Ali smo dovolj inteligentni, da razumemo vesolje?

Opazljivo vesolje lahko včasih postrežemo na krožniku, kot je nedavno storil glasbenik Pablo Carlos Budassi, ko je združil logaritemske zemljevide Univerze Princeton in Nase v en barvni disk. To je geocentrični model – Zemlja je v središču plošče, plazma velikega poka pa na robovih.

Vizualizacija je tako dobra kot katera koli druga in celo boljša od drugih, ker je blizu človeškemu pogledu. Teorij o strukturi, dinamiki in usodi vesolja je veliko, zdi se, da se desetletja sprejeta kozmološka paradigma v zadnjem času nekoliko ruši. Na primer, vse pogosteje je slišati glasove, ki zanikajo teorijo velikega poka.

Vesolje je vrt nenavadnosti, ki se je skozi leta slikal v "mainstreamu" fizike in kozmologije, poln bizarnih pojavov, kot je npr. velikanski kvazarji z vrtoglavo hitrostjo odleti od nas, temna snovki je ni nihče odkril in ki ne kaže znakov pospeševalnikov, je pa "nujna" za razlago prehitre rotacije galaksije in, končno, Velika eksplozijaki vso fiziko vsaj za trenutek obsoja na boj z nerazložljivim, funkcija.

ognjemeta ni bilo

Izvirnost velikega poka neposredno in neizogibno izhaja iz matematike splošne teorije relativnosti. Nekateri znanstveniki pa to vidijo kot problematičen pojav, saj lahko matematika pojasni le, kaj se je zgodilo takoj po ... - ne ve pa, kaj se je zgodilo v tistem zelo posebnem trenutku, pred velikim ognjemetom (2).

Mnogi znanstveniki se izogibajo tej funkciji. Pa čeprav zato, kot se je nedavno izrazil Ampak Ahmed Farah z univerze Ben v Egiptu, "zakoni fizike tam prenehajo delovati." Farag s kolegom Saurya Dasem z Univerze v Lethbridgeu v Kanadi, predstavljen v članku, objavljenem leta 2015 v Physics Letters B, model, v katerem vesolje nima začetka in konca, torej tudi ne singularnosti.

Oba fizika je navdihnilo njuno delo. David Bohm od 50-ih let. Razmišljal je o možnosti zamenjave geodetskih črt, znanih iz splošne teorije relativnosti (najkrajše črte, ki povezujejo dve točki) s kvantnimi trajektorijami. Farag in Das sta v svojem članku te Bohmove trajektorije uporabila za enačbo, ki jo je leta 1950 razvil fizik Za Amalo Kumaro Raychaudhury z Univerze v Kalkuti. Raychaudhuri je bil tudi Dasov učitelj, ko je bil star 90 let. Z uporabo Raychaudhurijeve enačbe sta Ali in Das dobila kvantni popravek Friedmanova enačbaki pa opisuje razvoj vesolja (vključno z velikim pokom) v kontekstu splošne teorije relativnosti. Čeprav ta model ni prava teorija kvantne gravitacije, vključuje elemente kvantne teorije in splošne teorije relativnosti. Farag in Das prav tako pričakujeta, da bodo njihovi rezultati veljali, tudi ko bo končno oblikovana popolna teorija kvantne gravitacije.

Farag-Dasova teorija ne napoveduje niti velikega poka niti velika nesreča vrnitev v singularnost. Kvantne trajektorije, ki jih uporabljata Farag in Das, se nikoli ne povežejo in zato nikoli ne tvorijo singularne točke. S kozmološkega vidika, pojasnjujejo znanstveniki, je kvantne popravke mogoče obravnavati kot kozmološko konstanto in ni potrebe po uvajanju temne energije. Kozmološka konstanta vodi do dejstva, da je rešitev Einsteinovih enačb lahko svet končne velikosti in neskončne starosti.

To ni edina teorija v zadnjem času, ki spodkopava koncept velikega poka. Na primer, obstajajo hipoteze, da ko sta se pojavila čas in prostor, sta nastala in drugo vesoljev katerem čas teče nazaj. To vizijo predstavlja mednarodna skupina fizikov, ki jo sestavljajo: Tim Kozlovsky z Univerze v New Brunswicku, Tržnice Flavio Obod Inštituta za teoretično fiziko in Julian Barbour. Dve vesolji, ki sta nastali med velikim pokom, bi po tej teoriji morali biti zrcalni sliki samih sebe (3), zato imajo drugačne zakone fizike in drugačen občutek za tok časa. Morda prodrejo drug v drugega. Kontrast med visoko in nizko entropijo določa, ali čas teče naprej ali nazaj.

