபட்சம் ஹாக்கிங் பொறிமுறையின் செல்வாக்கின் கீழ் கருந்துளைகள் ஆவியாகும் வரை (பிரிவு 3.7 மற்றும் 4.3 ஐப் பார்க்கவும்). எவ்வாறாயினும், இந்த வாய்ப்பு இங்கே வழங்கப்பட்ட வாதங்களை செல்லாததாக்குவதில்லை. இதுபோன்ற சிக்கலான சரிவு மாதிரிகளுடன் தொடர்புடைய மற்றொரு முக்கியமான சிக்கல் உள்ளது மற்றும் வாசகர்கள் இதைப் பற்றி யோசித்திருக்கலாம்: கருந்துளைகளின் தனித்தன்மைகள் ஒரே நேரத்தில் எழாமல் இருக்கலாம், எனவே நேரத்தை மாற்றியமைக்கும் போது, ​​​​நாம் பிக் பேங்கைப் பெற மாட்டோம், இது "அனைத்து மற்றும் நேராக" நடக்கும். இருப்பினும், இது துல்லியமாக வலுவான அண்ட தணிக்கையின் (இன்னும் நிரூபிக்கப்படவில்லை, ஆனால் உறுதியான) கருதுகோளின் பண்புகளில் ஒன்றாகும் [Penrose, 1998a; PkR, பிரிவு 28.8], அதன் படி, பொது வழக்கில், அத்தகைய ஒருமை இடம் போன்றதாக இருக்கும் (பிரிவு 1.7), எனவே ஒரு முறை நிகழ்வாகக் கருதலாம். மேலும், வலுவான காஸ்மிக் சென்சார்ஷிப் கருதுகோளின் செல்லுபடியாகும் கேள்வியைப் பொருட்படுத்தாமல், இந்த நிலையை திருப்திப்படுத்தும் பல தீர்வுகள் அறியப்படுகின்றன, மேலும் இதுபோன்ற அனைத்து விருப்பங்களும் (விரிவாக்கப்படும் போது) ஒப்பீட்டளவில் அதிக என்ட்ரோபி மதிப்புகளைக் கொண்டிருக்கும். இது எங்கள் கண்டுபிடிப்புகளின் செல்லுபடியாகும் தன்மையைப் பற்றிய கவலைகளை வெகுவாகக் குறைக்கிறது.

அதன்படி, பிரபஞ்சத்தின் சிறிய இடஞ்சார்ந்த பரிமாணங்களைப் பொறுத்தவரை, சாத்தியமான என்ட்ரோபியின் ஒரு குறிப்பிட்ட "குறைந்த உச்சவரம்பு" இருக்க வேண்டும் என்பதற்கான ஆதாரங்களை நாங்கள் காணவில்லை. கொள்கையளவில், கருந்துளைகளின் வடிவத்தில் பொருள் குவிந்து, "கருந்துளை" ஒருமைப்பாடுகளை ஒரு ஒற்றை குழப்பத்தில் ஒன்றிணைப்பது என்பது இரண்டாவது விதியுடன் முற்றிலும் ஒத்துப்போகும் ஒரு செயல்முறையாகும், மேலும் இந்த இறுதி செயல்முறை ஒரு பெரிய அதிகரிப்புடன் இருக்க வேண்டும். என்ட்ரோபியில். பிரபஞ்சத்தின் இறுதி நிலை, வடிவியல் தரநிலைகளின்படி "சிறியது", கற்பனை செய்ய முடியாத என்ட்ரோபியைக் கொண்டிருக்கலாம், இது போன்ற ஒரு சரிந்து வரும் அண்டவியல் மாதிரியின் ஒப்பீட்டளவில் ஆரம்ப கட்டங்களில் இருந்ததை விட அதிகமாக உள்ளது, மேலும் இடஞ்சார்ந்த மினியேச்சர் அதிகபட்ச மதிப்பிற்கு "உச்சவரம்பை" அமைக்கவில்லை. என்ட்ரோபியின், அத்தகைய "உச்சவரம்பு" (கால ஓட்டத்தை மாற்றியமைக்கும் போது) பிக் பேங்கின் போது என்ட்ரோபி ஏன் மிகவும் குறைவாக இருந்தது என்பதை விளக்க முடியும். உண்மையில், பொதுவாக பிரபஞ்சத்தின் சரிவைக் குறிக்கும் அத்தகைய படம் (படம். 3.14 a, b), முரண்பாட்டிற்கு ஒரு தீர்வைக் கூறுகிறது: ஏன் பிக் பேங்கின் போது இருந்திருக்கக்கூடியவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது விதிவிலக்காக குறைந்த என்ட்ரோபி இருந்தது. வெடிப்பு சூடாக இருந்தது (மற்றும் அத்தகைய நிலையில் அதிகபட்ச என்ட்ரோபி இருக்க வேண்டும்). இடஞ்சார்ந்த சீரான தன்மையில் இருந்து பெரிய விலகல்கள் அனுமதிக்கப்பட்டால் என்ட்ரோபி தீவிரமாக அதிகரிக்கக்கூடும் என்பதே இதற்குப் பதில். இதன் விளைவாக, அதன் உள்ளடக்கங்கள் நம்பமுடியாத அளவிற்கு சூடாக இருந்த போதிலும், ஒரு இடஞ்சார்ந்த ஒரே மாதிரியான பெருவெடிப்பு உண்மையில், ஒப்பீட்டளவில், நம்பமுடியாத அளவிற்கு குறைந்த என்ட்ரோபியைக் கொண்டிருக்கக்கூடும்.

