Suntem suficient de inteligenți pentru a înțelege universul?

Universul observabil poate fi uneori servit pe o farfurie, așa cum a făcut recent muzicianul Pablo Carlos Budassi când a combinat hărțile logaritmice de la Universitatea Princeton și NASA într-un singur disc color. Acesta este un model geocentric - Pământul este în centrul plăcii, iar plasma Big Bang este la margini.

Vizualizarea este la fel de bună ca oricare alta și chiar mai bună decât altele, pentru că este aproape de punctul de vedere uman. Există multe teorii despre structura, dinamica și soarta universului, iar paradigma cosmologică care a fost acceptată de zeci de ani pare să se destrame puțin în ultima vreme. De exemplu, se aud din ce în ce mai mult voci care neagă teoria Big Bang.

Universul este o grădină de ciudatenii, pictată de-a lungul anilor în „mainstreamul” fizicii și cosmologiei, plină de fenomene bizare precum quasari gigantici zboară departe de noi cu o viteză vertiginoasă, materie întunecatăpe care nimeni nu l-a descoperit și care nu dă semne de accelerație, dar este „necesar” pentru a explica rotația prea rapidă a galaxiei și, în sfârșit, Big bangcare condamnă toată fizica la o luptă cu inexplicabilul, cel puțin pentru moment, caracteristică.

nu erau artificii

Originalitatea Big Bang-ului decurge direct și inevitabil din matematica teoriei generale a relativității. Cu toate acestea, unii oameni de știință văd acest lucru ca pe un fenomen problematic, deoarece matematica poate explica doar ceea ce s-a întâmplat imediat după ... - dar nu știe ce s-a întâmplat în acel moment foarte ciudat, înainte de marile artificii (2).

Mulți oameni de știință se feresc de această caracteristică. Numai pentru că, așa cum a spus el recent Ali Ahmed Farah de la Universitatea Ben din Egipt, „legile fizicii nu mai funcționează acolo”. Farag cu un coleg Saurya Dasem de la Universitatea din Lethbridge din Canada, prezentat într-un articol publicat în 2015 în Physics Letters B, un model în care universul nu are început și nici sfârșit, și deci nici singularitate.

Ambii fizicieni au fost inspirați de munca lor. David Bohm din anii 50. El a luat în considerare posibilitatea înlocuirii liniilor geodezice cunoscute din teoria generală a relativității (cele mai scurte linii care leagă două puncte) cu traiectorii cuantice. În lucrarea lor, Farag și Das au aplicat aceste traiectorii Bohm unei ecuații dezvoltate în 1950 de către fizician. Amala Kumara Raychaudhurye de la Universitatea din Calcutta. Raychaudhuri a fost și profesorul lui Das când acesta avea 90 de ani. Folosind ecuația lui Raychaudhuri, Ali și Das au obținut corecția cuantică Ecuația lui Friedmancare, la rândul său, descrie evoluția Universului (inclusiv Big Bang-ul) în contextul relativității generale. Deși acest model nu este o adevărată teorie a gravitației cuantice, el include atât elemente ale teoriei cuantice, cât și ale relativității generale. Farag și Das se așteaptă, de asemenea, ca rezultatele lor să fie adevărate chiar și atunci când o teorie completă a gravitației cuantice este în sfârșit formulată.

Teoria Farag-Das nu prezice nici Big Bang-ul, nici mare accident revenirea la singularitate. Traiectoriile cuantice folosite de Farag și Das nu se conectează niciodată și, prin urmare, nu formează niciodată un punct singular. Din punct de vedere cosmologic, explică oamenii de știință, corecțiile cuantice pot fi privite ca o constantă cosmologică și nu este nevoie să se introducă energia întunecată. Constanta cosmologică duce la faptul că soluția ecuațiilor lui Einstein poate fi o lume de dimensiune finită și vârstă infinită.

Aceasta nu este singura teorie din ultima vreme care subminează conceptul de Big Bang. De exemplu, există ipoteze că, atunci când au apărut timpul și spațiul, a apărut și al doilea universîn care timpul curge înapoi. Această viziune este prezentată de un grup internațional de fizicieni, format din: Tim Kozlowski de la Universitatea din New Brunswick, Piețele Flavio Perimetrul Institutului de Fizică Teoretică şi Julian Barbour. Cele două universuri formate în timpul Big Bang-ului, în această teorie, ar trebui să fie imagini în oglindă ale lor (3), deci au legi diferite ale fizicii și un sens diferit al curgerii timpului. Poate că se pătrund unul în celălalt. Dacă timpul curge înainte sau înapoi, determină contrastul dintre entropia mare și cea scăzută.

