Is ons intelligent genoeg om die heelal te verstaan?

Die waarneembare heelal kan soms op 'n bord bedien word, soos die musikant Pablo Carlos Budassi onlangs gedoen het toe hy Princeton Universiteit en NASA logaritmiese kaarte in een kleurskyf gekombineer het. Dit is 'n geosentriese model - die Aarde is in die middel van die plaat, en die Oerknal-plasma is aan die kante.

Visualisering is so goed soos enige ander, en selfs beter as ander, want dit is na aan die menslike oogpunt. Daar is baie teorieë oor die struktuur, dinamika en lot van die heelal, en die kosmologiese paradigma wat al dekades lank aanvaar word, blyk die afgelope tyd 'n bietjie af te breek. Stemme word byvoorbeeld toenemend gehoor wat die Oerknal-teorie ontken.

Die heelal is 'n tuin van eienaardighede, geskilder oor die jare in die "hoofstroom" van fisika en kosmologie, gevul met bisarre verskynsels soos bv. reuse-kwasars vlieg van ons weg teen 'n skrikwekkende spoed, donker materiewat niemand ontdek het nie en wat nie tekens van versnellers toon nie, maar "nodig" is om die te vinnige rotasie van die sterrestelsel te verduidelik, en uiteindelik, Groot ontploffingwat die hele fisika verdoem tot 'n stryd met die onverklaarbare, ten minste vir die oomblik, eienaardigheid.

daar was geen vuurwerke nie

Die oorspronklikheid van die Oerknal volg direk en onvermydelik uit die wiskunde van die algemene relatiwiteitsteorie. Sommige wetenskaplikes sien dit egter as 'n problematiese verskynsel, want wiskunde kan net verduidelik wat onmiddellik na ... gebeur het - maar dit weet nie wat op daardie einste eienaardige oomblik, voor die groot vuurwerke, gebeur het nie (2).

Baie wetenskaplikes skram weg van hierdie kenmerk. Al is dit net omdat, soos hy dit onlangs gestel het Ali Ahmed Farah van die Universiteit van Ben in Egipte, "hou die wette van fisika op om daar te werk." Farag saam met 'n kollega Saurya Dasem van die Universiteit van Lethbridge in Kanada, aangebied in 'n artikel wat in 2015 gepubliseer is in Physics Letters B, 'n model waarin die heelal geen begin en geen einde het nie, en dus geen singulariteit nie.

Albei fisici is deur hul werk geïnspireer. David Bohm sedert die 50's. Hy het die moontlikheid oorweeg om die geodetiese lyne bekend uit die algemene relatiwiteitsteorie (die kortste lyne wat twee punte verbind) met kwantumbane te vervang. In hul referaat het Farag en Das hierdie Bohm-bane toegepas op 'n vergelyking wat in 1950 deur die fisikus ontwikkel is. Amala Kumara Raychaudhuryego van Calcutta Universiteit. Raychaudhuri was ook Das se onderwyser toe hy 90 was. Deur Raychaudhuri se vergelyking te gebruik, het Ali en Das die kwantumkorreksie verkry Friedman-vergelykingwat op sy beurt die evolusie van die Heelal (insluitend die Oerknal) in die konteks van algemene relatiwiteit beskryf. Alhoewel hierdie model nie 'n ware teorie van kwantumswaartekrag is nie, sluit dit elemente van beide kwantumteorie en algemene relatiwiteit in. Farag en Das verwag ook dat hul resultate waar sal wees, selfs wanneer 'n volledige teorie van kwantumswaartekrag uiteindelik geformuleer word.

Die Farag-Das-teorie voorspel nóg die Oerknal nóg groot ongeluk terugkeer na singulariteit. Die kwantumbane wat Farag en Das gebruik, verbind nooit en vorm dus nooit 'n enkelvoudige punt nie. Vanuit 'n kosmologiese oogpunt, verduidelik die wetenskaplikes, kan kwantumkorreksies as 'n kosmologiese konstante beskou word, en dit is nie nodig om donker energie in te voer nie. Die kosmologiese konstante lei daartoe dat die oplossing van Einstein se vergelykings 'n wêreld van eindige grootte en oneindige ouderdom kan wees.

Dit is nie die enigste teorie in onlangse tye wat die konsep van die Oerknal ondermyn nie. Daar is byvoorbeeld hipoteses dat wanneer tyd en ruimte verskyn het, dit ontstaan ​​het en tweede heelalwaarin die tyd agteruit vloei. Hierdie visie word aangebied deur 'n internasionale groep fisici, bestaande uit: Tim Kozlowski van die Universiteit van New Brunswick, Flavio Markte Omtrek van die Instituut vir Teoretiese Fisika en Julian Barbour. Die twee heelalle wat tydens die Oerknal gevorm is, in hierdie teorie, behoort spieëlbeelde van hulself te wees (3), dus het hulle verskillende wette van fisika en 'n ander sin vir die vloei van tyd. Miskien penetreer hulle mekaar. Of tyd vorentoe of agtertoe vloei, bepaal die kontras tussen hoë en lae entropie.