பிக் பேங், FLRU மாதிரியின் வடிவவியலுடன் ஒத்துப்போகும் (ஆனால் படம். 3.14c இல் விளக்கப்பட்டுள்ள ஒரு ஒழுங்கற்ற ஒருமைப்பாட்டின் மிகவும் பொதுவான நிகழ்வுடன் ஒத்துப்போகவில்லை), பிக் பேங் உண்மையில் மிகவும் இடவசதியில் ஒரே மாதிரியாக இருந்தது என்பதற்கான மிக அழுத்தமான சான்றுகளில் ஒன்று. RI இலிருந்து, ஆனால் இந்த முறை அதன் கோண ஒருமைப்பாட்டுடன், அதன் வெப்ப இயக்கவியல் தன்மையுடன் அல்ல. வானத்தின் எந்தப் புள்ளியிலும் RI இன் வெப்பநிலை நடைமுறையில் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதாலும், ஒருமைப்பாட்டிலிருந்து விலகல்கள் 10-5க்கு மேல் இல்லை என்பதாலும் இந்த ஒருமைப்பாடு வெளிப்படுகிறது ) கூடுதலாக, விண்மீன் திரள்கள் மற்றும் பிற பொருட்களின் விநியோகத்தில் கிட்டத்தட்ட உலகளாவிய சீரான தன்மை உள்ளது; எனவே, பெரிய அளவுகளில் பேரியான்களின் விநியோகம் (பிரிவு 1.3 ஐப் பார்க்கவும்) குறிப்பிடத்தக்க ஒருமைப்பாட்டால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இருப்பினும் குறிப்பிடத்தக்க முரண்பாடுகள் உள்ளன, குறிப்பாக வெற்றிடங்கள் என்று அழைக்கப்படுபவை, காணக்கூடிய பொருளின் அடர்த்தி சராசரியை விட தீவிரமாக குறைவாக உள்ளது. பொதுவாக, நாம் பார்க்கும் பிரபஞ்சத்தின் கடந்த காலத்திற்குள் ஒருமைப்பாடு அதிகமாக உள்ளது என்று வாதிடலாம், மேலும் RI என்பது நாம் நேரடியாகக் காணக்கூடிய பொருளின் விநியோகத்தின் மிகப் பழமையான சான்றாகும்.

