यह ब्रह्मांड क्यों? एक नई गणना से पता चलता है कि हमारा ब्रह्मांड विशिष्ट है।

ब्रह्मांड विज्ञानियों ने दशकों तक यह समझने का प्रयास किया है कि हमारा ब्रह्मांड इतना आश्चर्यजनक वैनिला क्यों है। जहाँ तक हम देख सकते हैं, न केवल यह चिकना और सपाट है, बल्कि यह बहुत धीमी गति से विस्तार भी कर रहा है, जब भोले-भाले गणनाओं से पता चलता है कि - बिग बैंग से बाहर आने पर - अंतरिक्ष को गुरुत्वाकर्षण से उखड़ जाना चाहिए था और प्रतिकारक काली ऊर्जा द्वारा नष्ट कर दिया गया।

ब्रह्मांड की सपाटता की व्याख्या करने के लिए, भौतिकविदों ने ब्रह्मांडीय इतिहास में एक नाटकीय उद्घाटन अध्याय जोड़ा है: वे प्रस्ताव देते हैं कि बिग बैंग की शुरुआत में अंतरिक्ष तेजी से गुब्बारे की तरह फुलाया जाता है, किसी भी वक्रता को दूर करता है। और मुद्रास्फीति के उस प्रारंभिक दौर के बाद अंतरिक्ष के कोमल विकास की व्याख्या करने के लिए, कुछ ने तर्क दिया है कि हमारा ब्रह्मांड एक विशाल मल्टीवर्स में कई कम मेहमाननवाज ब्रह्मांडों में से एक है।

लेकिन अब, दो भौतिकविदों ने हमारे वेनिला ब्रह्मांड के बारे में पारंपरिक सोच को अपने सिर पर रख लिया है। 1977 में स्टीफन हॉकिंग और गैरी गिबन्स द्वारा शुरू किए गए शोध की एक पंक्ति के बाद, दोनों ने एक नई गणना प्रकाशित की है जिसमें सुझाव दिया गया है कि ब्रह्मांड की सरलता दुर्लभ होने के बजाय अपेक्षित है। हमारा ब्रह्मांड जैसा है, उसके अनुसार है नील टुरोक एडिनबर्ग विश्वविद्यालय और लैथम बॉयल वाटरलू, कनाडा में पेरिमीटर इंस्टीट्यूट फॉर थियोरेटिकल फिजिक्स, इसी कारण से कि हवा पूरे कमरे में समान रूप से फैलती है: अजीब विकल्प बोधगम्य हैं, लेकिन अत्यधिक असंभव हैं।

ब्रह्मांड "बेहद ठीक-ठाक लग सकता है, बेहद संभावना नहीं है, लेकिन [वे] कह रहे हैं, 'एक मिनट रुको, यह इष्ट है," कहा थॉमस हर्टोग, बेल्जियम में कैथोलिक यूनिवर्सिटी ऑफ ल्यूवेन में एक ब्रह्मांड विज्ञानी।

"यह एक नया योगदान है जो अधिकांश लोगों द्वारा किए जा रहे कार्यों की तुलना में विभिन्न तरीकों का उपयोग करता है," कहा स्टीफन गिलेनयूनाइटेड किंगडम में शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय में एक ब्रह्मांड विज्ञानी।

उत्तेजक निष्कर्ष एक गणितीय चाल पर टिकी हुई है जिसमें काल्पनिक संख्याओं के साथ टिकने वाली घड़ी पर स्विच करना शामिल है। काल्पनिक घड़ी का उपयोग करते हुए, जैसा कि हॉकिंग ने 70 के दशक में किया था, टुरोक और बॉयल एक मात्रा की गणना कर सकते हैं, जिसे एन्ट्रापी के रूप में जाना जाता है, जो हमारे ब्रह्मांड के अनुरूप प्रतीत होता है। लेकिन काल्पनिक समय की चाल एन्ट्रापी की गणना करने का एक गोल चक्कर तरीका है, और अधिक कठोर विधि के बिना, मात्रा का अर्थ गर्मागर्म बहस का विषय बना रहता है। जबकि भौतिक विज्ञानी एन्ट्रापी गणना की सही व्याख्या पर पहेली बनाते हैं, कई लोग इसे अंतरिक्ष और समय की मौलिक, क्वांटम प्रकृति के लिए सड़क पर एक नए मार्गदर्शक के रूप में देखते हैं।

