Jesmo li dovoljno inteligentni da razumijemo svemir?

Univerzum koji se može posmatrati ponekad se može servirati na tanjiru, kao što je nedavno učinio muzičar Pablo Karlos Budasi kada je kombinovao logaritamske mape Univerziteta Princeton i NASA u jedan disk u boji. Ovo je geocentrični model - Zemlja je u centru ploče, a plazma Velikog praska je na ivicama.

Vizualizacija je dobra kao i svaka druga, pa čak i bolja od drugih, jer je bliska ljudskoj tački gledišta. Postoje mnoge teorije o strukturi, dinamici i sudbini svemira, a kosmološka paradigma koja je bila prihvaćena decenijama izgleda da se u posljednje vrijeme pomalo ruši. Na primjer, sve češće se čuju glasovi koji poriču teoriju Velikog praska.

Univerzum je vrt neobičnosti, slikan godinama u "mainstream" fizike i kosmologije, ispunjen bizarnim fenomenima kao što su džinovski kvazari odleti od nas vrtoglavom brzinom, Crna materijakoju niko nije otkrio i koja ne pokazuje znakove akceleratora, ali je "neophodna" da bi se objasnila prebrza rotacija galaksije i, konačno, Veliki prasakkoji osuđuje svu fiziku na borbu sa neobjašnjivim, barem za sada, posebnost.

nije bilo vatrometa

Originalnost Velikog praska direktno i neizbežno sledi iz matematike opšte teorije relativnosti. Međutim, neki naučnici to vide kao problematičnu pojavu, jer matematika može objasniti samo ono što se dogodilo neposredno nakon... - ali ne zna šta se dogodilo u tom vrlo neobičnom trenutku, prije velikog vatrometa (2).

Mnogi naučnici zaziru od ove karakteristike. Ako samo zato, kako je nedavno rekao Ali Ahmed Farah sa Univerziteta Ben u Egiptu, "zakoni fizike tamo prestaju da funkcionišu." Farag sa kolegom Saurya Dasem sa Univerziteta Lethbridge u Kanadi, predstavljen u članku objavljenom 2015. u Physics Letters B, model u kojem univerzum nema početak i kraj, a samim tim ni singularnost.

Oba fizičara bila su inspirisana svojim radom. David Bohm od 50-ih godina. Razmatrao je mogućnost zamjene geodetskih linija poznatih iz opšte teorije relativnosti (najkraće linije koje spajaju dvije tačke) kvantnim putanjama. U svom radu, Farag i Das su primijenili ove Bohmove putanje na jednadžbu koju je 1950. godine razvio fizičar Za Amalu Kumaru Raychaudhury sa Univerziteta u Kalkuti. Raychaudhuri je također bio Dasov učitelj kada je imao 90 godina. Koristeći Raychaudhurijevu jednačinu, Ali i Das su dobili kvantnu korekciju Friedmanova jednačinakoji, zauzvrat, opisuje evoluciju Univerzuma (uključujući Veliki prasak) u kontekstu opšte teorije relativnosti. Iako ovaj model nije prava teorija kvantne gravitacije, on uključuje elemente i kvantne teorije i opšte teorije relativnosti. Farag i Das također očekuju da će njihovi rezultati ostati istiniti čak i kada se konačno formulira potpuna teorija kvantne gravitacije.

Farag-Dasova teorija ne predviđa ni Veliki prasak veliki sudar povratak u singularnost. Kvantne putanje koje koriste Farah i Das nikada nisu povezane i, stoga, nikada ne formiraju singularnu tačku. Sa kosmološke tačke gledišta, objašnjavaju naučnici, kvantni amandmani se mogu smatrati kosmološkom konstantom i nema potrebe za uvođenjem tamne energije. Kosmološka konstanta dovodi do činjenice da rješenje Einsteinovih jednadžbi može biti svijet konačne veličine i beskonačne starosti.

Ovo nije jedina teorija u novije vrijeme koja podriva koncept Velikog praska. Na primjer, postoje hipoteze da kada su se pojavili vrijeme i prostor, oni su nastali i drugi univerzumu kojoj vreme teče nazad. Ovu viziju predstavlja međunarodna grupa fizičara koju čine: Tim Kozlovsky sa Univerziteta New Brunswick, Flavio Markets Perimetar Instituta za teorijsku fiziku i Julian Barbour. Dva univerzuma nastala tokom Velikog praska, prema ovoj teoriji, bi trebalo da budu odraz njih samih (3), tako da imaju različite zakone fizike i drugačiji osjećaj toka vremena. Možda prodiru jedno u drugo. Da li vrijeme teče naprijed ili nazad određuje kontrast između visoke i niske entropije.