இந்த படம் அதன் வளர்ச்சியின் ஆரம்ப கட்டங்களில் உண்மையில் மிகவும் ஒரே மாதிரியாக இருந்தது, ஆனால் சற்று ஒழுங்கற்ற அடர்த்தியுடன் இருந்தது என்ற பார்வையுடன் ஒத்துப்போகிறது. காலப்போக்கில் (மற்றும் பல்வேறு வகையான "உராய்வின்" செல்வாக்கின் கீழ் - உறவினர் இயக்கங்களை மெதுவாக்கும் செயல்முறைகள்), இந்த அடர்த்தி முறைகேடுகள் புவியீர்ப்பு செல்வாக்கின் கீழ் தீவிரமடைந்தன, இது பொருளின் படிப்படியான கொத்து பற்றிய யோசனையுடன் ஒத்துப்போகிறது. காலப்போக்கில், க்ளம்பிங் அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக நட்சத்திரங்கள் உருவாகின்றன; அவை விண்மீன் திரள்களாகத் தொகுக்கப்படுகின்றன, அவை ஒவ்வொன்றும் மையத்தில் ஒரு பெரிய கருந்துளையை உருவாக்குகின்றன. இறுதியில், புவியீர்ப்பு விசையின் தவிர்க்க முடியாத விளைவின் காரணமாக இந்த கொத்து ஏற்படுகிறது. இத்தகைய செயல்முறைகள் உண்மையில் என்ட்ரோபியின் வலுவான அதிகரிப்புடன் தொடர்புடையவை மற்றும் ஈர்ப்பு விசையை கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், இன்று RI மட்டுமே எஞ்சியிருக்கும் ஆதிகால ஒளிரும் பந்து, அதிகபட்ச என்ட்ரோபியிலிருந்து வெகு தொலைவில் இருக்கக்கூடும் என்பதை நிரூபிக்கிறது. இந்த பந்தின் வெப்ப தன்மை, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள பிளாங்க் ஸ்பெக்ட்ரம் மூலம் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. 3.13, இதை மட்டும் கூறுகிறது: பிரபஞ்சத்தை (கடைசி சிதறலின் சகாப்தத்தில்) வெறுமனே பொருளும் ஆற்றலும் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்ளும் அமைப்பாகக் கருதினால், அது உண்மையில் வெப்ப இயக்க சமநிலையில் இருந்ததாகக் கொள்ளலாம். இருப்பினும், ஈர்ப்பு தாக்கங்களையும் நாம் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், படம் வியத்தகு முறையில் மாறுகிறது.

உதாரணமாக, ஒரு சீல் செய்யப்பட்ட கொள்கலனில் ஒரு வாயு இருப்பதாக நாம் கற்பனை செய்தால், அது கொள்கலன் முழுவதும் சமமாக விநியோகிக்கப்படும் போது, ​​அந்த மேக்ரோஸ்கோபிக் நிலையில் அதன் அதிகபட்ச என்ட்ரோபியை எட்டும் என்று கருதுவது இயற்கையானது (படம் 3.15 அ). இது சம்பந்தமாக, இது RI ஐ உருவாக்கிய சூடான பந்தை ஒத்திருக்கும், இது வானம் முழுவதும் சமமாக விநியோகிக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், நீங்கள் வாயு மூலக்கூறுகளை ஈர்ப்பு விசையால் ஒருவருக்கொருவர் இணைக்கப்பட்ட உடல்களின் பரந்த அமைப்புடன் மாற்றினால், எடுத்துக்காட்டாக, தனிப்பட்ட நட்சத்திரங்கள், நீங்கள் முற்றிலும் மாறுபட்ட படத்தைப் பெறுவீர்கள் (படம் 3.15 ஆ). ஈர்ப்பு விளைவுகளின் காரணமாக, நட்சத்திரங்கள் கொத்து வடிவில் சமமாக விநியோகிக்கப்படும். இறுதியில், பல நட்சத்திரங்கள் இடிந்து விழும்போது அல்லது கருந்துளைகளில் இணையும்போது மிகப்பெரிய என்ட்ரோபி அடையப்படும். இந்த செயல்முறை நீண்ட நேரம் எடுக்கும் என்றாலும் (விண்மீன்களுக்கு இடையேயான வாயு இருப்பதால் இது உராய்வு மூலம் எளிதாக்கப்படும்), இறுதியில், புவியீர்ப்பு ஆதிக்கம் செலுத்தும் போது, ​​​​என்ட்ரோபி அதிகமாக இருக்கும், குறைவான சீரான முறையில் கணினியில் விநியோகிக்கப்படுகிறது. .

