Er vi intelligente nok til å forstå universet?

Det observerbare universet kan noen ganger serveres på en tallerken, slik musiker Pablo Carlos Budassi nylig gjorde da han kombinerte Princeton University og NASA logaritmiske kart til én fargedisk. Dette er en geosentrisk modell - Jorden er i midten av platen, og Big Bang-plasmaet er i kantene.

Visualisering er like god som alle andre, og enda bedre enn andre, fordi den er nær det menneskelige synspunkt. Det er mange teorier om universets struktur, dynamikk og skjebne, og det kosmologiske paradigmet som har vært akseptert i flere tiår ser ut til å bryte litt sammen i det siste. For eksempel høres det i økende grad stemmer som benekter Big Bang-teorien.

Universet er en hage av særheter, malt gjennom årene i «mainstream» av fysikk og kosmologi, fylt med bisarre fenomener som f.eks. gigantiske kvasarer flyr fra oss i rasende fart, mørk materiesom ingen har oppdaget og som ikke viser tegn til akseleratorer, men som er "nødvendig" for å forklare galaksens for raske rotasjon, og til slutt, Det store smelletsom dømmer all fysikk til en kamp med det uforklarlige, i det minste for øyeblikket, særegenhet.

det var ikke noe fyrverkeri

Originaliteten til Big Bang følger direkte og uunngåelig fra matematikken til den generelle relativitetsteorien. Noen forskere ser imidlertid på dette som et problematisk fenomen, fordi matematikken bare kan forklare hva som skjedde umiddelbart etter ... - men den vet ikke hva som skjedde i det særegne øyeblikket, før det store fyrverkeriet (2).

Mange forskere viker unna denne funksjonen. Om så bare fordi, som han nylig sa det Men Ahmed Farah fra University of Ben i Egypt, «slutter fysikkens lover å virke der». Farag med en kollega Saurya Dasem fra University of Lethbridge i Canada, presentert i en artikkel publisert i 2015 i Physics Letters B, en modell der universet ikke har noen begynnelse og ingen slutt, og derfor ingen singularitet.

Begge fysikerne ble inspirert av arbeidet deres. David Bohm siden 50-tallet. Han vurderte muligheten for å erstatte de geodesiske linjene kjent fra den generelle relativitetsteorien (de korteste linjene som forbinder to punkter) med kvantebaner. I papiret deres brukte Farag og Das disse Bohm-banene på en ligning utviklet i 1950 av fysikeren Til Amala Kumara Raychaudhury fra Calcutta University. Raychaudhuri var også læreren til Das da han var 90. Ved å bruke Raychaudhuris ligning fikk Ali og Das kvantekorreksjonen Friedman-ligningensom igjen beskriver utviklingen av universet (inkludert Big Bang) i sammenheng med generell relativitet. Selv om denne modellen ikke er en sann teori om kvantetyngdekraft, inkluderer den elementer av både kvanteteori og generell relativitet. Farag og Das forventer også at resultatene deres holder seg selv når en fullstendig teori om kvantetyngdekraft endelig er formulert.

Farag-Das-teorien forutsier verken Big Bang eller stor krasj gå tilbake til singularitet. Kvantebanene brukt av Farag og Das kobles aldri sammen og danner derfor aldri et enkelt punkt. Fra et kosmologisk synspunkt, forklarer forskerne, kan kvantekorreksjoner sees på som en kosmologisk konstant, og det er ikke nødvendig å introdusere mørk energi. Den kosmologiske konstanten fører til at løsningen av Einsteins ligninger kan være en verden av begrenset størrelse og uendelig alder.

Dette er ikke den eneste teorien i nyere tid som undergraver begrepet Big Bang. For eksempel er det hypoteser om at når tid og rom dukket opp, oppsto det og andre univershvor tiden renner bakover. Denne visjonen presenteres av en internasjonal gruppe fysikere, bestående av: Tim Kozlovsky fra University of New Brunswick, Flavio Markets Perimeter av Institutt for teoretisk fysikk og Julian Barbour. De to universene som ble dannet under Big Bang, bør i denne teorien være speilbilder av seg selv (3), så de har forskjellige fysikklover og en annen følelse av tidens flyt. Kanskje de trenger inn i hverandre. Hvorvidt tiden går fremover eller bakover avgjør kontrasten mellom høy og lav entropi.

I sin tur, forfatteren av et nytt nytt forslag på modellen av alt, Wong Tzu Shu fra National Taiwan University, beskriver tid og rom ikke som separate ting, men som nært beslektede ting som kan bli til hverandre. Verken lysets hastighet eller gravitasjonskonstanten er invariante i denne modellen, men er faktorer i transformasjonen av tid og masse til størrelse og rom når universet utvider seg. Shu-teorien, som mange andre konsepter i den akademiske verden, kan selvsagt sees på som en fantasi, men modellen av et ekspanderende univers med 68 % mørk energi som forårsaker utvidelsen er også problematisk. Noen bemerker at ved hjelp av denne teorien "erstattet forskere under teppet" den fysiske loven om bevaring av energi. Taiwans teori bryter ikke med prinsippene for bevaring av energi, men har i sin tur et problem med mikrobølgebakgrunnsstråling, som regnes som en rest av Big Bang. Noe for noe.

Du kan ikke se mørket og alt

Æresnominerte mørk materie Mye av. Svak vekselvirkende massive partikler, sterkt vekselvirkende massive partikler, sterile nøytrinoer, nøytrinoer, aksioner - dette er bare noen av løsningene på mysteriet med "usynlig" materie i universet som har blitt foreslått av teoretikere så langt.

