Adakah kita cukup bijak untuk memahami alam semesta?

Alam semesta yang boleh diperhatikan kadangkala boleh dihidangkan di atas pinggan, seperti yang dilakukan oleh pemuzik Pablo Carlos Budassi baru-baru ini apabila dia menggabungkan Princeton University dan peta logaritma NASA ke dalam satu cakera warna. Ini adalah model geosentrik - Bumi berada di tengah-tengah plat, dan plasma Big Bang berada di tepi.

Visualisasi adalah sebaik yang lain, dan lebih baik daripada yang lain, kerana ia dekat dengan sudut pandangan manusia. Terdapat banyak teori tentang struktur, dinamik dan nasib alam semesta, dan paradigma kosmologi yang telah diterima selama beberapa dekad nampaknya semakin rosak kebelakangan ini. Contohnya, suara semakin kedengaran menafikan teori Big Bang.

Alam semesta adalah taman keanehan, dilukis selama bertahun-tahun dalam "arus perdana" fizik dan kosmologi, dipenuhi dengan fenomena pelik seperti quasar gergasi terbang meninggalkan kami dengan kelajuan yang sangat pantas, perkara gelapyang tidak ditemui oleh sesiapa dan yang tidak menunjukkan tanda-tanda pemecut, tetapi "perlu" untuk menerangkan putaran galaksi yang terlalu cepat, dan, akhirnya, Letupan Besaryang menjatuhkan semua fizik kepada perjuangan dengan yang tidak dapat dijelaskan, sekurang-kurangnya buat masa ini, ciri.

tidak ada bunga api

Keaslian Big Bang mengikuti secara langsung dan tidak dapat dielakkan daripada matematik teori relativiti umum. Walau bagaimanapun, sesetengah saintis melihat ini sebagai fenomena yang bermasalah, kerana matematik hanya boleh menjelaskan apa yang berlaku sejurus selepas ... - tetapi ia tidak tahu apa yang berlaku pada saat yang sangat aneh itu, sebelum bunga api yang hebat (2).

Ramai saintis mengelak daripada ciri ini. Jika hanya kerana, seperti yang dia katakan baru-baru ini Ali Ahmed Farah dari Universiti Ben di Mesir, "undang-undang fizik berhenti bekerja di sana." Farag dengan rakan sekerja Saurya Dasem dari Universiti Lethbridge di Kanada, dibentangkan dalam artikel yang diterbitkan pada tahun 2015 dalam Physics Letters B, model di mana alam semesta tidak mempunyai permulaan dan penghujung, dan oleh itu tiada ketunggalan.

Kedua-dua ahli fizik telah diilhamkan oleh kerja mereka. David Bohm sejak tahun 50-an. Dia menganggap kemungkinan menggantikan garis geodesik yang diketahui dari teori relativiti umum (garis terpendek yang menghubungkan dua titik) dengan trajektori kuantum. Dalam kertas kerja mereka, Farag dan Das menggunakan trajektori Bohm ini kepada persamaan yang dibangunkan pada tahun 1950 oleh ahli fizik. Amala Kumara Raychaudhurye dari Universiti Calcutta. Raychaudhuri juga merupakan guru Das ketika dia berumur 90 tahun. Menggunakan persamaan Raychaudhuri, Ali dan Das memperoleh pembetulan kuantum Persamaan Friedmanyang, seterusnya, menerangkan evolusi Alam Semesta (termasuk Big Bang) dalam konteks relativiti am. Walaupun model ini bukanlah teori sebenar graviti kuantum, ia termasuk unsur-unsur kedua-dua teori kuantum dan relativiti am. Farag dan Das juga mengharapkan keputusan mereka akan berlaku walaupun apabila teori graviti kuantum yang lengkap akhirnya dirumuskan.

Teori Farag-Das tidak meramalkan Big Bang mahupun keruntuhan besar kembali kepada singulariti. Trajektori kuantum yang digunakan oleh Farag dan Das tidak pernah bersambung dan oleh itu tidak pernah membentuk titik tunggal. Dari sudut pandangan kosmologi, para saintis menjelaskan, pembetulan kuantum boleh dilihat sebagai pemalar kosmologi, dan tidak perlu memperkenalkan tenaga gelap. Pemalar kosmologi membawa kepada fakta bahawa penyelesaian persamaan Einstein boleh menjadi dunia saiz terhingga dan umur tak terhingga.

Ini bukan satu-satunya teori sejak kebelakangan ini yang menjejaskan konsep Big Bang. Sebagai contoh, terdapat hipotesis bahawa apabila masa dan ruang muncul, ia berasal dan alam semesta keduadi mana masa mengalir ke belakang. Visi ini dibentangkan oleh sekumpulan ahli fizik antarabangsa, yang terdiri daripada: Tim Kozlowski dari Universiti New Brunswick, Pasar Flavio Perimeter Institut Fizik Teori dan Julian Barbour. Kedua-dua alam semesta yang terbentuk semasa Letupan Besar, dalam teori ini, sepatutnya merupakan imej cermin diri mereka sendiri (3), jadi mereka mempunyai undang-undang fizik yang berbeza dan deria aliran masa yang berbeza. Mungkin mereka menembusi satu sama lain. Sama ada masa mengalir ke hadapan atau ke belakang menentukan kontras antara entropi tinggi dan rendah.