"किसी तरह," गिलेन ने कहा, "यह हमें अंतरिक्ष-समय के सूक्ष्म संरचना को देखने में शायद एक खिड़की दे रहा है।"

काल्पनिक रास्ते

टुरोक और बॉयल, लगातार सहयोगी, ब्रह्मांड विज्ञान के बारे में रचनात्मक और अपरंपरागत विचारों को तैयार करने के लिए प्रसिद्ध हैं। पिछले साल, हमारे ब्रह्मांड की संभावना का अध्ययन करने के लिए, उन्होंने 1940 के दशक में भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फेनमैन द्वारा विकसित एक तकनीक की ओर रुख किया।

कणों के संभाव्य व्यवहार को पकड़ने के उद्देश्य से, फेनमैन ने कल्पना की कि एक कण शुरू से अंत तक जोड़ने वाले सभी संभावित मार्गों की पड़ताल करता है: एक सीधी रेखा, एक वक्र, एक लूप, एड इनफिनिटम। उन्होंने प्रत्येक पथ को उसकी संभावना से संबंधित एक संख्या देने और सभी संख्याओं को जोड़ने का एक तरीका तैयार किया। यह "पाथ इंटीग्रल" तकनीक भविष्यवाणी करने के लिए एक शक्तिशाली रूपरेखा बन गई कि कोई क्वांटम सिस्टम सबसे अधिक संभावना कैसे व्यवहार करेगा।

जैसे ही फेनमैन ने अभिन्न पथ का प्रचार करना शुरू किया, भौतिकविदों ने थर्मोडायनामिक्स, तापमान और ऊर्जा के आदरणीय विज्ञान के साथ एक जिज्ञासु संबंध देखा। क्वांटम सिद्धांत और ऊष्मप्रवैगिकी के बीच यह पुल था जिसने टुरोक और बॉयल की गणना को सक्षम किया।

ऊष्मप्रवैगिकी आँकड़ों की शक्ति का लाभ उठाती है ताकि आप कई भागों की एक प्रणाली का वर्णन करने के लिए बस कुछ संख्याओं का उपयोग कर सकें, जैसे कि एक कमरे में गजिलियन हवा के अणु। तापमान, उदाहरण के लिए - अनिवार्य रूप से हवा के अणुओं की औसत गति - कमरे की ऊर्जा का एक मोटा बोध देता है। तापमान और दबाव जैसे समग्र गुण कमरे के "मैक्रोस्टेट" का वर्णन करते हैं।

लेकिन मैक्रोस्टेट एक अपरिष्कृत खाता है; हवा के अणुओं को जबरदस्त तरीके से व्यवस्थित किया जा सकता है जो सभी एक ही मैक्रोस्टेट के अनुरूप होते हैं। एक ऑक्सीजन परमाणु को थोड़ा सा बाईं ओर खिसकाएं, और तापमान कम नहीं होगा। प्रत्येक अद्वितीय सूक्ष्म विन्यास को माइक्रोस्टेट के रूप में जाना जाता है, और किसी दिए गए मैक्रोस्टेट से संबंधित माइक्रोस्टेट की संख्या इसकी एंट्रॉपी निर्धारित करती है।

