Er vi intelligente nok til at forstå universet?

Det observerbare univers kan nogle gange serveres på en tallerken, som musikeren Pablo Carlos Budassi for nylig gjorde, da han kombinerede Princeton University og NASA logaritmiske kort til én farveskive. Dette er en geocentrisk model - Jorden er i midten af ​​pladen, og Big Bang-plasmaet er ved kanterne.

Visualisering er lige så god som enhver anden, og endda bedre end andre, fordi den er tæt på det menneskelige synspunkt. Der er mange teorier om universets struktur, dynamik og skæbne, og det kosmologiske paradigme, der har været accepteret i årtier, ser ud til at bryde lidt sammen på det seneste. For eksempel høres der i stigende grad stemmer, der benægter Big Bang-teorien.

Universet er en have af særheder, malet gennem årene i "mainstream" af fysik og kosmologi, fyldt med bizarre fænomener som f.eks. kæmpe kvasarer flyver væk fra os i rasende fart, mørkt stofsom ingen har opdaget, og som ikke viser tegn på acceleratorer, men er "nødvendig" for at forklare galaksens for hurtige rotation, og endelig Stort bragsom dømmer al fysik til en kamp med det uforklarlige, i det mindste for øjeblikket, funktion.

der var intet fyrværkeri

Originaliteten af ​​Big Bang følger direkte og uundgåeligt af matematikken i den generelle relativitetsteori. Men nogle videnskabsmænd ser dette som et problematisk fænomen, fordi matematik kun kan forklare, hvad der skete umiddelbart efter ... - men det ved ikke, hvad der skete i det meget ejendommelige øjeblik, før det store fyrværkeri (2).

Mange forskere viger tilbage fra denne funktion. Om ikke andet fordi, som han for nylig udtrykte det Men Ahmed Farah fra University of Ben i Egypten, "holde fysikkens love op med at virke der." Farag med en kollega Saurya Dasem fra University of Lethbridge i Canada, præsenteret i en artikel offentliggjort i 2015 i Physics Letters B, en model, hvor universet ikke har nogen begyndelse og ingen ende, og derfor ingen singularitet.

Begge fysikere var inspireret af deres arbejde. David Bohm siden 50'erne. Han overvejede muligheden for at erstatte de geodætiske linjer kendt fra den generelle relativitetsteori (de korteste linjer der forbinder to punkter) med kvantebaner. I deres papir anvendte Farag og Das disse Bohm-baner på en ligning udviklet i 1950 af fysikeren Til Amala Kumara Raychaudhury fra Calcutta University. Raychaudhuri var også Das' lærer, da han var 90. Ved at bruge Raychaudhuris ligning opnåede Ali og Das kvantekorrektionen Friedmans ligningsom igen beskriver universets (inklusive Big Bang) udvikling i sammenhæng med generel relativitet. Selvom denne model ikke er en sand teori om kvantetyngdekraft, inkluderer den elementer af både kvanteteori og generel relativitet. Farag og Das forventer også, at deres resultater holder stik, selv når en komplet teori om kvantetyngdekraft endelig er formuleret.

Farag-Das teorien forudsiger hverken Big Bang eller stort styrt tilbage til singularitet. Kvantebanerne brugt af Farag og Das forbinder aldrig hinanden og danner derfor aldrig et enkelt punkt. Fra et kosmologisk synspunkt, forklarer forskerne, kan kvantekorrektioner ses som en kosmologisk konstant, og der er ingen grund til at indføre mørk energi. Den kosmologiske konstant fører til, at løsningen af ​​Einsteins ligninger kan være en verden af ​​begrænset størrelse og uendelig alder.

Dette er ikke den eneste teori i nyere tid, der underminerer begrebet Big Bang. For eksempel er der hypoteser om, at når tid og rum dukkede op, opstod det og andet univershvor tiden flyder baglæns. Denne vision præsenteres af en international gruppe af fysikere, bestående af: Tim Kozlovsky fra University of New Brunswick, Flavio markeder Omkreds af Institut for Teoretisk Fysik og Julian Barbour. De to universer dannet under Big Bang burde i denne teori være spejlbilleder af sig selv (3), så de har forskellige fysiklove og en anden følelse af tidens flow. Måske trænger de ind i hinanden. Hvorvidt tiden flyder frem eller tilbage, bestemmer kontrasten mellem høj og lav entropi.

