Hvad er singularitet?
Asger Knudsen vil gerne vide mere om den singularitet, der gik forud for Big Bang:
"Hvilke forestillinger (eller ligefrem teorier) har videnskaben om singulariteten, der gennem Big Bang udviklede sig til det nuværende univers?"
Holger Bech Nielsen, Professor, High Energy Theory, Niels Bohr Institutet, svarer:
"Umiddelbart kommer jeg til at tænke på to bemærkninger, som vel begge er forbundet med Stephen Hawkings navn:
1) Der er en ide, den såkaldte "Hartle Hawking no-boundary betingelse": Hartle og Hawking beskriver i den forbindelse tidsrum-mangfoldigheden som værende "Euklidisk", dvs. at de i virkeligheden arbejder med en model, hvori der er 4 rumdimensioner i stedet for sådan, som vi ved, det er empirisk, nemlig 3 rumdimensioner + een tidsdimension.
Faktisk har jeg talt med Hawking om netop dette, og det synes, at det ikke gør så stor en forskel for den måde, han udregner en bølgefunktion for universet, om han bruger 3+1 eller 4 dimensioner.
Men med den firedimensionale formulering (den Euklidiske) kan man postulere, at der slet ikke skal være nogen steder, hvor rummet - altså det firedimensionale - ender. Man kan altså postulere som noboundary-postulatet af Hartle og Hawking, at der i den forstand ikke er nogen singularitet.
I den Euklidiske formulering skal man snarere tænke sig - se for sig - en krukkeformet flade. Den todimensionale flade af krukken skulle så symbolisere det 4-dimensionale rumtidsrum i begyndelsen. Kanten af krukken - der er en dimension lavere naturligvis - ville så kunne forestille rummet i det øjeblik vi lever i nu.
2) Der findes teoremer om, at under visse forudsætninger er det nødvendigt, at der er singulariteter i - nu tænker jeg på 3+1 dimensional formulering.
(Det lyder lidt modsigende mod hvad jeg skrev under 1); men denne Hartle Hawking no boundary fortæller noget om, hvad tilstand universet kommer i, så det kunne bare forudsige en anden tilstand; men der er jo også det, at det kun var i den 4-dimensionale Euklidiske formulering vi, dvs. Hartle og Hawking, postulerede ingen grænse for tidsrumsrummet)
3) Jeg mener også, at f.eks. Veneziano har arbejdet med nogle ideer om det meget tidlige univers, indenfor superstrengteori. I superstrengteorien er der flere felter til rådighed. Måske her mest vigtigt den såkaldte dilaton.
4) Til sidst kan jeg nævne en modelforestilling som jeg selv og Masao Ninomiya nyligt har diskuteret - men som vi ikke nødvendigvis tror så meget på: Før Big Bang (I vores meget specielle model var der altså en tid før Big Bang. Det er nok den mindre populære type af modeller, der har et før-Big Bang i dag.) gik universets udvikling den modsatte vej. Dvs. at før Big Bang havde man en Hubble-kontraktion (i stedet for den Hubble-udvidelse, man har i dag), og i min og Masaos model var anden hovedsætning i termodynamikken endda vendt om.
Det sidste kan kun passe, hvis man mener at have en model BAG anden hovedsætning, som man altså så bare får ud som en tilnærmelse under visse omstændigheder. Ellers ville ideen om en tid, i hvilken entropien aftog (i stedet for sådan som anden hovedsætning udsiger at vokse) være i modstrid med den velfungerende anden hovedsætning.
Men i vor model erstatter vi så at sige Big Bang-tiden med en æra, i hvilken universets tilstand er fastlagt til at være speciel, og så bliver opførslen til både senere og tidligere tider mere kaotisk.
I den sædvanlige teori vil man antage, at universet startede i en speciel tilstand og så bliver mere og mere kaotisk. Det, at det bliver mere og mere kaotisk, er, hvad anden hovedsætning fortæller.
5) Nu kommer jeg også til at tænke på Roger Penroses ideer om hvad der skulle være specielt ved universets starttilstand: En vis tensor af fjerde orden kaldet Weyl tensoren skulle have været meget lille i begyndelsen."
Spørg Scientariet er i dag redigeret af Julie M. Callesen, jmc@ing.dk.
Utætheder skyldes uvidenhed og byggesjusk
Er mørkt stof en negativ tyngdekraft?