एंट्रॉपी भौतिकविदों को विभिन्न परिणामों की बाधाओं की तुलना करने का एक तेज तरीका देता है: मैक्रोस्टेट की एंट्रॉपी जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक संभावना होगी। उदाहरण के लिए, हवा के अणुओं के लिए पूरे कमरे में खुद को व्यवस्थित करने के लिए बहुत अधिक तरीके हैं, जैसे कि वे एक कोने में बँधे हुए हैं। नतीजतन, कोई उम्मीद करता है कि हवा के अणु फैल जाएंगे (और फैले रहेंगे)। स्वतः स्पष्ट सत्य कि संभावित परिणाम संभावित हैं, भौतिकी की भाषा में निहित है, ऊष्मप्रवैगिकी का प्रसिद्ध दूसरा नियम बन जाता है: कि एक प्रणाली की कुल एन्ट्रापी बढ़ने लगती है।

पथ अभिन्न के साथ समानता अचूक थी: ऊष्मप्रवैगिकी में, आप एक प्रणाली के सभी संभावित विन्यासों को जोड़ते हैं। और पाथ इंटीग्रल के साथ, आप सिस्टम द्वारा लिए जा सकने वाले सभी संभव पथों को जोड़ते हैं। वहाँ सिर्फ एक बल्कि चमकदार अंतर है: ऊष्मप्रवैगिकी संभावनाओं से संबंधित है, जो सकारात्मक संख्याएँ हैं जो सीधे एक साथ जुड़ती हैं। लेकिन पथ अभिन्न में, प्रत्येक पथ को निर्दिष्ट संख्या जटिल होती है, जिसका अर्थ है कि इसमें काल्पनिक संख्या शामिल है i, -1 का वर्गमूल। एक साथ जोड़े जाने पर जटिल संख्याएँ बढ़ या सिकुड़ सकती हैं - उन्हें क्वांटम कणों की तरंग जैसी प्रकृति को पकड़ने की अनुमति मिलती है, जो संयोजित या रद्द हो सकती है।

फिर भी भौतिकविदों ने पाया कि एक साधारण परिवर्तन आपको एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में ले जा सकता है। समय को काल्पनिक बनाएं (इतालवी भौतिक विज्ञानी जियान कार्लो विक के बाद विक रोटेशन के रूप में जाना जाने वाला एक कदम), और दूसरा i पथ अभिन्न में प्रवेश करता है जो पहले वाले को सूँघता है, काल्पनिक संख्याओं को वास्तविक संभावनाओं में बदल देता है। समय चर को तापमान के व्युत्क्रम से बदलें, और आपको एक प्रसिद्ध थर्मोडायनामिक समीकरण मिलता है।

इस विक ट्रिक ने 1977 में हॉकिंग और गिबन्स द्वारा अंतरिक्ष और समय के बारे में सैद्धांतिक खोजों की एक बवंडर श्रृंखला के अंत में एक ब्लॉकबस्टर खोज का नेतृत्व किया।

स्पेस-टाइम की एंट्रॉपी

दशकों पहले, आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत ने खुलासा किया था कि अंतरिक्ष और समय एक साथ वास्तविकता - अंतरिक्ष-समय - के एक एकीकृत कपड़े का निर्माण करते हैं और यह कि गुरुत्वाकर्षण बल वास्तव में वस्तुओं के लिए अंतरिक्ष-समय में सिलवटों का पालन करने की प्रवृत्ति है। अत्यधिक परिस्थितियों में, स्पेस-टाइम एक ब्लैक होल के रूप में जाना जाने वाला एक अपरिहार्य अलकाट्राज़ बनाने के लिए पर्याप्त रूप से वक्रित हो सकता है।

1973 में, जैकब बेकनस्टीन विधर्म को आगे बढ़ाया कि ब्लैक होल अपूर्ण ब्रह्मांडीय जेल हैं। उन्होंने तर्क दिया कि रसातल को ब्रह्मांड से उस एन्ट्रापी को हटाने और ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम का उल्लंघन करने के बजाय, अपने भोजन की एन्ट्रापी को अवशोषित करना चाहिए। लेकिन अगर ब्लैक होल में एन्ट्रापी है, तो उनके पास तापमान भी होना चाहिए और गर्मी को विकीर्ण करना चाहिए।

