Co to jest kosmologia kwantowa?
Kosmologia kwantowa to gałąź fizyki teoretycznej, która próbuje zrozumieć wszechświat w skali kwantowej, a nie klasycznej. Choć początkowo absurdem może wydawać się opisanie czegoś tak fundamentalnie dużego jak wszechświat poprzez gałąź fizyki, która zazwyczaj skupia się na świecie mikroskopijnej kosmologii kwantowej, może w rzeczywistości pomóc wyjaśnić główne pytania leżące u podstaw zrozumienia wszechświata. Jednym z głównych celów kosmologii kwantowej jest wyjaśnienie stanu wszechświata w czasie Wielkiego Wybuchu, ponieważ wiele właściwości wszechświata można wyjaśnić, jeśli pochodzenie układu zostanie zrozumiane.
Aby zrozumieć kosmologię kwantową, należy przede wszystkim opanować fizykę kwantową. Podczas gdy fizyka klasyczna rozważa królestwo większych obiektów, takich jak planety, obiekty stałe i wszystko, co można zobaczyć gołym okiem, mechanika kwantowa dotyczy królestwa cząstek i fal atomowych i subatomowych. W wielu przypadkach obiekty w skali kwantowej zachowują się zgodnie z regułami, które wydają się zupełnie inne niż dla obiektów makroskopowych. Niemniej jednak niektórzy fizycy uważają, że zachowanie większych obiektów odpowiada zasadom mechaniki kwantowej; dlatego duże ciała, takie jak wszechświat, można lepiej zrozumieć, jeśli można je opisać na poziomie kwantowym.
Kluczowym obszarem badań w kosmologii kwantowej jest zachowanie i stan wszechświata tuż po Wielkim Wybuchu. Ponieważ na pytania związane z pochodzeniem nie można odpowiedzieć poprzez obserwację, ogólnym sposobem rozwijania teorii jest spojrzenie na obecny stan wszechświata, a następnie ekstrapolacja wstecz do Wielkiego Wybuchu, aby odkryć, jak rozpoczął się proces. Idealnie byłoby, gdyby wiedza o początkach wszechświata zdobyta przez kosmologię kwantową ostatecznie pozwoli naukowcom przewidzieć, z dużym prawdopodobieństwem, przyszłość wszechświata.
Niektórzy fizycy przyjęli kosmologię kwantową, ponieważ umożliwia ona obejście ogromnego problemu stworzonego przez badanie pochodzenia wszechświata z fizyką ogólną. Według Stephena Hawkinga, między innymi, wszechświat najprawdopodobniej powstał jako osobliwość, wokół której znają się prawa fizyki ogólnej. Aby mieć nadzieję na dokładne zrozumienie warunków po Wielkim Wybuchu, fizyka kwantowa może być lepsza, ponieważ nie wiadomo, że podlega podobnemu rozkładowi w pobliżu osobliwości.
Kosmologia kwantowa jest stosunkowo nową gałęzią fizyki teoretycznej, datowaną na połowę XX wieku. Jako takie nowe pole zawiera oczywiście znacznie więcej pytań niż odpowiedzi na temat pochodzenia i zachowania wszechświata. Niemniej jednak ta fascynująca dziedzina przyciągnęła jedne z najjaśniejszych umysłów w fizyce i wydaje się być gotowa na dokonanie znaczących odkryć w nadchodzących stuleciach.