Erum við nógu gáfuð til að skilja alheiminn?

Stundum er hægt að bera fram hinn sjáanlega alheim á disk, eins og tónlistarmaðurinn Pablo Carlos Budassi gerði nýlega þegar hann sameinaði lógaritmísk kort Princeton háskólans og NASA í einn litadisk. Þetta er jarðmiðjulíkan - jörðin er í miðju plötunnar og Miklahvell plasma er á brúnunum.

Sjónsköpun er eins góð og önnur, og jafnvel betri en önnur, vegna þess að hún er nálægt mannlegu sjónarhorni. Það eru margar kenningar um byggingu, gangverki og örlög alheimsins og heimsfræðileg hugmyndafræði sem hefur verið viðurkennd í áratugi virðist vera að brotna aðeins niður undanfarið. Til dæmis heyrast raddir í auknum mæli sem afneita Miklahvell-kenningunni.

Alheimurinn er garður skrýtna, málaður í gegnum árin í "mainstream" eðlisfræði og heimsfræði, uppfullur af furðulegum fyrirbærum ss. risastór dulstirni flýgur frá okkur á ógnarhraða, dökkt efnisem enginn hefur uppgötvað og sýnir ekki merki um hraða, en er "nauðsynlegt" til að útskýra of hraðan snúning vetrarbrautarinnar, og að lokum, Stór sprengingsem dæmir alla eðlisfræði til baráttu við hið óútskýranlega, að minnsta kosti í augnablikinu, sérkenni.

það voru engir flugeldar

Frumleiki Miklahvells leiðir beint og óhjákvæmilega af stærðfræði almennu afstæðiskenningarinnar. Hins vegar líta sumir vísindamenn á þetta sem vandræðalegt fyrirbæri, vegna þess að stærðfræði getur aðeins útskýrt það sem gerðist strax á eftir ... - en hún veit ekki hvað gerðist á því mjög sérkennilega augnabliki, fyrir flugeldana miklu (2).

Margir vísindamenn forðast þessa eiginleika. Þó ekki væri nema vegna þess, eins og hann orðaði það nýlega Ali Ahmed Farah frá háskólanum í Ben í Egyptalandi, "lögmál eðlisfræðinnar hætta að virka þar." Farag með kollega Saurya Dasem frá háskólanum í Lethbridge í Kanada, sett fram í grein sem birt var árið 2015 í Physics Letters B, líkan þar sem alheimurinn á sér ekkert upphaf og engan endi og þar af leiðandi enga sérstöðu.

Báðir eðlisfræðingarnir voru innblásnir af verkum sínum. Davíð Bohm síðan á fimmta áratugnum. Hann velti fyrir sér möguleikanum á að skipta út jarðfræðilínunum sem þekktar eru úr almennu afstæðiskenningunni (stystu línurnar sem tengja tvo punkta) út fyrir skammtaferla. Í grein sinni beittu Farag og Das þessum Bohm-ferlum á jöfnu sem eðlisfræðingurinn þróaði árið 50. Amala Kumara Raychaudhurye frá Calcutta háskólanum. Raychaudhuri var einnig kennari Das þegar hann var 90. Með því að nota jöfnu Raychaudhuri náðu Ali og Das skammtaleiðréttingunni Friedman jafnasem aftur á móti lýsir þróun alheimsins (þar á meðal Miklahvell) í samhengi við almenna afstæðiskenningu. Þó að þetta líkan sé ekki sönn kenning um skammtaþyngdarafl, þá inniheldur það þætti bæði skammtafræðinnar og almenna afstæðiskenningarinnar. Farag og Das búast einnig við að niðurstöður þeirra standist jafnvel þegar loksins er mótuð heildarkenning um skammtaþyngdarafl.

Farag-Das kenningin spáir hvorki fyrir Miklahvell né mikið hrun snúa aftur til sérstöðu. Skammtaferilarnir sem Farag og Das notuðu tengjast aldrei og mynda því aldrei einstakan punkt. Frá heimsfræðilegu sjónarhorni, útskýra vísindamennirnir, má líta á skammtaleiðréttingar sem heimsfasta og það er engin þörf á að kynna myrka orku. Heimsfræðilegi fastinn leiðir til þess að lausn jöfnu Einsteins getur verið heimur af endanlegri stærð og óendanlegum aldri.

Þetta er ekki eina kenningin í seinni tíð sem grefur undan hugmyndinni um Miklahvell. Til dæmis eru tilgátur um að þegar tími og rúm birtust hafi það orðið til og annar alheimurþar sem tíminn rennur afturábak. Þessi sýn er sett fram af alþjóðlegum hópi eðlisfræðinga, sem samanstendur af: Tim Kozlowski frá háskólanum í New Brunswick, Flavio markaðir Jaðar Institute of theoretical Physics og Julian Barbour. Alheimarnir tveir sem mynduðust við Miklahvell ættu samkvæmt þessari kenningu að vera spegilmyndir af sjálfum sér (3), þannig að þeir hafa mismunandi eðlisfræðilögmál og aðra tilfinningu fyrir flæði tímans. Ef til vill slá þeir inn í hvort annað. Hvort tíminn rennur áfram eða afturábak ræður andstæðunni milli mikillar og lágrar óreiðu.