एक संशयवादी स्टीफन हॉकिंग ने ब्लैक होल के घुमावदार अंतरिक्ष-समय में क्वांटम कण कैसे व्यवहार करते हैं, इसकी जटिल गणना शुरू करते हुए बेकेनस्टाइन को गलत साबित करने की कोशिश की। अपने आश्चर्य के लिए, 1974 में उन्होंने पाया कि ब्लैक होल वास्तव में विकिरण करते हैं। एक और गणना बेकेनस्टाइन के अनुमान की पुष्टि की: एक ब्लैक होल में एन्ट्रापी अपने घटना क्षितिज के एक-चौथाई क्षेत्र के बराबर होती है - एक उल्लंघन करने वाली वस्तु के लिए कोई वापसी का बिंदु नहीं।

इसके बाद के वर्षों में, ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी गिबन्स और मैल्कम पेरी, और बाद में गिबन्स और हॉकिंग, पहुंचे पर वही परिणाम से दूसरी दिशा. उन्होंने एक अभिन्न पथ स्थापित किया, सिद्धांत रूप में सभी अलग-अलग तरीकों को जोड़ते हुए स्पेस-टाइम एक ब्लैक होल बनाने के लिए झुक सकता है। इसके बाद, उन्होंने काल्पनिक संख्याओं के साथ समय के प्रवाह को चिह्नित करते हुए, ब्लैक होल को बाती से घुमाया और उसके आकार की छानबीन की। उन्होंने पता लगाया कि काल्पनिक समय की दिशा में, ब्लैक होल समय-समय पर अपनी प्रारंभिक अवस्था में वापस आ जाता है। काल्पनिक समय में इस ग्राउंडहॉग डे की तरह की पुनरावृत्ति ने ब्लैक होल को एक प्रकार का ठहराव दिया जिसने उन्हें इसके तापमान और एन्ट्रापी की गणना करने की अनुमति दी।

हो सकता है कि उन्होंने परिणामों पर भरोसा न किया होता यदि उत्तर बेकेनस्टीन और हॉकिंग द्वारा पहले की गई गणना से सटीक रूप से मेल नहीं खाते। दशक के अंत तक, उनके सामूहिक कार्य ने एक चौंकाने वाली धारणा पैदा की थी: ब्लैक होल की एन्ट्रापी का अर्थ था कि स्पेस-टाइम स्वयं छोटे, पुनर्व्यवस्थित टुकड़ों से बना है, ठीक वैसे ही जैसे हवा अणुओं से बनी होती है। और चमत्कारिक ढंग से, यह जाने बिना कि ये "गुरुत्वाकर्षण परमाणु" क्या थे, भौतिकविद काल्पनिक समय में एक ब्लैक होल को देखकर उनकी व्यवस्थाओं की गणना कर सकते थे।

"यह वह परिणाम है जिसने हॉकिंग पर गहरी, गहरी छाप छोड़ी," हॉकिंग के पूर्व स्नातक छात्र और लंबे समय से सहयोगी हर्टोग ने कहा। हॉकिंग ने तुरंत सोचा कि क्या विक रोटेशन सिर्फ ब्लैक होल से ज्यादा के लिए काम करेगा। हर्टोग ने कहा, "यदि वह ज्यामिति एक ब्लैक होल की क्वांटम संपत्ति को पकड़ लेती है, तो पूरे ब्रह्मांड के ब्रह्माण्ड संबंधी गुणों के साथ ऐसा करना अप्रतिरोध्य है।"