Zauzvrat, autor još jedne nove rečenice po modelu svega, Wong Tzu Shu sa Nacionalnog tajvanskog univerziteta, opisuje vrijeme i prostor kao odvojene stvari, već kao blisko povezane stvari koje se mogu pretvoriti jedna u drugu. Ni brzina svjetlosti ni gravitaciona konstanta ne invarira se u ovom modelu, već su faktori u transformaciji vremena i mase u veličinu i prostoru dok se svemir proširuje. Teorija Shu, kao i mnogi drugi pojmovi u akademskom svijetu, naravno, mogu se posmatrati kao fantazija, ali model širenja svemira sa 68% tamnom energijom koja uzrokuje ekspanziju i problematično. Neki napominje da su uz pomoć ove teorije naučnici "zamijenili pod tepihom" fizički zakon očuvanja energije. Tajvanska teorija ne krši principe očuvanja energije, ali zauzvrat ima problem sa mikrovalnim pozadinskim zračenjem, što se smatra ostatkom velikog praska. Nešto za nešto.

Ne možete vidjeti mrak i sve to

Počasni kandidati Crna materija Puno. Masivne čestice u slaboj interakciji, masivne čestice u jakoj interakciji, sterilni neutrini, neutrini, aksioni - samo su neka od rješenja misterije "nevidljive" materije u Univerzumu koja su do sada predlagali teoretičari.

Decenijama su najpopularniji kandidati bili hipotetički, teški (deset puta teži od protona), sa slabom interakcijom čestice koje se nazivaju WIMPs. Pretpostavljalo se da su bili aktivni u početnoj fazi postojanja Univerzuma, ali kako se on hladio i čestice raspršivale, njihova interakcija je izblijedjela. Proračuni su pokazali da je ukupna masa WIMP-ova trebala biti pet puta veća od obične materije, što je točno onoliko koliko je procijenjeno tamne materije.

Međutim, nisu pronađeni nikakvi tragovi WIMP-a. Dakle, sada je popularnije govoriti o pretraživanju sterilni neutrini, hipotetičke čestice tamne materije sa nultim električnim nabojem i vrlo malom masom. Ponekad se sterilni neutrini smatraju četvrtom generacijom neutrina (zajedno sa elektronskim, mionskim i tau neutrinima). Njegova karakteristična karakteristika je da sa materijom stupa u interakciju samo pod uticajem gravitacije. Označeno simbolom ν_s.

Neutrinske oscilacije teoretski mogu učiniti mionske neutrine sterilnim, što će smanjiti njihov broj u detektoru. Ovo je posebno vjerovatno nakon što je snop neutrina prošao kroz područje tvari velike gustine, kao što je jezgro Zemlje. Stoga je detektor iCecube na Južnom polu korišten za promatranje neutrina koji dolazi sa sjeverne hemisfere u energetskom rasponu od 320 GEV do 20 teev, gdje se očekivao jak signal u prisustvu sterilnih neutrina. Nažalost, analiza podataka posmatranih događaja omogućila je da se isključi postojanje sterilnih neutrina u dostupnom području parametarskog prostora, tzv. Nivo pouzdanosti je 99%.

U julu 2016. godine, nakon dvadeset mjeseci eksperimentiranja sa Large Underground Xenon (LUX) detektorom, naučnici nisu imali ništa da kažu osim da… nisu ništa pronašli. Slično, naučnici iz laboratorija Međunarodne svemirske stanice i fizičari iz CERN-a, koji su računali na proizvodnju tamne tvari u drugom dijelu Velikog hadronskog sudarača, ne govore ništa o tamnoj materiji.

Dakle, moramo tražiti dalje. Naučnici kažu da je možda tamna materija nešto potpuno drugačije od WIMP-a i neutrina ili čega već, i grade LUX-ZEPLIN, novi detektor koji bi trebao biti sedamdeset puta osjetljiviji od trenutnog.