La rândul său, autorul unei alte noi propuneri pe modelul tuturor, Wun-Ji Shu de la Universitatea Națională din Taiwan, descrie timpul și spațiul nu ca lucruri separate, ci ca lucruri strâns legate care se pot transforma unul în altul. Nici viteza luminii, nici constanta gravitațională nu sunt invariante în acest model, ci sunt factori în transformarea timpului și a masei în dimensiune și spațiu pe măsură ce universul se extinde. Teoria Shu, la fel ca multe alte concepte din lumea academică, poate fi privită desigur ca o fantezie, dar modelul unui univers în expansiune cu 68% energie întunecată care provoacă expansiunea este, de asemenea, problematic. Unii notează că, cu ajutorul acestei teorii, oamenii de știință au „înlocuit sub covor” legea fizică a conservării energiei. Teoria Taiwanului nu încalcă principiile conservării energiei, dar are, la rândul său, o problemă cu radiația de fundal cu microunde, care este considerată o rămășiță a Big Bang-ului. Ceva pentru ceva.

Nu poți vedea întunericul și tot

Nominalizări de onoare materie întunecată Lot. Particule masive care interacționează slab, particule masive care interacționează puternic, neutrini sterili, neutrini, axioni - acestea sunt doar câteva dintre soluțiile la misterul materiei „invizibile” din Univers care au fost propuse de teoreticieni până acum.

De zeci de ani, cei mai populari candidați au fost ipotetici, grei (de zece ori mai grei decât un proton) care interacționează slab particule numite WIMP. S-a presupus că au fost activi în faza inițială a existenței Universului, dar pe măsură ce acesta s-a răcit și particulele s-au împrăștiat, interacțiunea lor a dispărut. Calculele au arătat că masa totală a WIMP-urilor ar fi trebuit să fie de cinci ori mai mare decât a materiei obișnuite, ceea ce este exact la fel de mult decât a fost estimată materia întunecată.

Cu toate acestea, nu au fost găsite urme de WIMP. Deci acum este mai popular să vorbim despre căutare neutrini sterili, particule ipotetice de materie întunecată cu sarcină electrică zero și masă foarte mică. Uneori, neutrinii sterili sunt considerați a patra generație de neutrini (împreună cu neutrinii de electroni, muoni și tau). Trăsătura sa caracteristică este că interacționează cu materia numai sub influența gravitației. Notat cu simbolul ν_s.

Teoretic, oscilațiile neutrinilor ar putea face neutrinii muoni sterili, ceea ce le-ar reduce numărul în detector. Acest lucru este mai ales probabil după ce fasciculul de neutrini a trecut printr-o regiune de materie de înaltă densitate, cum ar fi nucleul Pământului. Prin urmare, detectorul IceCube de la Polul Sud a fost folosit pentru a observa neutrinii venind din emisfera nordică în intervalul de energie de la 320 GeV la 20 TeV, unde era de așteptat un semnal puternic în prezența neutrinilor sterili. Din păcate, analiza datelor evenimentelor observate a făcut posibilă excluderea existenței neutrinilor sterili în regiunea accesibilă a spațiului parametrilor, așa-numitul. Nivel de încredere de 99%.

În iulie 2016, după douăzeci de luni de experimente cu detectorul Large Underground Xenon (LUX), oamenii de știință nu au avut nimic de spus decât că... nu au găsit nimic. În mod similar, oamenii de știință de la laboratorul Stației Spațiale Internaționale și fizicienii de la CERN, care au contat pe producerea de materie întunecată în a doua parte a Large Hadron Collider, nu spun nimic despre materia întunecată.

Deci trebuie să căutăm mai departe. Oamenii de știință spun că poate materia întunecată este ceva complet diferit de WIMP și neutrini sau orice altceva și construiesc LUX-ZEPLIN, un nou detector care ar trebui să fie de șaptezeci de ori mai sensibil decât cel actual.