सभी संभावित ब्रह्मांडों की गिनती

तुरंत, हॉकिंग और गिबन्स ने सबसे सरल कल्पनाशील ब्रह्मांडों में से एक को विक-रोटेट किया - जिसमें अंतरिक्ष में ही निर्मित डार्क एनर्जी के अलावा कुछ भी नहीं है। यह खाली, विस्तारित ब्रह्मांड, जिसे "डी सिटर" स्पेस-टाइम कहा जाता है, में एक क्षितिज है, जिसके आगे अंतरिक्ष इतनी तेजी से फैलता है कि वहां से कोई संकेत कभी भी अंतरिक्ष के केंद्र में एक पर्यवेक्षक तक नहीं पहुंचेगा। 1977 में, गिबन्स और हॉकिंग ने गणना की कि, एक ब्लैक होल की तरह, एक डी सिटर ब्रह्माण्ड में भी उसके क्षितिज के क्षेत्रफल के एक-चौथाई के बराबर एन्ट्रापी होती है। फिर से, स्पेस-टाइम में माइक्रोस्टेट्स की गिनती करने योग्य संख्या प्रतीत होती है।

लेकिन वास्तविक ब्रह्मांड की एन्ट्रापी एक खुला प्रश्न बना रहा। हमारा ब्रह्मांड खाली नहीं है; यह विकीर्ण प्रकाश और आकाशगंगाओं और काले पदार्थ की धाराओं से भरा है। ब्रह्मांड के यौवन के दौरान प्रकाश ने अंतरिक्ष का तेज विस्तार किया, फिर पदार्थ के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण ने लौकिक किशोरावस्था के दौरान चीजों को धीमा कर दिया। अब प्रतीत होता है कि डार्क एनर्जी ने कब्जा कर लिया है, जिससे भगोड़ा विस्तार हो रहा है। "वह विस्तार इतिहास एक ऊबड़ सवारी है," हर्टोग ने कहा। "एक स्पष्ट समाधान प्राप्त करना इतना आसान नहीं है।"

पिछले एक साल में, बॉयल और टुरोक ने ऐसा ही एक स्पष्ट समाधान बनाया है। सबसे पहले, जनवरी में, खिलौना ब्रह्माण्ड विज्ञान के साथ खेलते हुए, वे देखा डी सिटर स्पेस-टाइम में विकिरण जोड़ने से ब्रह्मांड को विक-रोटेट करने के लिए आवश्यक सादगी खराब नहीं हुई।

फिर गर्मियों में उन्होंने पाया कि तकनीक पदार्थ के गंदे समावेशन का भी सामना करेगी। अधिक जटिल विस्तार इतिहास का वर्णन करने वाला गणितीय वक्र अभी भी आसान-से-संभाल कार्यों के एक विशेष समूह में गिर गया, और ऊष्मप्रवैगिकी की दुनिया सुलभ रही। "जब आप बहुत सममित अंतरिक्ष-समय से दूर जाते हैं तो यह विक रोटेशन धुंधला व्यवसाय होता है," कहा गुइलहर्मे लेइट पिमेंटेल, इटली के पीसा में स्कुओला नॉर्मले सुपरियोर में एक ब्रह्माण्ड विज्ञानी। "लेकिन वे इसे खोजने में कामयाब रहे।"

ब्रह्मांडों के एक अधिक यथार्थवादी वर्ग के रोलर-कोस्टर विस्तार इतिहास को विक-रोटेट करके, उन्हें कॉस्मिक एन्ट्रॉपी के लिए अधिक बहुमुखी समीकरण मिला। विकिरण, पदार्थ, वक्रता और एक डार्क एनर्जी डेंसिटी द्वारा परिभाषित कॉस्मिक मैक्रोस्टेट्स की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए (तापमान और दबाव की एक सीमा एक कमरे के विभिन्न संभावित वातावरणों को परिभाषित करती है), सूत्र संबंधित माइक्रोस्टेट्स की संख्या को बाहर निकालता है। टुरोक और बॉयल ने पोस्ट किया उनके परिणाम अक्टूबर की शुरुआत में ऑनलाइन।

