Пла́нковская эпо́ха — в физической космологии , самая ранняя эпоха в истории наблюдаемой нами Вселенной , о которой существуют какие-либо теоретические предположения. Она продолжалась в течение планковского времени от нуля до 10 ⁻⁴³ секунд. В эту эпоху, примерно 13,8 млрд лет назад, вещество Вселенной имело планковскую энергию (10 ¹⁹ ГэВ), планковский радиус (10 ⁻³⁵ м), планковскую температуру (10 ³² К) и планковскую плотность (~10 ⁹⁷ кг/м³) .

Считается, что благодаря исключительно малым размерам Вселенной квантовые эффекты гравитации преобладали над физическими взаимодействиями, а силы гравитации были сопоставимы по величине с другими фундаментальными взаимодействиями и все силы могли быть объединены. Вследствие невероятно высокой температуры и плотности вещества Вселенной, это состояние было неустойчивым, и в процессе развития, известного как нарушение симметрии , возникли привычные нам проявления фундаментальных сил, в частности гравитационное взаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий.

Современная космология полагает, что по окончании Планковской эпохи началась вторая фаза развития Вселенной — Эпоха Великого объединения , а затем нарушение симметрии быстро привело к эпохе космической инфляции , в течение которой Вселенная за короткий период очень сильно увеличилась в размерах.

Теоретические основы

Поскольку в настоящее время не существует общепринятой теории, позволяющей комбинировать квантовую механику и релятивистскую гравитацию, современная наука не может описать события, происходящие за время, меньшее, чем планковское время, и на расстояниях меньше планковской длины (примерно 1,616×10 ⁻³⁵ м — расстояние, которое проходит свет за планковское время).

Без понимания квантовой гравитации — теории, объединяющей квантовую механику и релятивистскую гравитацию, — физика Планковской эпохи остается неясной. Принципы, лежавшие в основе единства фундаментальных взаимодействий, а также причины и течение процесса их разделения до сих пор малоизучены.

Три из четырёх сил были успешно описаны в рамках единой теории, но проблема описания гравитации до сих пор не решена. Если не учитывать квантовые гравитационные эффекты, то получается, что Вселенная началась с сингулярности с бесконечной плотностью; учёт этих эффектов позволяет прийти к другим выводам.

Среди наиболее проработанных и перспективных кандидатов на объединяющую теорию — теория струн и петлевой квантовой гравитации . Кроме того, ведется активная работа по некоммутативной геометрии и другим областям, позволяющим описать процессы зарождения Вселенной.

Экспериментальные исследования

Экспериментальные данные, позволяющие обосновать предположения о Планковской эпохе, до недавнего времени практически отсутствовали, но последние результаты, полученные зондом WMAP , позволили ученым проверить гипотезы о первой 10 ⁻¹² секунде существования Вселенной (хотя реликтовое излучение , которое регистрировал WMAP, возникло, когда Вселенной было уже несколько сотен тысяч лет). Несмотря на то, что этот временной интервал по-прежнему на много порядков больше, чем Планковское время, в настоящее время продолжаются эксперименты (включая проект « Планк »), имеющие многообещающие результаты, которые позволят отодвинуть границу «изученного» времени ближе к моменту возникновения Вселенной и, возможно, дадут сведения о Планковской эпохе. ^{[ источник не указан 2569 дней ]}

Кроме того, некоторое понимание процессов в ранней Вселенной дают данные с ускорителей частиц . Например, эксперименты в релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) позволили определить, что кварк-глюонная плазма (одно из ранних состояний материи) ведет себя скорее как жидкость , чем как газ . На Большом адронном коллайдере возможно исследовать ещё более ранние состояния материи , однако в настоящее время нет ни существующих, ни планируемых ускорителей , которые позволят получить энергии порядка Планковской энергии (около 1,22×10 ¹⁹ ГэВ ).

Примечания

Литература

• . — New York : Pantheon Books, 2002. — ISBN 978-0-375-42221-8 . Easier.
• The Anthropic Cosmological Principle / John D. Barrow, . — Oxford : Claredon Press, 1986. — ISBN 978-0-19-851949-2 . Harder.
• Penrose, Roger. The Road to Reality. — New York : Alfred A. Knopf, 2005. — ISBN 978-0-679-45443-4 .
• Tomilin, K. A. . — 1999. — P. 287–296. от 17 июня 2006 на Wayback Machine

Ссылки

• Planck, Max (1899). . Sitzungsberichte der Königlich Preußischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin (нем.) . 5 : 440—480.
• Sivaram, C. (1986-08-01). "Evolution of the Universe through the Planck epoch". Astrophysics and Space Science (англ.) . 125 (1): 189—199. Bibcode : . doi : . ISSN .