Nach dem Urknall kam der Moment des reinen Chaos, findet Studie

Das Universum war im Chaos, nachdem der Urknall den Kosmos angezettelt hatte, heißt es in einer neuen Studie.

Während man die Explosion erwarten könnte, die das Universum begann, etwas Chaos anzurichten, meinen Wissenschaftler etwas sehr Spezifisches, wenn sie sich auf Chaos beziehen. In einem chaotischen System können kleine Änderungen große Auswirkungen haben. Ein häufig genanntes Beispiel ist der "Schmetterlingseffekt"? die Idee, dass ein Schmetterling in Brasilien seinen Flügel schlägt, kann in Texas einen Tornado auslösen.

Während frühere Studien darauf hinwiesen, dass das Chaos in den Anfängen unseres Universums herrschte, bietet die neue Forschung, was Wissenschaftler sagen, ein eisernes Argument für den Fall.

"Das allgemeine Ergebnis dieser Arbeit ist, dass, anders als einige frühere Studien vorgeschlagen haben, verschiedene Beobachter immer noch der chaotischen Natur des Universums zustimmen würden", sagte Studienleiter Adilson Motter gegenüber ProfoundSpace.org. "Jetzt stellen wir ein für allemal fest, dass es chaotisch ist."

Universelles Chaos? Wer fragt?

Frühere Untersuchungen, ob das entstehende Universum chaotisch war, haben unterschiedliche Ergebnisse geliefert. Einige Studien haben vorgeschlagen, dass die Antwort von den Koordinaten eines Beobachters abhängt? Eine Person, die sich zu einer bestimmten Zeit und an einem bestimmten Ort in Ruhe befindet, kann andere Messungen vornehmen als ein anderer, der sich in Bewegung befindet.

"Das Problem hängt letztlich mit der Tatsache zusammen, dass verschiedene relativistische Beobachter dazu neigen, die Zeit unterschiedlich wahrzunehmen. Das bedeutet insbesondere, dass verschiedene Wissenschaftler, die das gleiche Problem untersuchen, verschiedene Dinge abschließen", sagte Motter, ein Physiker an der Northwestern University in Chicago.

Doch neue Berechnungen von Motter und Katrin Gelfert von der brasilianischen Bundesuniversität von Rio de Janeiro beweisen, dass diese Eigenschaft des Universums unabhängig von den relativistischen Koordinaten eines Beobachters absolut ist. Diese Entschlossenheit basiert auf der Anwendung von Motters Berechnungen auf die neuesten kosmologischen Modelle des Universums Universum. Wenn sich diese Modelle als ungenau erweisen, dann könnte sich herausstellen, dass das Universum nicht im Chaos geboren wurde, warnte er. Aber auch nach den neuen Erkenntnissen werden sich alle Beobachter auf dieses Ergebnis einigen.

"Das Hauptergebnis ist die Möglichkeit einer universellen Definition von Chaos, d. H. Eine Definition, die nicht vom Beobachter abhängt", schrieb der Physiker Alberto Saa von der brasilianischen State University of Campinas, der nicht an der Forschung beteiligt war. "Das ist ein altes Problem."

Ein Bruchteil einer Sekunde

Laut der neuen Studie hätte das Chaos in unserem Universum nach dem Urknall damit begonnen, das Reich über 10 bis minus 43 Sekunden (oder 0,0000000000000000000000001 Sekunden) zu regieren. Und es hätte nur eine sehr kurze Zeit gedauert: mindestens 10 bis minus 36 Sekunden.

Während dieser Zeit expandierte das Universum von seinen winzigen, heißen und dichten Anfängen. Zu jeder Zeit denken Wissenschaftler, dass zwei ihrer räumlichen Dimensionen sich erweitert haben könnten, während die dritte sich zusammenzog.

Und diese Erweiterung, wie das Universum selbst, war laut der neuen Studie höchstwahrscheinlich chaotisch.

"Wenn Sie nur ein wenig eine der Kontraktionen ändern, dann hätten Sie eine ganz andere Reihenfolge von Dehnungen und Kontraktionen", erklärte Motter.

Diese Periode des frühen Universums ist nicht gut verstanden. Einige Theorien schlagen vor, dass diesem frühen chaotischen Stadium eine Periode der schnellen Expansion folgt, die Inflation genannt wird, als sich das Universum innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde mehr als 100 Mal verdoppelte.

Motter und Gelfert haben ihre Ergebnisse in einer aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Communications in Mathematical Physics beschrieben.

Großer Crunch?

Während unser Universum nicht mehr chaotisch ist, kann es in diesen Zustand zurückkehren, wenn es einen hypothetischen Big Crunch erfährt.

Einige kosmologische Modelle sagen voraus, dass sich das Universum für immer weiter ausdehnen wird, oder dass es sich allmählich verlangsamen wird. Aber es ist auch möglich, dass es sich ausdehnt und dann den Prozess umkehrt und beginnt, sich zusammenzuziehen.

Das Endergebnis wäre ein Big Crunch, ähnlich dem Urknall, aber umgekehrt. Wenn das passiert, das Ende des Universums? genau wie sein Anfang? Alles andere als ruhig, sagten die Forscher.

"Es wäre interessant, wenn das Universum wieder zusammenbrechen würde", sagte Motter. "Im Rahmen unserer Studie können wir die Frage stellen, ob dieser Rückfall ein chaotischer Prozess sein wird oder nicht. Er wäre höchstwahrscheinlich chaotisch."

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