विशेषज्ञों ने स्पष्ट, मात्रात्मक परिणाम की प्रशंसा की है। लेकिन अपने एन्ट्रापी समीकरण से, बॉयल और टुरोक ने हमारे ब्रह्मांड की प्रकृति के बारे में एक अपरंपरागत निष्कर्ष निकाला है। "यही वह जगह है जहां यह थोड़ा अधिक दिलचस्प और थोड़ा अधिक विवादास्पद हो जाता है," हर्टोग ने कहा।

बॉयल और टुरोक का मानना ​​है कि समीकरण सभी बोधगम्य ब्रह्मांडीय इतिहास की गणना करता है। जिस तरह एक कमरे की एन्ट्रापी एक दिए गए तापमान के लिए हवा के अणुओं को व्यवस्थित करने के सभी तरीकों को गिनती है, उन्हें संदेह है कि उनकी एन्ट्रापी उन सभी तरीकों को गिनती है, जिनसे कोई स्पेस-टाइम के परमाणुओं को मिला सकता है और फिर भी एक दिए गए समग्र इतिहास के साथ एक ब्रह्मांड के साथ समाप्त हो सकता है। वक्रता और डार्क एनर्जी डेंसिटी।

बॉयल इस प्रक्रिया की तुलना मार्बल के विशाल बोरे के सर्वेक्षण से करते हैं, प्रत्येक एक अलग ब्रह्मांड है। नकारात्मक वक्रता वाले हरे रंग के हो सकते हैं। जिनके पास ढेर सारी काली ऊर्जा है, वे बिल्ली की आँखों वाले हो सकते हैं, इत्यादि। उनकी जनगणना से पता चलता है कि मार्बल्स के विशाल बहुमत में सिर्फ एक रंग है - नीला, कहते हैं - एक प्रकार के ब्रह्मांड के अनुरूप: एक व्यापक रूप से हमारे जैसा, कोई सराहनीय वक्रता नहीं है और केवल अंधेरे ऊर्जा का स्पर्श है। निराले प्रकार के ब्रह्मांड विलुप्त रूप से दुर्लभ हैं। दूसरे शब्दों में, हमारे ब्रह्मांड की अजीबोगरीब वैनिला विशेषताएं, जिन्होंने ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति के बारे में सिद्धांत बनाने के दशकों को प्रेरित किया है और मल्टीवर्स बिल्कुल भी अजीब नहीं हो सकते हैं।

"यह एक बहुत ही पेचीदा परिणाम है," हर्टोग ने कहा। लेकिन "यह जवाब देने से ज्यादा सवाल उठाता है।"

गिनती का भ्रम

बॉयल और टुरोक ने एक ऐसे समीकरण की गणना की है जो ब्रह्मांडों की गणना करता है। और उन्होंने आश्चर्यजनक अवलोकन किया है कि हमारे जैसे ब्रह्मांड बोधगम्य ब्रह्मांडीय विकल्पों के शेर के हिस्से के लिए जिम्मेदार हैं। लेकिन यहीं से निश्चितता समाप्त हो जाती है।

दोनों ने यह समझाने का कोई प्रयास नहीं किया कि गुरुत्वाकर्षण और ब्रह्माण्ड विज्ञान का कौन सा क्वांटम सिद्धांत कुछ ब्रह्मांडों को सामान्य या दुर्लभ बना सकता है। न ही वे यह समझाते हैं कि सूक्ष्म भागों के अपने विशेष विन्यास के साथ हमारा ब्रह्मांड कैसे अस्तित्व में आया। अंततः, वे अपनी गणना को ब्रह्मांड विज्ञान के पूर्ण सिद्धांत के करीब किसी भी चीज़ की तुलना में अधिक सुराग के रूप में देखते हैं कि किस प्रकार के ब्रह्मांडों को प्राथमिकता दी जाती है। टुरोक ने कहा, "हमने जो प्रयोग किया है वह सिद्धांत क्या है, यह जाने बिना उत्तर प्राप्त करने के लिए एक सस्ती चाल है।"

उनका काम उस प्रश्न को भी पुनर्जीवित करता है जो अनुत्तरित हो गया है क्योंकि गिबन्स और हॉकिंग ने पहली बार स्पेस-टाइम एंट्रॉपी के पूरे कारोबार को बंद कर दिया था: सस्ते चाल की गणना करने वाले सूक्ष्म राज्य क्या हैं?