Po drugi strani pa avtor drugega novega predloga po vzoru vsega, Wong Tzu Shu z Nacionalne tajvanske univerze, opisuje čas in prostor ne kot ločeni stvari, temveč kot tesno povezani stvari, ki se lahko spreminjata druga v drugo. Niti hitrost svetlobe niti gravitacijska konstanta v tem modelu nista invariantni, ampak sta dejavnika pri preoblikovanju časa in mase v velikost in prostor, ko se vesolje širi. Shujevo teorijo, tako kot številne druge koncepte v akademskem svetu, lahko seveda obravnavamo kot fantazijo, vendar je tudi model širitvenega vesolja z 68 % temne energije, ki povzroča širitev, problematičen. Nekateri ugotavljajo, da so znanstveniki s pomočjo te teorije "zamenjali pod preprogo" fizikalni zakon o ohranjanju energije. Tajvanska teorija ne krši načel ohranjanja energije, ima pa problem z mikrovalovnim sevanjem ozadja, ki velja za ostanek velikega poka. Nekaj ​​za nekaj.

Ne vidiš teme in vsega

Častni nominiranci temna snov Veliko. Šibko medsebojno delujoči masivni delci, močno medsebojno delujoči masivni delci, sterilni nevtrini, nevtrini, aksioni – to je le nekaj rešitev skrivnosti »nevidne« snovi v vesolju, ki so jih doslej predlagali teoretiki.

Že desetletja so bili najbolj priljubljeni kandidati hipotetični, težki (desetkrat težji od protona) s šibko interakcijo delci, imenovani WIMP. Predvidevali so, da so bili aktivni v začetni fazi obstoja vesolja, a ko se je ohladilo in so se delci razpršili, je njihova interakcija zbledela. Izračuni so pokazali, da bi morala biti skupna masa WIMP petkrat večja od mase navadne snovi, kar je natanko toliko, kot je ocenjena temna snov.

Vendar ni bilo najdenih sledi WIMP-jev. Zato je zdaj bolj priljubljeno govoriti o iskanju sterilni nevtrini, hipotetični delci temne snovi z ničelnim električnim nabojem in zelo majhno maso. Včasih se sterilni nevtrini štejejo za četrto generacijo nevtrinov (poleg elektronskih, mionskih in tau nevtrinov). Njegova značilnost je, da s snovjo sodeluje le pod vplivom gravitacije. Označeno s simbolom ν_s.

Oscilacije nevtrinov bi lahko teoretično naredile mionske nevtrine sterilne, kar bi zmanjšalo njihovo število v detektorju. To je še posebej verjetno, ko nevtrinski žarek preide skozi območje snovi z visoko gostoto, kot je Zemljino jedro. Zato smo z detektorjem IceCube na južnem polu opazovali nevtrine, ki prihajajo s severne poloble v energijskem območju od 320 GeV do 20 TeV, kjer smo ob prisotnosti sterilnih nevtrinov pričakovali močan signal. Na žalost je analiza podatkov opazovanih dogodkov omogočila izključitev obstoja sterilnih nevtrinov v dostopnem območju prostora parametrov, t.i. 99% stopnja zaupanja.

Julija 2016, po dvajsetih mesecih eksperimentiranja z velikim podzemnim ksenonskim (LUX) detektorjem, znanstveniki niso imeli za povedati ničesar, razen da ... niso našli ničesar. Podobno znanstveniki iz laboratorija Mednarodne vesoljske postaje in fiziki iz CERN-a, ki so računali na proizvodnjo temne snovi v drugem delu velikega hadronskega trkalnika, ne povedo nič o temni snovi.

Zato moramo iskati dlje. Znanstveniki pravijo, da je morda temna snov nekaj povsem drugega kot WIMP in nevtrini ali karkoli že, in gradijo LUX-ZEPLIN, nov detektor, ki naj bi bil sedemdesetkrat bolj občutljiv od trenutnega.