Știința se îndoiește dacă există materia întunecată și, totuși, astronomii au observat recent o galaxie care, în ciuda faptului că are o masă similară cu Calea Lactee, este 99,99% materie întunecată. Informațiile despre descoperire au fost furnizate de observatorul V.M. Keka. Este vorba despre galaxie libelulă 44 (Libelula 44). Existența sa a fost confirmată abia anul trecut, când Dragonfly Telephoto Array a observat un petic de cer în constelația Berenices Spit. S-a dovedit că galaxia conține mult mai mult decât pare la prima vedere. Deoarece există puține stele în ea, s-ar dezintegra rapid dacă un lucru misterios nu ar ajuta să țină împreună obiectele care îl alcătuiesc. Materie întunecată?

Modelare?

ipoteză Universul ca hologramăîn ciuda faptului că oamenii cu diplome științifice serioase sunt angajați în ea, este încă tratată ca o zonă cu ceață la granița științei. Poate pentru că și oamenii de știință sunt oameni și le este greu să se împace cu consecințele mentale ale cercetării în acest sens. Juan Maldasenapornind de la teoria corzilor, el a prezentat o viziune a universului în care corzile care vibrează în spațiul nou-dimensional creează realitatea noastră, care este doar o hologramă - o proiecție a unei lumi plate fără gravitație..

Rezultatele unui studiu realizat de oamenii de știință austrieci, publicat în 2015, indică faptul că universul are nevoie de mai puține dimensiuni decât se aștepta. Universul XNUMXD poate fi doar o structură de informații XNUMXD pe orizontul cosmologic. Oamenii de știință îl compară cu hologramele găsite pe cărțile de credit - sunt de fapt bidimensionale, deși le vedem ca fiind tridimensionale. Conform Daniela Grumillera de la Universitatea de Tehnologie din Viena, universul nostru este destul de plat și are o curbură pozitivă. Grumiller a explicat în Physical Review Letters că, dacă gravitația cuantică în spațiul plat poate fi descrisă holografic de teoria cuantică standard, atunci trebuie să existe și cantități fizice care pot fi calculate în ambele teorii, iar rezultatele trebuie să se potrivească. În special, o caracteristică cheie a mecanicii cuantice, întanglementul cuantic, ar trebui să apară în teoria gravitației.

Unii merg mai departe, vorbind nu despre proiecția holografică, ci chiar despre modelare pe calculator. Acum doi ani, un celebru astrofizician, laureat al Premiului Nobel, George Smoot, a prezentat argumente că omenirea trăiește în interiorul unei astfel de simulări computerizate. El susține că acest lucru este posibil, de exemplu, datorită dezvoltării jocurilor pe calculator, care formează teoretic nucleul realității virtuale. Vor crea vreodată oamenii simulări realiste? Răspunsul este da”, a spus el într-un interviu. „În mod evident, s-au făcut progrese semnificative în această problemă. Uită-te doar la primul „Pong” și la jocurile făcute astăzi. În jurul anului 2045, vom putea să ne transferăm gândurile în computere foarte curând.”

Universul ca proiecție holografică

Având în vedere că putem deja cartografi anumiți neuroni din creier prin utilizarea imagisticii prin rezonanță magnetică, utilizarea acestei tehnologii în alte scopuri nu ar trebui să fie o problemă. Atunci poate funcționa realitatea virtuală, care permite contactul cu mii de oameni și oferă o formă de stimulare a creierului. S-ar putea să se fi întâmplat în trecut, spune Smoot, iar lumea noastră este o rețea avansată de simulări virtuale. Mai mult, acest lucru s-ar putea întâmpla de un număr infinit de ori! Deci putem trăi într-o simulare care este într-o altă simulare, conținută într-o altă simulare care este... și așa mai departe la infinit.

Lumea, și cu atât mai mult Universul, din păcate, nu ne este dat în farfurie. Mai degrabă, noi înșine facem parte, foarte mici, din mâncăruri care, după cum arată unele ipoteze, s-ar putea să nu ne fi fost pregătite.

Va cunoaște vreodată acea mică parte a universului pe care noi - cel puțin într-un sens materialist - întreaga structură? Suntem suficient de inteligenți pentru a înțelege și înțelege misterul universului? Probabil nu. Cu toate acestea, dacă am decide vreodată că vom eșua în cele din urmă, ar fi greu să nu observăm că și aceasta ar fi, într-un anumit sens, un fel de perspectivă finală asupra naturii tuturor lucrurilor...