Para peneliti telah mengembangkan model alam semesta menyusut yang ada sebelum Big Bang. klik untuk memperbesar
Big Bang menggambarkan bagaimana Semesta dimulai sebagai satu titik 13,7 miliar tahun yang lalu, dan telah berkembang sejak itu, tetapi itu tidak menjelaskan apa yang terjadi sebelum itu. Para peneliti dari Penn State University percaya bahwa harus ada jejak bukti di alam semesta kita saat ini yang dapat digunakan untuk melihat kembali sebelum Big Bang. Menurut penelitian mereka, ada alam semesta yang berkontraksi dengan geometri ruang-waktu yang sama dengan alam semesta kita yang mengembang. Alam semesta runtuh dan kemudian "melambung" sebagai Big Bang.
Menurut teori relativitas umum Einstein, Big Bang mewakili The Beginning, peristiwa besar di mana tidak hanya materi tetapi ruang-waktu sendiri lahir. Sementara teori klasik tidak memberikan petunjuk tentang keberadaan sebelum saat itu, sebuah tim peneliti di Penn State telah menggunakan perhitungan gravitasi kuantum untuk menemukan utas yang mengarah ke waktu sebelumnya. "Relativitas umum dapat digunakan untuk menggambarkan alam semesta kembali ke titik di mana materi menjadi begitu padat sehingga persamaannya tidak bertahan," kata Abhay Ashtekar, Pemegang Kursi Keluarga Eberly dalam Fisika dan Direktur Institut Fisika Gravitasi. dan Geometri di Penn State. "Selain itu, kami perlu menerapkan alat kuantum yang tidak tersedia untuk Einstein." Dengan menggabungkan fisika kuantum dengan relativitas umum, Ashtekar dan dua peneliti pasca-doktoralnya, Tomasz Pawlowski dan Parmpreet Singh, mampu mengembangkan model yang menelusuri Big Bang ke alam semesta yang menyusut yang memperlihatkan fisika yang mirip dengan kita.
Dalam penelitian yang dilaporkan dalam edisi Physical Review Letters saat ini, tim menunjukkan bahwa, sebelum Big Bang, ada alam semesta yang berkontraksi dengan geometri ruang-waktu yang sebaliknya mirip dengan alam semesta kita yang berkembang saat ini. Ketika gaya gravitasi menarik alam semesta sebelumnya ke dalam, ia mencapai titik di mana sifat-sifat kuantum ruang-waktu menyebabkan gravitasi menjadi menjijikkan, bukannya menarik. "Dengan menggunakan modifikasi kuantum dari persamaan kosmologis Einstein, kami telah menunjukkan bahwa di tempat Big Bang klasik sebenarnya ada Bouncing kuantum," kata Ashtekar. “Kami sangat terkejut dengan temuan bahwa ada alam semesta klasik lain, sebelum Dentuman Besar, sehingga kami mengulangi simulasi dengan nilai parameter yang berbeda selama beberapa bulan, tetapi kami menemukan bahwa skenario Big Bounce kuat.”
Sementara ide umum alam semesta lain yang ada sebelum Big Bang telah diajukan sebelumnya, ini adalah deskripsi matematis pertama yang secara sistematis menetapkan keberadaannya dan menyimpulkan sifat-sifat geometri ruang-waktu di alam semesta itu.
Tim peneliti menggunakan loop quantum gravity, pendekatan utama untuk masalah penyatuan relativitas umum dengan fisika kuantum, yang juga dipelopori di Institut Fisika Gravitasi dan Geometri Penn State. Dalam teori ini, geometri ruang-waktu itu sendiri memiliki struktur 'atomik' yang terpisah dan kontinum yang umum hanya merupakan perkiraan. Tatanan ruang secara harfiah ditenun oleh benang kuantum satu dimensi. Di dekat Big-Bang, kain ini sobek dan sifat kuantum geometri menjadi penting. Itu membuat gravitasi sangat menjijikkan, memunculkan Big Bounce.
"Pekerjaan awal kami mengasumsikan model homogen dari alam semesta kita," kata Ashtekar. "Namun, itu telah memberi kami kepercayaan diri pada ide-ide yang mendasari loop quantum gravity. Kami akan terus menyempurnakan model untuk menggambarkan alam semesta dengan lebih baik seperti yang kita ketahui dan untuk lebih memahami fitur gravitasi kuantum. "
Penelitian ini disponsori oleh National Science Foundation, Alexander von Humboldt Foundation, dan Penn State Eberly College of Science.
Sumber Asli: Rilis Berita PSU