Op sy beurt, die skrywer van nog 'n nuwe voorstel op die model van alles, Wun-Ji Shu van National Taiwan University, beskryf tyd en ruimte nie as aparte dinge nie, maar as nou verwante dinge wat in mekaar kan verander. Nóg die spoed van lig nóg die gravitasiekonstante is onveranderlik in hierdie model, maar is faktore in die transformasie van tyd en massa in grootte en ruimte soos die heelal uitbrei. Die Shu-teorie, soos baie ander konsepte in die akademiese wêreld, kan natuurlik as 'n fantasie beskou word, maar die model van 'n uitdyende heelal met 68% donker energie wat die uitbreiding veroorsaak, is ook problematies. Sommige merk op dat wetenskaplikes met behulp van hierdie teorie die fisiese wet van behoud van energie "onder die mat vervang het". Taiwan se teorie skend nie die beginsels van behoud van energie nie, maar het op sy beurt 'n probleem met mikrogolfagtergrondstraling, wat as 'n oorblyfsel van die Oerknal beskou word. Iets vir iets.

Jy kan nie die donker en al sien nie

Erebenoemdes donker materie Lot. Swak interaksie van massiewe deeltjies, sterk interaksie van massiewe deeltjies, steriele neutrino's, neutrino's, aksions - dit is maar net 'n paar van die oplossings vir die misterie van "onsigbare" materie in die Heelal wat tot dusver deur teoretici voorgestel is.

Vir dekades was die gewildste kandidate hipoteties, swaar (tien keer swaarder as 'n proton) met swak interaksie deeltjies genoem WIMPs. Daar is aanvaar dat hulle aktief was in die aanvanklike fase van die bestaan ​​van die Heelal, maar soos dit afgekoel en die deeltjies verstrooi het, het hul interaksie vervaag. Berekeninge het getoon dat die totale massa van WIMP's vyf keer dié van gewone materie moes gewees het, wat presies soveel is as wat donker materie geskat is.

Geen spore van WIMPs is egter gevind nie. Dit is dus nou meer gewild om oor soek te praat steriele neutrino's, hipotetiese donker materie deeltjies met geen elektriese lading en baie min massa. Soms word steriele neutrino's as die vierde generasie neutrino's beskou (saam met elektron-, muon- en tau-neutrino's). Die kenmerkende kenmerk daarvan is dat dit slegs onder die invloed van swaartekrag met materie in wisselwerking tree. Aangeteken deur die simbool ν_s.

Neutrino-ossillasies kan teoreties muon neutrino's steriel maak, wat hul aantal in die detektor sal verminder. Dit is veral waarskynlik nadat die neutrinostraal deur 'n gebied van hoëdigtheid materie soos die Aarde se kern gegaan het. Daarom is die IceCube-detektor by die Suidpool gebruik om neutrino's waar te neem wat van die Noordelike Halfrond af kom in die energiereeks van 320 GeV tot 20 TeV, waar 'n sterk sein in die teenwoordigheid van steriele neutrino's verwag is. Ongelukkig het die ontleding van die data van waargenome gebeure dit moontlik gemaak om die bestaan ​​van steriele neutrino's in die toeganklike streek van die parameterruimte, die sogenaamde. 99% vertrouensvlak.

In Julie 2016, na twintig maande se eksperimentering met die Large Underground Xenon (LUX) detector, het die wetenskaplikes niks gehad om te sê nie, behalwe dat ... hulle niks gevind het nie. Net so sê wetenskaplikes van die Internasionale Ruimtestasie-laboratorium en fisici van CERN, wat gereken het op die produksie van donker materie in die tweede deel van die Large Hadron Collider, niks oor donker materie nie.

Ons moet dus verder kyk. Wetenskaplikes sê dat donker materie dalk iets heeltemal anders is as WIMP's en neutrino's of wat ook al, en hulle bou LUX-ZEPLIN, 'n nuwe detektor wat sewentig keer meer sensitief as die huidige een behoort te wees.