Aftur á móti höfundur annarrar nýrrar tillögu að fyrirmynd alls, Wun-Ji Shu frá National Taiwan University, lýsir tíma og rúmi ekki sem aðskildum hlutum, heldur sem náskyldum hlutum sem geta breyst í hvert annað. Hvorki ljóshraði né þyngdarfasti er óbreytilegur í þessu líkani, en eru þættir í umbreytingu tíma og massa í stærð og rúm þegar alheimurinn þenst út. Shu kenninguna, eins og mörg önnur hugtök í akademíska heiminum, má auðvitað líta á sem fantasíu, en líkanið af stækkandi alheimi með 68% myrkri orku sem veldur útþenslunni er líka vandamál. Sumir taka fram að með hjálp þessarar kenningar hafi vísindamenn "skipt út undir teppið" eðlislögmálið um varðveislu orku. Kenning Taívans brýtur ekki í bága við meginreglur um varðveislu orku, en á aftur á móti í vandræðum með örbylgjugeislun sem er talin leifar Miklahvells. Eitthvað fyrir eitthvað.

Þú getur ekki séð myrkrið og allt

Heiðurstilnefndir dökkt efni Lot. Mikið víxlverkandi massífa agnir, sterklega víxlverkandi massífar agnir, dauðhreinsaðar daufkyrninga, daufkyrninga, axions - þetta eru aðeins nokkrar af þeim lausnum á leyndardómi "ósýnilegs" efnis í alheiminum sem fræðimenn hafa lagt fram hingað til.

Í áratugi hafa vinsælustu frambjóðendurnir verið ímyndaðir, þungir (tíu sinnum þyngri en róteind), veikt samskipti agnir sem kallast WIMPs. Gert var ráð fyrir að þeir væru virkir á upphafsstigi tilveru alheimsins, en þegar hann kólnaði og agnirnar dreifðust dofnaði samspil þeirra. Útreikningar sýndu að heildarmassi WIMPs hefði átt að vera fimm sinnum meiri en venjulegs efnis, sem er nákvæmlega jafn mikið og hulduefni hefur verið metið.

Hins vegar fundust engin ummerki um WIMPs. Svo nú er vinsælla að tala um leit dauðhreinsaðar neutrinos, ímyndaðar hulduefnisagnir með núll rafhleðslu og mjög lítinn massa. Stundum eru dauðhreinsuð daufkyrning talin fjórða kynslóð daufkyrninga (ásamt rafeinda-, múon- og tau-nutrinoum). Einkennandi eiginleiki þess er að hann hefur samskipti við efni aðeins undir áhrifum þyngdaraflsins. Táknað með tákninu ν_s.

Neutrino sveiflur gætu fræðilega gert muon neutrino dauðhreinsaðar, sem myndi draga úr fjölda þeirra í skynjaranum. Þetta er sérstaklega líklegt eftir að nifteindageislinn hefur farið í gegnum svæði með miklum þéttleika efni eins og kjarna jarðar. Þess vegna var IceCube skynjarinn á suðurpólnum notaður til að fylgjast með daufkyrningum sem koma frá norðurhveli jarðar á orkusviðinu frá 320 GeV til 20 TeV, þar sem búist var við sterku merki í viðurvist dauðhreinsaðra daufkyrninga. Því miður gerði greining á gögnum um atburði atburða mögulegt að útiloka tilvist dauðhreinsaðra daufkyrninga á aðgengilegu svæði færibreyturýmisins, svokallaða. 99% öryggi.

Í júlí 2016, eftir tuttugu mánaða tilraunir með Large Underground Xenon (LUX) skynjarann, höfðu vísindamennirnir ekkert að segja nema að... þeir fundu ekkert. Að sama skapi segja vísindamenn frá rannsóknarstofu alþjóðlegu geimstöðvarinnar og eðlisfræðingar frá CERN, sem treystu á framleiðslu hulduefnis í seinni hluta Large Hadron Collider, ekkert um hulduefni.

Við þurfum því að leita lengra. Vísindamenn segja að kannski sé hulduefni eitthvað allt annað en WIMP og daufkyrningur eða hvað sem er, og þeir eru að smíða LUX-ZEPLIN, nýjan skynjara sem ætti að vera sjötíu sinnum næmari en núverandi.