Znanost dvomi, ali obstaja temna snov, vendar so astronomi pred kratkim opazili galaksijo, ki je kljub masi, podobni Mlečni cesti, 99,99 % sestavljena iz temne snovi. Informacije o odkritju je posredoval observatorij V.M. Keka. Gre za galaksija Dragonfly 44 (Kačji pastir 44). Njegov obstoj je bil potrjen šele lani, ko je teleobjektiv Dragonfly Telephoto Array opazoval delček neba v ozvezdju Berenikina pljuska. Izkazalo se je, da galaksija vsebuje veliko več, kot se zdi na prvi pogled. Ker je v njem malo zvezd, bi hitro razpadel, če kakšna skrivnostna stvar ne bi pomagala držati skupaj predmetov, ki ga sestavljajo. Temna snov?

Manekenstvo?

Hipoteza Vesolje kot hologramkljub temu, da se z njo ukvarjajo ljudje z resnimi znanstvenimi nazivi, je še vedno obravnavana kot megleno območje na meji znanosti. Morda zato, ker so tudi znanstveniki ljudje in se težko sprijaznijo s psihičnimi posledicami raziskovanja v zvezi s tem. Juan Maldasenazačenši s teorijo strun je orisal vizijo vesolja, v katerem strune, ki vibrirajo v devetdimenzionalnem prostoru, ustvarjajo našo realnost, ki je le hologram – projekcija ravnega sveta brez gravitacije..

Rezultati raziskave avstrijskih znanstvenikov, objavljeni leta 2015, kažejo, da vesolje potrebuje manj razsežnosti od pričakovanih. XNUMXD vesolje je morda le XNUMXD informacijska struktura na kozmološkem obzorju. Znanstveniki ga primerjajo s hologrami na kreditnih karticah – dejansko so dvodimenzionalni, čeprav jih mi vidimo kot tridimenzionalne. Po navedbah Daniela Grumillera z Dunajske tehnološke univerze je naše vesolje precej ravno in ima pozitivno ukrivljenost. Grumiller je v Physical Review Letters pojasnil, da če je mogoče kvantno gravitacijo v ravnem prostoru opisati holografsko s standardno kvantno teorijo, potem morajo obstajati tudi fizikalne količine, ki jih je mogoče izračunati v obeh teorijah, rezultati pa se morajo ujemati. Zlasti ena ključna značilnost kvantne mehanike, kvantna zapletenost, bi se morala pokazati v teoriji gravitacije.

Nekateri gredo dlje in ne govorijo o holografski projekciji, ampak celo o računalniško modeliranje. Pred dvema letoma je slavni astrofizik, dobitnik Nobelove nagrade, George Smoot, je predstavil argumente, da človeštvo živi znotraj takšne računalniške simulacije. Trdi, da je to mogoče na primer zaradi razvoja računalniških iger, ki teoretično predstavljajo jedro virtualne resničnosti. Bodo ljudje kdaj ustvarili realistične simulacije? Odgovor je pritrdilen,« je dejal v intervjuju. »Očitno je bil glede tega vprašanja dosežen pomemben napredek. Samo poglejte prvi "Pong" in današnje igre. Okoli leta 2045 bomo svoje misli zelo kmalu lahko prenesli v računalnike.«

Vesolje kot holografska projekcija

Glede na to, da lahko z uporabo magnetne resonance že preslikamo določene nevrone v možganih, uporaba te tehnologije za druge namene ne bi smela biti problem. Takrat lahko deluje virtualna resničnost, ki omogoča stik s tisoči ljudi in zagotavlja obliko možganske stimulacije. To se je morda zgodilo v preteklosti, pravi Smoot, in naš svet je napredno omrežje virtualnih simulacij. Poleg tega se lahko zgodi neskončno velikokrat! Tako lahko živimo v simulaciji, ki je v drugi simulaciji, vsebovani v drugi simulaciji, ki je ... in tako naprej ad infinitum.

Svet, še bolj pa Vesolje, nam žal ni dano na krožniku. Nasprotno, sami smo del, zelo majhen, jedi, ki, kot kažejo nekatere hipoteze, morda niso bile pripravljene za nas.

Bo tisti majceni delček vesolja, ki ga – vsaj v materialističnem smislu – kdaj poznamo, celotna zgradba? Ali smo dovolj inteligentni, da razumemo in dojamemo skrivnost vesolja? Verjetno ne. Če pa bi se kdaj odločili, da nam bo na koncu spodletelo, bi bilo težko ne opaziti, da bi bil to v določenem smislu tudi nekakšen končni vpogled v naravo vseh stvari ...