Die wetenskap twyfel of daar iets soos donker materie bestaan, en tog het sterrekundiges onlangs 'n sterrestelsel waargeneem wat, ten spyte van 'n massa soortgelyk aan die Melkweg, 99,99% donker materie is. Inligting oor die ontdekking is verskaf deur die sterrewag V.M. Keka. Dit gaan oor sterrestelsel libel 44 (Naaldekoker 44). Die bestaan ​​daarvan is eers verlede jaar bevestig toe die Dragonfly Telephoto Array 'n lappie lug in die sterrebeeld Berenices Spit waargeneem het. Dit het geblyk dat die sterrestelsel baie meer bevat as wat dit met die eerste oogopslag lyk. Aangesien daar min sterre daarin is, sou dit vinnig disintegreer as een of ander geheimsinnige ding nie help om die voorwerpe waaruit dit bestaan ​​bymekaar te hou nie. Donker materie?

Modellering?

hipotese Heelal as 'n hologramten spyte van die feit dat mense met ernstige wetenskaplike grade daarmee besig is, word dit steeds as 'n mistige gebied op die grens van die wetenskap behandel. Miskien omdat wetenskaplikes ook mense is, en dit vir hulle moeilik is om die verstandelike gevolge van navorsing in hierdie verband te verstaan. Juan Maldasenabegin met snaarteorie, het hy 'n visie van die heelal uitgelê waarin snare wat in nege-dimensionele ruimte vibreer ons werklikheid skep, wat net 'n hologram is - 'n projeksie van 'n plat wêreld sonder swaartekrag..

Die resultate van ’n studie deur Oostenrykse wetenskaplikes, wat in 2015 gepubliseer is, dui daarop dat die heelal minder afmetings benodig as wat verwag is. Die XNUMXD-heelal is dalk net 'n XNUMXD-inligtingstruktuur op die kosmologiese horison. Wetenskaplikes vergelyk dit met die hologramme wat op kredietkaarte gevind word – hulle is eintlik tweedimensioneel, hoewel ons dit as driedimensioneel sien. Volgens Daniela Grumillera van die Wene Universiteit van Tegnologie, ons heelal is redelik plat en het 'n positiewe kromming. Grumiller het in Physical Review Letters verduidelik dat as kwantumswaartekrag in plat ruimte holografies beskryf kan word deur standaard kwantumteorie, dan moet daar ook fisiese hoeveelhede wees wat in beide teorieë bereken kan word, en die resultate moet ooreenstem. Veral een sleutelkenmerk van kwantummeganika, kwantumverstrengeling, behoort in die teorie van swaartekrag te verskyn.

Sommige gaan verder en praat nie van holografiese projeksie nie, maar selfs van rekenaarmodellering. Twee jaar gelede het 'n bekende astrofisikus, Nobelpryswenner, George Smoot, het argumente aangebied dat die mensdom binne so 'n rekenaarsimulasie leef. Hy beweer dat dit moontlik is, byvoorbeeld danksy die ontwikkeling van rekenaarspeletjies, wat teoreties die kern van virtuele realiteit vorm. Sal mense ooit realistiese simulasies skep? Die antwoord is ja,” het hy in ’n onderhoud gesê. “Natuurlik is aansienlike vordering met hierdie kwessie gemaak. Kyk net na die eerste "Pong" en die speletjies wat vandag gemaak is. Omstreeks 2045 sal ons binnekort ons gedagtes na rekenaars kan oordra.”

Die heelal as 'n holografiese projeksie

Aangesien ons reeds sekere neurone in die brein kan karteer deur die gebruik van magnetiese resonansiebeelding, behoort die gebruik van hierdie tegnologie vir ander doeleindes nie 'n probleem te wees nie. Dan kan virtuele realiteit werk, wat kontak met duisende mense moontlik maak en 'n vorm van breinstimulasie bied. Dit het dalk in die verlede gebeur, sê Smoot, en ons wêreld is 'n gevorderde netwerk van virtuele simulasies. Boonop kan dit 'n oneindige aantal kere gebeur! So ons kan leef in 'n simulasie wat in 'n ander simulasie is, vervat in 'n ander simulasie dit is ... en so aan ad infinitum.

Die wêreld, en nog meer die Heelal, word ongelukkig nie vir ons op 'n bord gegee nie. Ons is eerder self deel, baie klein, van geregte wat, soos sommige hipoteses toon, dalk nie vir ons voorberei is nie.

Sal daardie klein deel van die heelal wat ons - ten minste in 'n materialistiese sin - ooit die hele struktuur ken? Is ons intelligent genoeg om die misterie van die heelal te verstaan ​​en te begryp? Waarskynlik nie. As ons egter ooit sou besluit dat ons uiteindelik sou misluk, sou dit moeilik wees om nie agter te kom dat dit ook in 'n sekere sin 'n soort finale insig in die aard van alle dinge sou wees nie...