Vísindin efast um hvort til sé eitthvað sem heitir hulduefni og samt sem áður sáu stjörnufræðingar nýlega vetrarbraut sem, þrátt fyrir massa svipað Vetrarbrautinni, er 99,99% hulduefnis. Upplýsingar um uppgötvunina voru veittar af stjörnustöðinni V.M. Keka. Þetta snýst um vetrarbraut Dragonfly 44 (Dragonfly 44). Tilvist þess var aðeins staðfest á síðasta ári þegar Dragonfly Telephoto Array sá himinblett í stjörnumerkinu Berenices spýtu. Í ljós kom að vetrarbrautin inniheldur miklu meira en það virðist við fyrstu sýn. Þar sem það eru fáar stjörnur í því myndi það fljótt sundrast ef einhver dularfullur hlutur hjálpi ekki til við að halda saman hlutunum sem mynda hann. Myrkt efni?

Módelgerð?

Tilgáta Alheimurinn sem heilmyndþrátt fyrir að fólk með alvarlegar vísindagráður stundi það, er enn farið með það sem þokusvæði á mörkum vísinda. Kannski vegna þess að vísindamenn eru líka fólk og þeir eiga erfitt með að sætta sig við andlegar afleiðingar rannsókna í þessum efnum. Juan MaldasenaHann byrjaði á strengjafræðinni og setti fram sýn á alheiminn þar sem strengir sem titra í níuvíðu rými skapa veruleika okkar, sem er bara heilmynd - vörpun af flatum heimi án þyngdarafls..

Niðurstöður rannsóknar austurrískra vísindamanna, sem birt var árið 2015, benda til þess að alheimurinn þurfi færri víddir en búist var við. XNUMXD alheimurinn gæti bara verið XNUMXD upplýsingabygging á heimsvísu. Vísindamenn bera það saman við heilmyndirnar sem finnast á kreditkortum - þau eru í raun tvívídd, þó við sjáum þau sem þrívídd. Samkvæmt Daniela Grumillera frá Tækniháskólanum í Vínarborg er alheimurinn okkar nokkuð flatur og hefur jákvæða sveigju. Grumiller útskýrði í Physical Review Letters að ef hægt er að lýsa skammtaþyngdarafl í sléttu rými með hólógrafískum hætti með staðlaðri skammtafræði, þá hljóta líka að vera til eðlisfræðilegar stærðir sem hægt er að reikna út í báðum kenningunum og niðurstöðurnar verða að passa saman. Einkum ætti einn lykilþáttur skammtafræðinnar, skammtaflækju, að koma fram í þyngdaraflskenningunni.

Sumir ganga lengra, tala ekki um hólógrafíska vörpun, heldur jafnvel um tölvulíkön. Fyrir tveimur árum, frægur stjarneðlisfræðingur, Nóbelsverðlaunahafi, George Smoot, sett fram rök fyrir því að mannkynið búi inni í slíkri tölvuhermi. Hann heldur því fram að þetta sé mögulegt, til dæmis, þökk sé þróun tölvuleikja, sem fræðilega mynda kjarna sýndarveruleika. Munu menn nokkurn tíma búa til raunhæfar eftirlíkingar? Svarið er já,“ sagði hann í viðtali. „Auðvitað hefur umtalsverður árangur náðst í þessu máli. Sjáðu bara fyrsta „Pong“ og leikina sem gerðir voru í dag. Um 2045 munum við geta flutt hugsanir okkar yfir í tölvur mjög fljótlega.“

Alheimurinn sem hólógrafísk vörpun

Miðað við að við getum nú þegar kortlagt ákveðnar taugafrumur í heilanum með því að nota segulómun ætti ekki að vera vandamál að nota þessa tækni í öðrum tilgangi. Þá getur sýndarveruleiki virkað, sem gerir snertingu við þúsundir manna og veitir eins konar heilaörvun. Þetta gæti hafa gerst í fortíðinni, segir Smoot, og heimurinn okkar er háþróað net sýndarhermuna. Þar að auki gæti það gerst óendanlega oft! Þannig að við getum lifað í uppgerð sem er í annarri uppgerð, innifalin í annarri uppgerð sem er... og svo framvegis ad infinitum.

Heimurinn, og enn frekar alheimurinn, því miður, er okkur ekki gefinn á disk. Heldur erum við sjálf hluti, mjög lítill, af réttum sem, eins og sumar tilgátur sýna, voru kannski ekki tilbúnar fyrir okkur.

Mun sá pínulítill hluti alheimsins sem við - að minnsta kosti í efnislegum skilningi - nokkurn tímann þekkja alla uppbygginguna? Erum við nógu gáfuð til að skilja og skilja leyndardóm alheimsins? Sennilega nei. Hins vegar, ef við ákváðum einhvern tíma að okkur myndum mistakast á endanum, þá væri erfitt að taka ekki eftir því að þetta væri líka, í vissum skilningi, eins konar endanleg innsýn í eðli allra hluta...