"यहाँ मुख्य बात यह कहना है कि हम नहीं जानते कि एन्ट्रॉपी का क्या अर्थ है," कहा हेनरी मैक्सफील्ड, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी जो गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम सिद्धांतों का अध्ययन करते हैं।

इसके मूल में, एन्ट्रॉपी अज्ञानता को कूटबद्ध करता है। उदाहरण के लिए, अणुओं से बनी गैस के लिए, भौतिकविद तापमान को जानते हैं - कणों की औसत गति - लेकिन यह नहीं कि प्रत्येक कण क्या कर रहा है; गैस की एंट्रॉपी विकल्पों की संख्या को दर्शाती है।

दशकों के सैद्धांतिक काम के बाद, भौतिक विज्ञानी ब्लैक होल के लिए एक समान तस्वीर पर अभिसरण कर रहे हैं। कई सिद्धांतकार अब मानते हैं कि क्षितिज का क्षेत्र उस सामग्री के बारे में उनकी अज्ञानता का वर्णन करता है जो इसमें गिर गया है - आंतरिक रूप से ब्लैक होल के बिल्डिंग ब्लॉक्स को उसके बाहरी स्वरूप से मेल खाने के लिए व्यवस्थित करने के सभी तरीके। (शोधकर्ता अभी भी नहीं जानते हैं कि माइक्रोस्टेट वास्तव में क्या हैं; विचारों में ग्रेविटॉन नामक कणों के विन्यास या स्ट्रिंग थ्योरी के तार शामिल हैं।)

लेकिन जब ब्रह्मांड की एन्ट्रॉपी की बात आती है, तो भौतिकविद इस बारे में कम निश्चित महसूस करते हैं कि उनकी अज्ञानता कहाँ तक है।

अप्रैल में, दो सिद्धांतकारों ने ब्रह्माण्ड संबंधी एन्ट्रापी को एक मजबूत गणितीय आधार पर रखने का प्रयास किया। टेड जैकबसन, मैरीलैंड विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी, ब्लैक होल ऊष्मप्रवैगिकी से आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को प्राप्त करने के लिए प्रसिद्ध, और उनके स्नातक छात्र बतौल बनिहाशेमी स्पष्ट रूप से परिभाषित एक (खाली, विस्तार) डी सिटर ब्रह्मांड की एन्ट्रापी। उन्होंने केंद्र में एक पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण को अपनाया। उनकी तकनीक, जिसमें केंद्रीय पर्यवेक्षक और क्षितिज के बीच एक काल्पनिक सतह को जोड़ना शामिल था, फिर सतह को तब तक सिकोड़ना जब तक कि यह केंद्रीय पर्यवेक्षक तक नहीं पहुंच गया और गायब हो गया, गिबन्स और हॉकिंग के उत्तर को पुनः प्राप्त किया कि एन्ट्रापी क्षितिज क्षेत्र के एक-चौथाई के बराबर है। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि डी सिटर एंट्रॉपी क्षितिज के अंदर सभी संभावित माइक्रोस्टेट्स की गणना करता है।