Sebaliknya, pengarang satu lagi cadangan baharu mengenai model segala-galanya, Wun-Ji Shu dari Universiti Nasional Taiwan, menggambarkan masa dan ruang bukan sebagai perkara yang berasingan, tetapi sebagai perkara yang berkait rapat yang boleh bertukar menjadi satu sama lain. Sama ada kelajuan cahaya mahupun pemalar graviti tidak berubah dalam model ini, tetapi merupakan faktor dalam perubahan masa dan jisim kepada saiz dan ruang apabila alam semesta mengembang. Teori Shu, seperti banyak konsep lain dalam dunia akademik, sudah tentu boleh dilihat sebagai fantasi, tetapi model alam semesta yang berkembang dengan 68% tenaga gelap yang menyebabkan pengembangan juga bermasalah. Ada yang menyatakan bahawa dengan bantuan teori ini, saintis "menggantikan di bawah permaidani" undang-undang fizikal pemuliharaan tenaga. Teori Taiwan tidak melanggar prinsip pemuliharaan tenaga, tetapi seterusnya mempunyai masalah dengan sinaran latar belakang gelombang mikro, yang dianggap sebagai sisa Letupan Besar. Sesuatu untuk sesuatu.

Anda tidak dapat melihat kegelapan dan semua

Penama kehormat perkara gelap banyak. Zarah-zarah masif yang berinteraksi dengan lemah, zarah-zarah masif yang berinteraksi dengan kuat, neutrino steril, neutrino, aksion - ini hanyalah sebahagian daripada penyelesaian kepada misteri jirim "tidak kelihatan" di Alam Semesta yang telah dicadangkan oleh ahli teori setakat ini.

Selama beberapa dekad, calon yang paling popular adalah hipotesis, berat (sepuluh kali lebih berat daripada proton) berinteraksi dengan lemah. zarah yang dipanggil WIMPs. Diandaikan bahawa mereka aktif dalam fasa awal kewujudan Alam Semesta, tetapi apabila ia sejuk dan zarah-zarah bertaburan, interaksi mereka pudar. Pengiraan menunjukkan bahawa jumlah jisim WIMP sepatutnya lima kali ganda daripada jirim biasa, yang sama banyaknya dengan jisim gelap yang telah dianggarkan.

Walau bagaimanapun, tiada kesan WIMP ditemui. Jadi kini lebih popular untuk bercakap tentang carian neutrino steril, zarah jirim gelap hipotesis dengan cas elektrik sifar dan jisim yang sangat kecil. Kadangkala neutrino steril dianggap sebagai neutrino generasi keempat (bersama-sama dengan neutrino elektron, muon dan tau). Ciri cirinya ialah ia berinteraksi dengan jirim hanya di bawah tindakan graviti. Ditandakan dengan simbol ν_s.

Ayunan neutrino secara teorinya boleh menjadikan muon neutrino steril, yang akan mengurangkan bilangannya dalam pengesan. Ini berkemungkinan terutamanya selepas pancaran neutrino telah melalui kawasan jirim berketumpatan tinggi seperti teras Bumi. Oleh itu, pengesan IceCube di Kutub Selatan digunakan untuk memerhatikan neutrino yang datang dari Hemisfera Utara dalam julat tenaga dari 320 GeV hingga 20 TeV, di mana isyarat kuat dijangka dengan kehadiran neutrino steril. Malangnya, analisis data peristiwa yang diperhatikan memungkinkan untuk mengecualikan kewujudan neutrino steril di kawasan yang boleh diakses ruang parameter, yang dipanggil. 99% tahap keyakinan.

Pada Julai 2016, selepas dua puluh bulan bereksperimen dengan pengesan Xenon Bawah Tanah Besar (LUX), para saintis tidak dapat berkata apa-apa kecuali... mereka tidak menemui apa-apa. Begitu juga, saintis dari makmal Stesen Angkasa Antarabangsa dan ahli fizik dari CERN, yang mengira pengeluaran jirim gelap di bahagian kedua Large Hadron Collider, tidak mengatakan apa-apa tentang jirim gelap.

Jadi kita perlu melihat lebih jauh. Para saintis mengatakan bahawa mungkin jirim gelap adalah sesuatu yang sama sekali berbeza daripada WIMP dan neutrino atau apa sahaja, dan mereka sedang membina LUX-ZEPLIN, pengesan baharu yang sepatutnya tujuh puluh kali lebih sensitif daripada yang sekarang.

