Планкаўская эпоха

Планкаўская эпоха — у фізічнай касмалогіі, самая ранняя эпоха ў гісторыі назіранага намі Сусвету, пра якую існуюць якія-небудзь тэарэтычныя здагадкі. Яна працягвалася на працягу планкаўскага часу ад нуля да 10⁻⁴³ секунд. У гэтую эпоху, прыкладна 13,8 млрд гадоў назад, рэчыва Сусвету мела энергію ~ 10¹⁹ ГэВ, шчыльнасць ~ 10⁹⁷ кг/м³, памер ~ 10⁻³⁵ м і знаходзілася пры тэмпературы ~ 10³² К.

Лічыцца, што дзякуючы выключна малым памерам Сусвету, квантавыя эфекты гравітацыі пераважалі над фізічнымі узаемадзеяннямі, а сілы гравітацыі былі супастаўныя па велічыні з іншымі фундаментальнымі ўзаемадзеяннямі, і ўсе сілы маглі быць аб’яднаныя. З-за неверагодна высокай тэмпературы і шчыльнасці рэчыва Сусвету, гэты стан быў няўстойлівым і ў працэсе развіцця, вядомага як парушэнне сіметрыі, узніклі звыклыя нам праявы фундаментальных сіл, у прыватнасці гравітацыйнае ўзаемадзеянне аддзялілася ад астатніх фундаментальных узаемадзеянняў.

Сучасная касмалогія мяркуе, што па заканчэнні планкаўскай эпохі пачалася другая фаза развіцця Сусвету — Эпоха Вялікага аб’яднання, а затым парушэнне сіметрыі хутка прывяло да эпохі касмічнай інфляцыі, на працягу якой Сусвет за кароткі перыяд вельмі моцна павялічыўся ў памерах.

Тэарэтычныя асновы

Паколькі ў цяперашні час не існуе агульнапрынятай тэорыі, якая дазваляе камбінаваць квантавую механіку і рэлятывісцкай гравітацыю, сучасная навука не можа апісаць падзеі, якія адбываюцца за час, меншы чым планкаўскі, і на адлегласцях менш за планкаўскую даўжыню (прыкладна 1,616×10⁻³⁵ м — адлегласць, якую праходзіць святло за планкаўскі час).

Без разумення квантавай гравітацыі — тэорыі, якая аб’ядноўвае квантавую механіку і рэлятывісцкай гравітацыю, — фізіка планкаўскай эпохі застаецца нявызначанай. Прынцыпы, якія ляжалі ў аснове адзінства фундаментальных узаемадзеянняў, а таксама прычыны і сам працэс іх падзелу да гэтага часу мала вывучаныя.

Тры з чатырох сіл былі паспяхова апісаны ў рамках адзінай тэорыі, але праблема апісання гравітацыі да гэтага часу не вырашана. Калі не ўлічваць квантавыя гравітацыйныя эфекты, то атрымліваецца, што Сусвет пачаўся з сінгулярнасці з бесканечнай шчыльнасцю; ўлік гэтых эфектаў дазваляе прыйсці да іншых высноў.

Сярод найбольш прапрацаваных і перспектыўных кандыдатаў на тэорыю, якая ўсё аб’яднае — тэорыя струн і петлявая квантавая гравітацыя. Акрамя таго, вядзецца актыўная праца па некамутатыўнай геаметрыі і іншым абласцях, якія дазваляюць апісаць працэсы зараджэння Сусвету.

Эксперыментальныя даследаванні

Эксперыментальныя дадзеныя, якія дазваляюць абгрунтаваць здагадкі аб планкаўскай эпосе, да нядаўняга часу практычна адсутнічалі, але апошнія вынікі, атрыманыя зондам WMAP, дазволілі навукоўцам праверыць гіпотэзы аб першай 10⁻¹² секунды існавання Сусвету (хоць рэліктавае выпраменьванне, якое рэгістраваў WMAP, узнікла, калі Сусвету было ўжо некалькі соцень тысяч гадоў). Нягледзячы на ​​тое, што гэты часавы інтэрвал па ранейшаму на шмат парадкаў большы, чым планкаўскі час, у цяперашні час працягваюцца эксперыменты (у тым ліку праект «Планк»), якія маюць многаабяцальныя вынікі, якія дазволяць адсунуць мяжу «вывучанага» часу бліжэй да моманту ўзнікнення Сусвету і магчыма дадуць звесткі пра планкаўскую эпоху.

Акрамя таго, некаторы разуменне працэсаў у раннім сусвеце даюць дадзеныя з паскаральнікаў часціц. Напрыклад, эксперыменты ў рэлятывісцкім калайдэры цяжкіх іонаў (RHIC) дазволілі вызначыць, што кварк-глюонная плазма (адзін з ранніх станаў матэрыі) паводзіць сябе хутчэй як вадкасць, чым як газ. На Вялікім адронным калайдэры магчыма даследаваць яшчэ больш раннія станы матэрыі, аднак у цяперашні час няма ні існуючых, ні запланаваных паскаральнікаў, якія далі б магчымасць атрымаць энергіі парадку планкаўскай энергіі (каля 1,22× 0¹⁹ ГэВ).

Гл. таксама

• Планкаўскі час
• Планкаўская энергія
• Планкаўская даўжыня
• Планкаўская маса
• Планкаўская тэмпература
• Планкаўская шчыльнасць
• Планкаўскі зарад
• Планкаўскія адзінкі