இத்தகைய விளைவுகளை அன்றாட அனுபவத்தின் மட்டத்தில் கூட கண்டறிய முடியும். ஒருவர் கேட்கலாம்: பூமியில் வாழ்க்கையை பராமரிப்பதில் இரண்டாவது விதியின் பங்கு என்ன? சூரியனிடமிருந்து பெறப்பட்ட ஆற்றலால் நாம் இந்த கிரகத்தில் வாழ்கிறோம் என்பதை நீங்கள் அடிக்கடி கேட்கலாம். ஆனால் பூமியை ஒட்டுமொத்தமாக நாம் கருத்தில் கொண்டால் இது முற்றிலும் உண்மையான அறிக்கை அல்ல, ஏனென்றால் பகலில் பூமியால் பெறப்பட்ட அனைத்து ஆற்றலும் விரைவில் மீண்டும் விண்வெளியில், இருண்ட இரவு வானத்தில் ஆவியாகிவிடும். (நிச்சயமாக, புவி வெப்பமடைதல் மற்றும் கதிரியக்க சிதைவின் காரணமாக கிரகத்தின் வெப்பம் போன்ற காரணிகளால் சரியான சமநிலை சிறிது சரிசெய்யப்படும்.) இல்லையெனில், பூமி வெறுமனே அதிக வெப்பமடைந்து சில நாட்களில் வாழத் தகுதியற்றதாகிவிடும்! இருப்பினும், சூரியனிடமிருந்து நேரடியாகப் பெறப்பட்ட ஃபோட்டான்கள் ஒப்பீட்டளவில் அதிக அதிர்வெண்ணைக் கொண்டுள்ளன (அவை ஸ்பெக்ட்ரமின் மஞ்சள் பகுதியில் குவிந்துள்ளன), மேலும் பூமி அகச்சிவப்பு நிறமாலையில் மிகக் குறைந்த அதிர்வெண் ஃபோட்டான்களை விண்வெளியில் வெளியிடுகிறது. பிளாங்கின் சூத்திரத்தின்படி (E = hν, பிரிவு 2.2 ஐப் பார்க்கவும்), சூரியனில் இருந்து வரும் ஒவ்வொரு ஃபோட்டான்களும் விண்வெளியில் உமிழப்படும் ஃபோட்டான்களைக் காட்டிலும் அதிக ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, எனவே, சமநிலையை அடைய, பூமியை விட பல ஃபோட்டான்கள் பூமியை விட்டு வெளியேற வேண்டும் ( படம் 3.16) பார்க்கவும். குறைவான ஃபோட்டான்கள் வந்தால், உள்வரும் ஆற்றலில் குறைவான அளவு சுதந்திரம் இருக்கும் மற்றும் வெளிச்செல்லும் ஆற்றல் அதிகமாக இருக்கும், எனவே, போல்ட்ஸ்மேனின் சூத்திரத்தின்படி (S = k log V), உள்வரும் ஃபோட்டான்கள் வெளிச்செல்லும் சக்திகளைக் காட்டிலும் குறைவான என்ட்ரோபியைக் கொண்டிருக்கும். . நமது சொந்த என்ட்ரோபியைக் குறைக்க தாவரங்களில் உள்ள குறைந்த-என்ட்ரோபி ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறோம்: நாங்கள் தாவரங்கள் அல்லது தாவரவகைகளை உண்கிறோம். இப்படித்தான் பூமியில் உயிர் வாழ்கிறது, வளர்கிறது. (வெளிப்படையாக, இந்த எண்ணங்கள் முதன்முதலில் எர்வின் ஷ்ரோடிங்கரால் 1967 இல் தெளிவாக வடிவமைக்கப்பட்டன, அவர் தனது புரட்சிகர புத்தகமான Life as It Is [ஷ்ரோடிங்கர், 2012] எழுதியபோது).

இந்த குறைந்த என்ட்ரோபி சமநிலையைப் பற்றிய மிக முக்கியமான உண்மை இதுதான்: சூரியன் முற்றிலும் இருண்ட வானத்தில் ஒரு சூடான இடமாகும். ஆனால் அத்தகைய நிலைமைகள் எவ்வாறு எழுந்தன? பல சிக்கலான செயல்முறைகள் ஒரு பாத்திரத்தை வகித்தன, இதில் தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினைகள் போன்றவை அடங்கும், ஆனால் மிக முக்கியமான விஷயம் என்னவென்றால், சூரியன் உள்ளது. சூரியப் பொருள் (மற்ற நட்சத்திரங்களை உருவாக்கும் விஷயம் போன்றது) ஈர்ப்பு விசையின் மூலம் உருவானது, மேலும் இவை அனைத்தும் வாயு மற்றும் இருண்ட பொருளின் ஒப்பீட்டளவில் சீரான விநியோகத்துடன் தொடங்கியது.