टुरोक और बॉयल एक खाली ब्रह्मांड के लिए जैकबसन और बनिहाशेमी के समान एन्ट्रॉपी की गणना करते हैं। लेकिन पदार्थ और विकिरण से भरे एक यथार्थवादी ब्रह्मांड से संबंधित उनकी नई गणना में, उन्हें बहुत बड़ी संख्या में माइक्रोस्टेट मिलते हैं - मात्रा के अनुपात में और क्षेत्र के नहीं। इस स्पष्ट टकराव का सामना करते हुए, वे अनुमान लगाते हैं कि अलग-अलग एन्ट्रॉपी अलग-अलग सवालों का जवाब देते हैं: छोटे डी सिटर एंट्रॉपी एक क्षितिज से बंधे हुए शुद्ध अंतरिक्ष-समय के माइक्रोस्टेट्स की गणना करते हैं, जबकि उन्हें संदेह है कि उनकी बड़ी एन्ट्रापी एक स्पेस-टाइम से भरे हुए सभी माइक्रोस्टेट्स की गणना करती है। पदार्थ और ऊर्जा, दोनों क्षितिज के अंदर और बाहर। "यह पूरा शेबंग है," टुरोक ने कहा।

अंततः, बॉयल और टुरोक क्या गिन रहे हैं, इस सवाल को निपटाने के लिए माइक्रोस्टेट्स के पहनावे की अधिक स्पष्ट गणितीय परिभाषा की आवश्यकता होगी, जो जैकबसन और बनिहाशेमी ने डी सिटर स्पेस के लिए किया है। बनिहाशेमी ने कहा कि वह बॉयल और टुरोक की एन्ट्रापी गणना को "एक ऐसे प्रश्न के उत्तर के रूप में देखती हैं जिसे अभी पूरी तरह से समझा जाना बाकी है।"

"यह ब्रह्मांड क्यों?" प्रश्न के अधिक स्थापित उत्तरों के लिए, ब्रह्माण्ड विज्ञानी कहते हैं कि मुद्रास्फीति और मल्टीवर्स मृत से बहुत दूर हैं। आधुनिक मुद्रास्फीति सिद्धांत, विशेष रूप से, ब्रह्मांड की चिकनाई और समतलता से अधिक को हल करने के लिए आया है। आकाश के अवलोकन इसकी कई अन्य भविष्यवाणियों से मेल खाते हैं। Pimentel ने कहा, Turok और Boyle के एन्ट्रोपिक तर्क ने एक उल्लेखनीय पहला परीक्षण पास कर लिया है, लेकिन इसे अन्य, अधिक विस्तृत डेटा को और अधिक गंभीरता से प्रतिद्वंद्वी मुद्रास्फीति के लिए कील करना होगा।

अज्ञानता को मापने वाली मात्रा के रूप में, एन्ट्रापी में निहित रहस्यों ने पहले अज्ञात भौतिकी के अग्रदूतों के रूप में कार्य किया है। 1800 के अंत में, सूक्ष्म व्यवस्था के संदर्भ में एन्ट्रापी की एक सटीक समझ ने परमाणुओं के अस्तित्व की पुष्टि करने में मदद की। आज, आशा यह है कि यदि शोधकर्ता अलग-अलग तरीकों से ब्रह्माण्ड संबंधी एन्ट्रॉपी की गणना कर सकते हैं, तो वे वास्तव में कौन से प्रश्नों का उत्तर दे रहे हैं, वे संख्याएँ उन्हें उसी तरह की समझ की ओर निर्देशित करेंगी कि कैसे समय और स्थान की लेगो ईंटें ब्रह्मांड बनाने के लिए ढेर हो जाती हैं। हमें घेर लेता है।

"हमारी गणना जो करती है वह उन लोगों के लिए बहुत अधिक प्रेरणा प्रदान करती है जो क्वांटम गुरुत्व के सूक्ष्म सिद्धांतों का निर्माण करने की कोशिश कर रहे हैं," टुरोक ने कहा। "क्योंकि संभावना यह है कि वह सिद्धांत अंततः ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर ज्यामिति की व्याख्या करेगा।"