Nauka sumnja da postoji takva stvar kao što je tamna materija, a astronomi su nedavno primijetili galaksiju koja, uprkos tome što ima masu sličnu Mliječnom putu, čini 99,99% tamne materije. Informacije o otkriću dala je opservatorija V.M. Keka. Ovo je otprilike galaksija Dragonfly 44 (Vilini konjic 44). Njegovo postojanje potvrđeno je tek prošle godine kada je Telefoto niz vretenaca uočio komadić neba u sazviježđu Berenikina pljuvačka. Ispostavilo se da galaksija sadrži mnogo više nego što se čini na prvi pogled. Budući da u njemu ima malo zvijezda, brzo bi se raspao da neka misteriozna stvar nije pomogla da se na okupu drže objekti koji ga čine. Crna materija?

Modeling?

Hipoteza Univerzum kao hologramuprkos činjenici da se time bave ljudi sa ozbiljnim naučnim titulama, i dalje se tretira kao maglovito područje na granici nauke. Možda zato što su i naučnici ljudi, pa im je teško da se pomire sa mentalnim posledicama istraživanja u tom pogledu. Juan Maldacenapočevši od teorije struna, izložio je viziju univerzuma u kojem žice koje vibriraju u devetodimenzionalnom prostoru stvaraju našu stvarnost, koja je samo hologram - projekcija ravnog svijeta bez gravitacije..

Rezultati studije austrijskih naučnika, objavljene 2015. godine, ukazuju da je svemiru potrebno manje dimenzija nego što se očekivalo. XNUMXD univerzum može biti samo XNUMXD informacijska struktura na kosmološkom horizontu. Naučnici to upoređuju sa hologramima koji se nalaze na kreditnim karticama – oni su zapravo dvodimenzionalni, iako ih mi vidimo kao trodimenzionalne. Prema Daniela Grumillera sa Tehnološkog univerziteta u Beču, naš svemir je prilično ravan i ima pozitivnu zakrivljenost. Grumiller je objasnio u Physical Review Letters da ako se kvantna gravitacija u ravnom prostoru može holografski opisati standardnom kvantnom teorijom, onda moraju postojati i fizičke veličine koje se mogu izračunati u obje teorije, a rezultati se moraju podudarati. Konkretno, jedna ključna karakteristika kvantne mehanike, kvantna zapetljanost, trebalo bi da se pokaže u teoriji gravitacije.

Neki idu dalje, ne govoreći o holografskoj projekciji, već čak i o kompjutersko modeliranje. Prije dvije godine, slavni astrofizičar, nobelovac, George Smoot, iznio argumente da čovječanstvo živi unutar takve kompjuterske simulacije. On tvrdi da je to moguće, na primjer, zahvaljujući razvoju kompjuterskih igara, koje teoretski čine srž virtuelne stvarnosti. Hoće li ljudi ikada stvoriti realistične simulacije? Odgovor je da”, rekao je u intervjuu. “Očigledno je da je po ovom pitanju napravljen značajan napredak. Pogledajte samo prvi "Pong" i igre napravljene danas. Oko 2045. moći ćemo vrlo brzo da prenesemo svoje misli u kompjutere.”

Univerzum kao holografska projekcija

S obzirom na to da već možemo mapirati određene neurone u mozgu pomoću magnetske rezonancije, korištenje ove tehnologije u druge svrhe ne bi trebao biti problem. Tada virtuelna stvarnost može da funkcioniše, koja omogućava kontakt sa hiljadama ljudi i pruža vid stimulacije mozga. Ovo se možda dogodilo u prošlosti, kaže Smoot, a naš svijet je napredna mreža virtuelnih simulacija. Štaviše, ovo bi se moglo dogoditi beskonačan broj puta! Dakle, možemo živjeti u simulaciji koja je u drugoj simulaciji, sadržana u drugoj simulaciji koja je... i tako dalje do beskonačnosti.

Svijet, a još više Univerzum, nažalost, nije nam dat na tanjiru. Umjesto toga, mi smo sami dio, vrlo mali, jela koja, kako neke hipoteze pokazuju, možda nisu bila pripremljena za nas.

Hoće li taj mali dio svemira koji mi - barem u materijalističkom smislu - ikada upoznati cijelu strukturu? Jesmo li dovoljno inteligentni da razumijemo i shvatimo misteriju svemira? Verovatno ne. Međutim, ako bismo ikada odlučili da ćemo na kraju propasti, bilo bi teško ne primijetiti da bi to u određenom smislu bio i svojevrsni konačni uvid u prirodu svih stvari...