Sains meragui sama ada terdapat perkara seperti jirim gelap, namun ahli astronomi baru-baru ini memerhatikan galaksi yang, walaupun mempunyai jisim serupa dengan Bima Sakti, adalah 99,99% jirim gelap. Maklumat mengenai penemuan itu disediakan oleh balai cerap V.M. Keka. Ini adalah tentang galaksi Dragonfly 44 (Lalat 44). Kewujudannya hanya disahkan tahun lepas apabila Dragonfly Telephoto Array memerhatikan setompok langit dalam buruj Berenices Spit. Ternyata galaksi itu mengandungi lebih banyak daripada yang kelihatan pada pandangan pertama. Oleh kerana terdapat beberapa bintang di dalamnya, ia akan cepat hancur jika beberapa perkara misteri tidak membantu menyatukan objek yang membentuknya. Perkara gelap?

Permodelan?

Hipotesis Alam semesta sebagai hologramwalaupun fakta bahawa orang yang mempunyai ijazah saintifik yang serius terlibat di dalamnya, ia masih dianggap sebagai kawasan berkabus di sempadan sains. Mungkin kerana saintis juga manusia, dan sukar bagi mereka untuk memahami akibat mental penyelidikan dalam hal ini. Juan Maldasenabermula dengan teori rentetan, dia membentangkan visi alam semesta di mana rentetan yang bergetar dalam ruang sembilan dimensi mencipta realiti kita, yang hanya hologram - unjuran dunia rata tanpa graviti..

Hasil kajian saintis Austria, yang diterbitkan pada 2015, menunjukkan bahawa alam semesta memerlukan lebih sedikit dimensi daripada yang dijangkakan. Alam semesta XNUMXD mungkin hanya struktur maklumat XNUMXD di ufuk kosmologi. Para saintis membandingkannya dengan hologram yang terdapat pada kad kredit - ia sebenarnya dua dimensi, walaupun kita melihatnya sebagai tiga dimensi. mengikut Daniela Grumillera dari Universiti Teknologi Vienna, alam semesta kita agak rata dan mempunyai kelengkungan positif. Grumiller menjelaskan dalam Surat Kajian Fizikal bahawa jika graviti kuantum dalam ruang rata boleh diterangkan secara holografik oleh teori kuantum piawai, maka mesti ada juga kuantiti fizik yang boleh dikira dalam kedua-dua teori, dan hasilnya mesti sepadan. Khususnya, satu ciri utama mekanik kuantum, keterikatan kuantum, harus muncul dalam teori graviti.

Ada yang pergi lebih jauh, bukan bercakap tentang unjuran holografik, malah tentang pemodelan komputer. Dua tahun lalu, seorang ahli astrofizik terkenal, pemenang Hadiah Nobel, George Smoot, mengemukakan hujah bahawa manusia hidup di dalam simulasi komputer sedemikian. Dia mendakwa bahawa ini mungkin, sebagai contoh, terima kasih kepada pembangunan permainan komputer, yang secara teorinya membentuk teras realiti maya. Adakah manusia akan mencipta simulasi yang realistik? Jawapannya ya,” katanya dalam satu temu bual. “Jelas sekali, kemajuan ketara telah dicapai dalam isu ini. Lihat sahaja "Pong" pertama dan permainan yang dibuat hari ini. Sekitar tahun 2045, kami akan dapat memindahkan pemikiran kami ke dalam komputer tidak lama lagi.”

Alam Semesta sebagai Unjuran Holografik

Memandangkan kita sudah boleh memetakan neuron tertentu dalam otak melalui penggunaan pengimejan resonans magnetik, menggunakan teknologi ini untuk tujuan lain tidak sepatutnya menjadi masalah. Kemudian realiti maya boleh berfungsi, yang membolehkan hubungan dengan ribuan orang dan menyediakan satu bentuk rangsangan otak. Perkara ini mungkin berlaku pada masa lalu, kata Smoot, dan dunia kita ialah rangkaian lanjutan simulasi maya. Lebih-lebih lagi, ia boleh berlaku beberapa kali tidak terhingga! Jadi kita boleh hidup dalam simulasi yang dalam simulasi lain, terkandung dalam simulasi lain iaitu... dan seterusnya ad infinitum.

Dunia, dan lebih-lebih lagi Alam Semesta, malangnya, tidak diberikan kepada kita di atas pinggan. Sebaliknya, kita sendiri adalah sebahagian, sangat kecil, daripada hidangan yang, seperti yang ditunjukkan beberapa hipotesis, mungkin tidak disediakan untuk kita.

Adakah bahagian kecil alam semesta yang kita - sekurang-kurangnya dalam pengertian materialistik - pernah mengetahui keseluruhan struktur? Adakah kita cukup bijak untuk memahami dan memahami misteri alam semesta? Mungkin tidak. Walau bagaimanapun, jika kita pernah memutuskan bahawa kita akhirnya akan gagal, sukar untuk tidak menyedari bahawa ini juga akan, dalam erti kata tertentu, sejenis pandangan terakhir tentang sifat semua perkara...