Til gengæld forfatteren af ​​et andet nyt forslag på modellen for alting, Wong Tzu Shu fra National Taiwan University, beskriver tid og rum ikke som separate ting, men som nært beslægtede ting, der kan blive til hinanden. Hverken lysets hastighed eller gravitationskonstanten er invariante i denne model, men er faktorer i transformationen af ​​tid og masse til størrelse og rum, når universet udvider sig. Shu-teorien kan, ligesom mange andre begreber i den akademiske verden, selvfølgelig ses som en fantasi, men modellen af ​​et ekspanderende univers med 68 % mørk energi, der forårsager udvidelsen, er også problematisk. Nogle bemærker, at ved hjælp af denne teori "erstattede videnskabsmænd under gulvtæppet" den fysiske lov om bevarelse af energi. Taiwans teori bryder ikke med principperne om bevarelse af energi, men har til gengæld et problem med mikrobølgebaggrundsstråling, som anses for at være en rest fra Big Bang. Noget for noget.

Du kan ikke se mørket og det hele

Æresnominerede mørkt stof En masse. Svagt interagerende massive partikler, stærkt interagerende massive partikler, sterile neutrinoer, neutrinoer, aksioner - det er blot nogle af løsningerne på mysteriet om "usynligt" stof i Universet, som hidtil er blevet foreslået af teoretikere.

I årtier har de mest populære kandidater været hypotetiske, tunge (ti gange tungere end en proton) svagt interagerende partikler kaldet WIMP'er. Det blev antaget, at de var aktive i den indledende fase af universets eksistens, men efterhånden som det afkølede og partiklerne spredte sig, forsvandt deres interaktion. Beregninger viste, at den samlede masse af WIMP'er burde have været fem gange større end almindeligt stof, hvilket er præcis lige så meget som mørkt stof er blevet estimeret.

Der blev dog ikke fundet spor af WIMP'er. Så nu er det mere populært at tale om søgning sterile neutrinoer, hypotetiske mørkt stof partikler med nul elektrisk ladning og meget lille masse. Nogle gange betragtes sterile neutrinoer som den fjerde generation af neutrinoer (sammen med elektron-, muon- og tau-neutrinoer). Dets karakteristiske træk er, at det kun interagerer med stof under påvirkning af tyngdekraften. Betegnes med symbolet ν_s.

Neutrinoscillationer kunne teoretisk gøre muon-neutrinoer sterile, hvilket ville reducere deres antal i detektoren. Dette er især sandsynligt, efter at neutrinostrålen har passeret gennem et område med høj massefylde, såsom Jordens kerne. Derfor blev IceCube-detektoren på Sydpolen brugt til at observere neutrinoer, der kommer fra den nordlige halvkugle i energiområdet fra 320 GeV til 20 TeV, hvor der forventedes et stærkt signal i nærværelse af sterile neutrinoer. Desværre gjorde analysen af ​​dataene for observerede hændelser det muligt at udelukke eksistensen af ​​sterile neutrinoer i den tilgængelige region af parameterrummet, den såkaldte. 99% konfidensniveau.

I juli 2016, efter tyve måneders eksperimenter med den store underjordiske xenon (LUX) detektor, havde forskerne intet at sige, bortset fra at... de fandt intet. Tilsvarende siger forskere fra den internationale rumstations laboratorium og fysikere fra CERN, som regnede med produktionen af ​​mørkt stof i anden del af Large Hadron Collider, intet om mørkt stof.

Så vi skal kigge videre. Forskere siger, at mørkt stof måske er noget helt andet end WIMP'er og neutrinoer eller hvad som helst, og de bygger LUX-ZEPLIN, en ny detektor, der burde være halvfjerds gange mere følsom end den nuværende.

