Care Este Energia Totală În Univers?

{h1}

Majoritatea cosmologilor consideră că universul conține exact energie zero.

Având în vedere cantitatea de energie ambalată în nucleul unui singur atom de uraniu sau energia care radiază continuu de la soare de miliarde de ani sau faptul că există 10 ^ 80 particule în universul observabil, se pare că energia totală în univers trebuie să fie o cantitate de neconceput de vastă. Dar nu este; este probabil zero.

Lumina, materia și antimateria sunt ceea ce fizicienii numesc „energie pozitivă”. Și da, există multe (deși nimeni nu este sigur cât de mult). Majoritatea fizicienilor cred, însă, că există o cantitate egală de „energie negativă” stocată în atracția gravitațională care există între toate particulele de energie pozitivă. Pozitivul echilibrează exact negativul, deci, în cele din urmă, nu există deloc energie în univers.

Energie negativă?

Stephen Hawking explică conceptul de energie negativă din cartea sa Teoria tuturor (New Millennium 2002): „Două bucăți de materie care sunt aproape una de cealaltă au o energie mai mică [pozitivă] decât aceleași două bucăți, distanță îndepărtată, deoarece trebuie să cheltuiți energie pentru a le separa de forța gravitațională care le trage. împreună ”, a scris el.

Deoarece este nevoie de energie pozitivă pentru a separa cele două bucăți de materie, gravitația trebuie să folosească energie negativă pentru a le uni. Astfel, "câmpul gravitațional are energie negativă. În cazul unui univers care este aproximativ uniform în spațiu, se poate arăta că această energie gravitațională negativă anulează exact energia pozitivă reprezentată de materie. Deci, energia totală a universului este zero..“

Astrofizicienii Alexei Filippenko de la Universitatea din California, Berkeley și Jay Pasachoff de la Williams College explică energia negativă a gravitației printr-un exemplu în eseul lor, „Un univers din nimic”: „Dacă aruncați o minge din odihnă (definită pentru a fi o stare de energie zero), câștigă energie de mișcare (energia cinetică) pe măsură ce cade. Dar acest câștig este echilibrat exact de o energie gravitațională negativă mai mare cu cât se apropie de centrul Pământului, deci suma celor două energii rămâne zero. "

Cu alte cuvinte, energia pozitivă a mingii crește, dar în același timp, la câmpul gravitațional al Pământului se adaugă energie negativă. Ceea ce a fost o bilă cu energie zero în repaus în spațiu devine mai târziu o bilă cu energie zero care cade prin spațiu.

Universul în ansamblu poate fi comparat cu această minge. Inițial, înaintea big bang-ului, mingea universului era în repaus. Acum, după big bang-ul, este în cădere: lumina și materia există și se mișcă. Și totuși, din cauza energiei negative încorporate în câmpul gravitațional creat de aceste particule, energia totală a universului rămâne zero.

Prânz gratuit gratuit

Întrebarea este, de aceea, de ce mingea a început să cadă pe primul loc. Cum te-a gândit ceva - compus din părți pozitive și negative egale - de la nimic?

Fizicienii nu sunt exact siguri, dar cea mai bună presupunere a acestora este că cantitățile extreme de pozitive și negative de energie au fluctuat aleatoriu în existență. „Teoria cuantică, și în special principiul incertitudinii lui Heisenberg, oferă o explicație naturală a modului în care energia respectivă ar fi ieșit din nimic”, au scris Filippenko și Pasachoff.

Au continuat: „În tot universul, particulele și antiparticulele se formează spontan și se anihilează rapid reciproc, fără a încălca legea conservării energiei. Aceste nașteri și morți spontane ale așa-numitelor perechi de particule virtuale sunt cunoscute sub numele de„ fluctuații cuantice ”. Într-adevăr, experimentele de laborator au dovedit că fluctuațiile cuantice apar peste tot, tot timpul ”.

Cosmologii au construit o teorie numită inflație care explică modul în care un volum mic de spațiu ocupat de o pereche de particule virtuale ar fi putut balona pentru a deveni vastul univers pe care îl vedem astăzi. Alan Guth, unul dintre principalele creiere din spatele cosmologiei inflaționiste, a descris, astfel, universul drept „ultimul prânz gratuit”.

Într-o prelegere, cosmologul Caltech, Sean Carroll, a exprimat-o astfel: „Puteți crea un univers compact, de sine stătător, fără a avea nevoie de energie deloc”.

Urmărește Natalie Wolchover pe Twitter @nattyover. Urmărește Viața Micilor Miste pe Twitter @llmysteries, apoi alătură-ne pe Facebook.





RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2019 RO.WordsSideKick.com