இங்கே நாம் டார்க் மேட்டர் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு மர்மமான பொருளைக் குறிப்பிட வேண்டும், இது பிரபஞ்சத்தின் 85% பொருள் (Λ அல்லாத) உள்ளடக்கத்தை உருவாக்குகிறது, ஆனால் இது ஈர்ப்பு தொடர்பு மூலம் மட்டுமே கண்டறியப்படுகிறது, மேலும் அதன் கலவை தெரியவில்லை. சில எண் அளவுகளைக் கணக்கிடும் போது தேவைப்படும் மொத்த வெகுஜனத்தை இன்று நாம் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறோம் (பிரிவுகள் 3.6, 3.7, 3.9, மேலும் டார்க் மேட்டர் என்ன முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது என்பதைப் பார்க்கவும், பிரிவு 4.3 ஐப் பார்க்கவும்). இருண்ட பொருளின் சிக்கலைப் பொருட்படுத்தாமல், பொருளின் அசல் சீரான விநியோகத்தின் குறைந்த-என்ட்ரோபி தன்மை நம் வாழ்வில் எவ்வளவு முக்கியமானது என்பதை நாங்கள் காண்கிறோம். நமது இருப்பு, நாம் புரிந்து கொண்டபடி, பொருளின் ஆரம்ப சீரான விநியோகத்தின் சிறப்பியல்பு குறைந்த-என்ட்ரோபி ஈர்ப்பு இருப்பைப் பொறுத்தது.

இங்கே நாம் பிக் பேங்கின் குறிப்பிடத்தக்க-உண்மையில், அற்புதமான அம்சத்திற்கு வருகிறோம். மர்மம் அது எப்படி நடந்தது என்பதில் மட்டுமல்ல, அது மிகக் குறைந்த என்ட்ரோபி நிகழ்வாகவும் இருக்கிறது. மேலும், குறிப்பிடத்தக்க விஷயம் என்னவென்றால், ஒரு குறிப்பிட்ட விஷயத்தில் மட்டும் என்ட்ரோபி குறைவாக இருந்தது, அதாவது: சுதந்திரத்தின் ஈர்ப்பு அளவுகள் சில காரணங்களால், முற்றிலும் அடக்கப்பட்டன. இது பொருளின் சுதந்திரம் மற்றும் (மின்காந்த) கதிர்வீச்சுக்கு முற்றிலும் மாறுபட்டது, ஏனெனில் அவை அதிகபட்ச என்ட்ரோபியுடன் வெப்பமான நிலையில் அதிகபட்சமாக உற்சாகமாகத் தோன்றின. என் கருத்துப்படி, இது ஒருவேளை ஆழமான அண்டவியல் மர்மம், சில காரணங்களால் இது இன்னும் குறைத்து மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது!

பிக் பேங்கின் நிலை எவ்வளவு சிறப்பு வாய்ந்தது மற்றும் ஈர்ப்பு விசையின் போது என்ன என்ட்ரோபி உருவாகலாம் என்பதை இன்னும் விரிவாகக் கூறுவது அவசியம். அதன்படி, கருந்துளையில் உள்ள நம்பமுடியாத என்ட்ரோபி என்ன என்பதை முதலில் நீங்கள் உணர வேண்டும் (படம் 3.15 b ஐப் பார்க்கவும்). இந்த சிக்கலை பிரிவு 3.6 இல் விவாதிப்போம். ஆனால் இப்போதைக்கு, பின்வரும், மிகவும் சாத்தியமான சாத்தியக்கூறுடன் தொடர்புடைய மற்றொரு சிக்கலுக்கு வருவோம்: எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, பிரபஞ்சம் உண்மையில் எல்லையற்றதாக மாறக்கூடும் (K உடன் FLRU மாதிரிகளைப் போல. 0, பிரிவு 3.1 ஐப் பார்க்கவும்) அல்லது பிரபஞ்சத்தின் பெரும்பாலான பகுதிகள் நேரடியாகக் காணப்படாமல் இருக்கலாம். அதன்படி, அண்டவியல் எல்லைகளின் சிக்கலை நாங்கள் அணுகுகிறோம், அதை அடுத்த பகுதியில் விவாதிப்போம்.

» புத்தகத்தைப் பற்றிய கூடுதல் விவரங்களை இங்கே காணலாம் வெளியீட்டாளரின் இணையதளம்
» உள்ளடக்க அட்டவணை
» பகுதி

கூப்பனைப் பயன்படுத்தி Khabrozhiteleyக்கு 25% தள்ளுபடி - புதிய அறிவியல்

புத்தகத்தின் காகித பதிப்பை செலுத்தியவுடன், ஒரு மின்னணு புத்தகம் மின்னஞ்சல் மூலம் அனுப்பப்படும்.

ஆதாரம்: www.habr.com