Videnskaben tvivler på, om der findes sådan noget som mørkt stof, og alligevel observerede astronomer for nylig en galakse, der på trods af at den har en masse, der ligner Mælkevejen, er 99,99 % mørkt stof. Oplysninger om opdagelsen blev leveret af observatoriet V.M. Keka. Det handler om galakse guldsmed 44 (Dragonfly 44). Dens eksistens blev først bekræftet sidste år, da Dragonfly Telephoto Array observerede en plet af himlen i stjernebilledet Berenices Spit. Det viste sig, at galaksen indeholder meget mere, end det ser ud til ved første øjekast. Da der er få stjerner i den, ville den hurtigt gå i opløsning, hvis en eller anden mystisk ting ikke hjalp med at holde sammen på de objekter, der udgør den. Mørkt stof?

Modellering?

Hypotese Universet som et hologrampå trods af at folk med seriøse videnskabelige grader er engageret i det, behandles det stadig som et tåget område på grænsen til videnskaben. Måske fordi videnskabsmænd også er mennesker, og det er svært for dem at komme overens med forskningens mentale konsekvenser i denne henseende. Juan Maldacenabegyndende med strengteori skitserede han en vision af universet, hvor strenge, der vibrerer i det ni-dimensionelle rum, skaber vores virkelighed, som blot er et hologram - en projektion af en flad verden uden tyngdekraft..

Resultaterne af en undersøgelse foretaget af østrigske videnskabsmænd, offentliggjort i 2015, indikerer, at universet har brug for færre dimensioner end forventet. XNUMXD-universet er måske blot en XNUMXD-informationsstruktur i den kosmologiske horisont. Forskere sammenligner det med de hologrammer, der findes på kreditkort – de er faktisk todimensionelle, selvom vi ser dem som tredimensionelle. Ifølge Daniela Grumillera fra det teknologiske universitet i Wien er vores univers ret fladt og har en positiv krumning. Grumiller forklarede i Physical Review Letters, at hvis kvantetyngdekraften i fladt rum kan beskrives holografisk ved standard kvanteteori, så skal der også være fysiske størrelser, der kan beregnes i begge teorier, og resultaterne skal matche. Især bør et nøgletræk ved kvantemekanikken, kvantesammenfiltring, dukke op i tyngdekraftsteorien.

Nogle går videre og taler ikke om holografisk projektion, men endda om computermodellering. For to år siden var en berømt astrofysiker, nobelprisvinder, George Smoot, præsenterede argumenter for, at menneskeheden lever inde i sådan en computersimulering. Han hævder, at det er muligt, for eksempel takket være udviklingen af ​​computerspil, som teoretisk udgør kernen i virtual reality. Vil mennesker nogensinde skabe realistiske simuleringer? Svaret er ja,” sagde han i et interview. "Selvfølgelig er der gjort betydelige fremskridt på dette område. Se bare på den første "Pong" og de spil, der blev lavet i dag. Omkring 2045 vil vi meget snart være i stand til at overføre vores tanker til computere."

Universet som en holografisk projektion

I betragtning af at vi allerede kan kortlægge visse neuroner i hjernen gennem brug af magnetisk resonansbilleddannelse, burde det ikke være et problem at bruge denne teknologi til andre formål. Så kan virtual reality virke, som tillader kontakt med tusindvis af mennesker og giver en form for hjernestimulering. Dette kan være sket tidligere, siger Smoot, og vores verden er et avanceret netværk af virtuelle simuleringer. Desuden kan det ske uendeligt mange gange! Så vi kan leve i en simulation, der er i en anden simulation, indeholdt i en anden simulation, der er... og så videre i det uendelige.

Verden, og i endnu højere grad Universet, er desværre ikke givet til os på en tallerken. Snarere er vi selv en del, meget små, af retter, der, som nogle hypoteser viser, måske ikke var tilberedt til os.

Vil den lille del af universet, som vi - i det mindste i materialistisk forstand - nogensinde kender hele strukturen? Er vi intelligente nok til at forstå og forstå universets mysterium? Sandsynligvis nej. Men hvis vi nogensinde besluttede, at vi i sidste ende ville fejle, ville det være svært ikke at bemærke, at dette også i en vis forstand ville være en slags endelig indsigt i alle tings natur...