Что такое квантовая космология?

Квантовая космология - это раздел теоретической физики, который пытается понять Вселенную в квантовом, а не в классическом масштабе. Хотя на первый взгляд может показаться абсурдным описывать нечто столь же фундаментально большое, как вселенная, через отрасль физики, которая обычно фокусируется на микроскопическом мире, квантовая космология может фактически помочь объяснить основные вопросы, лежащие в основе понимания вселенной. Одна из основных целей квантовой космологии - объяснить состояние вселенной во время Большого взрыва, поскольку многие свойства вселенной могут быть объяснены, если понять происхождение системы.

Чтобы понять квантовую космологию, прежде всего важно иметь базовые знания квантовой физики. В то время как классическая физика рассматривает область более крупных объектов, таких как планеты, твердые объекты и все, что можно увидеть невооруженным глазом, квантовая механика имеет дело с областью атомных и субатомных частиц и волн. Во многих случаях объекты в квантовом масштабе ведут себя в соответствии с правилами, которые кажутся совершенно другими, чем для макроскопических объектов. Тем не менее, некоторые физики считают, что поведение более крупных объектов соответствует правилам квантовой механики; таким образом, большие тела, такие как вселенная, могут быть лучше поняты, если их можно описать на квантовом уровне.

Ключевой областью исследования в квантовой космологии является поведение и состояние вселенной, которая следует за Большим взрывом. Поскольку на вопросы, связанные с происхождением, невозможно ответить с помощью наблюдений, общий способ разработки теорий заключается в том, чтобы посмотреть на текущее состояние вселенной, а затем экстраполировать обратно на Большой Взрыв, чтобы выяснить, как начался процесс. В идеале знание происхождения Вселенной, полученное с помощью квантовой космологии, в конечном итоге позволит ученым с высокой степенью вероятности предсказать будущее Вселенной.

Некоторые физики приняли квантовую космологию, потому что она позволяет обойти огромную проблему, созданную путем изучения происхождения Вселенной с помощью общей физики. По словам Стивена Хокинга, среди прочего, вселенная, вероятно, начиналась как особенность, вокруг которой, как известно, нарушаются законы общей физики. Чтобы иметь надежду на точное понимание условий, следующих за Большим взрывом, квантовая физика может быть предпочтительнее, поскольку неизвестно, что она подвергается аналогичному разрушению вблизи сингулярности.

Квантовая космология является относительно новым разделом теоретической физики, датирующимся только серединой 20-го века. Как такая новая область, она, естественно, включает в себя гораздо больше вопросов, чем ответов о происхождении и поведении вселенной. Тем не менее, эта захватывающая область привлекла некоторые из самых ярких умов в физике, и, кажется, готова сделать значительные открытия в ближайшие столетия.