I flere tiår har de mest populære kandidatene vært hypotetiske, tunge (ti ganger tyngre enn et proton) svakt samhandlet partikler kalt WIMPs. Det ble antatt at de var aktive i den innledende fasen av universets eksistens, men etter hvert som det ble avkjølt og partiklene spredte seg, bleknet deres interaksjon. Beregninger viste at den totale massen til WIMP-er burde vært fem ganger større enn den til vanlig materie, som er nøyaktig like mye som mørk materie har blitt estimert.

Imidlertid ble ingen spor etter WIMPs funnet. Så nå er det mer populært å snakke om søk sterile nøytrinoer, hypotetiske mørk materiepartikler med null elektrisk ladning og svært liten masse. Noen ganger betraktes sterile nøytrinoer som den fjerde generasjonen av nøytrinoer (sammen med elektron-, myon- og tau-nøytrinoer). Dens karakteristiske trekk er at den samhandler med materie bare under påvirkning av tyngdekraften. Angitt med symbolet ν_s.

Nøytrinoscillasjoner kan teoretisk gjøre myonnøytrinoer sterile, noe som vil redusere antallet i detektoren. Dette er spesielt sannsynlig etter at nøytrinostrålen har passert gjennom et område med stoff med høy tetthet, slik som jordens kjerne. Derfor ble IceCube-detektoren på Sydpolen brukt til å observere nøytrinoer som kommer fra den nordlige halvkule i energiområdet fra 320 GeV til 20 TeV, hvor det var forventet et sterkt signal i nærvær av sterile nøytrinoer. Dessverre gjorde analysen av dataene fra observerte hendelser det mulig å utelukke eksistensen av sterile nøytrinoer i det tilgjengelige området av parameterrommet, den såkalte. 99 % konfidensnivå.

I juli 2016, etter tjue måneder med eksperimentering med Large Underground Xenon (LUX) detektoren, hadde forskerne ingenting å si bortsett fra at... de fant ingenting. Tilsvarende sier forskere fra det internasjonale romstasjonens laboratorium og fysikere fra CERN, som regnet med produksjonen av mørk materie i den andre delen av Large Hadron Collider, ingenting om mørk materie.

Så vi må se videre. Forskere sier at mørk materie kanskje er noe helt annet enn WIMPer og nøytrinoer eller hva som helst, og de bygger LUX-ZEPLIN, en ny detektor som burde være sytti ganger mer følsom enn den nåværende.

Vitenskapen tviler på om det finnes noe som heter mørk materie, og likevel observerte astronomer nylig en galakse som, til tross for at den har en masse som ligner på Melkeveien, er 99,99 % mørk materie. Informasjon om funnet ble gitt av observatoriet V.M. Keka. Dette handler om galakse dragonfly 44 (Dragonfly 44). Dens eksistens ble først bekreftet i fjor da Dragonfly Telephoto Array observerte en flekk av himmelen i stjernebildet Berenices Spit. Det viste seg at galaksen inneholder mye mer enn det ser ut til ved første øyekast. Siden det er få stjerner i den, ville den raskt gå i oppløsning hvis en eller annen mystisk ting ikke hjalp til med å holde sammen gjenstandene som utgjør den. Mørk materie?

Modellering?

Hypotese Universet som et hologramtil tross for at folk med seriøse vitenskapelige grader er engasjert i det, blir det fortsatt behandlet som et tåkete område på grensen til vitenskapen. Kanskje fordi forskere også er mennesker, og det er vanskelig for dem å komme overens med de mentale konsekvensene av forskning i denne forbindelse. Juan Maldasenastartet med strengteori, skisserte han en visjon av universet der strenger som vibrerer i nidimensjonalt rom skaper vår virkelighet, som bare er et hologram - en projeksjon av en flat verden uten gravitasjon..

Resultatene av en studie av østerrikske forskere, publisert i 2015, indikerer at universet trenger færre dimensjoner enn forventet. XNUMXD-universet kan bare være en XNUMXD-informasjonsstruktur i den kosmologiske horisonten. Forskere sammenligner det med hologrammene som finnes på kredittkort – de er faktisk todimensjonale, selv om vi ser dem som tredimensjonale. I følge Daniela Grumillera fra det teknologiske universitetet i Wien er universet vårt ganske flatt og har en positiv krumning. Grumiller forklarte i Physical Review Letters at hvis kvantetyngdekraften i flatt rom kan beskrives holografisk av standard kvanteteori, så må det også være fysiske størrelser som kan beregnes i begge teoriene, og resultatene må samsvare. Spesielt bør et nøkkeltrekk ved kvantemekanikk, kvantesammenfiltring, dukke opp i gravitasjonsteorien.

Noen går lenger, og snakker ikke om holografisk projeksjon, men til og med om datamodellering. For to år siden, en kjent astrofysiker, nobelprisvinner, George Smoot, presenterte argumenter for at menneskeheten bor inne i en slik datasimulering. Han hevder at dette er mulig, for eksempel takket være utviklingen av dataspill, som teoretisk sett utgjør kjernen i virtuell virkelighet. Vil mennesker noen gang lage realistiske simuleringer? Svaret er ja, sa han i et intervju. – Det er klart at det er gjort betydelige fremskritt i denne saken. Bare se på den første "Pong" og spillene laget i dag. Rundt 2045 vil vi snart kunne overføre tankene våre til datamaskiner.»

Universet som en holografisk projeksjon

Gitt at vi allerede kan kartlegge visse nevroner i hjernen gjennom bruk av magnetisk resonansavbildning, burde det ikke være noe problem å bruke denne teknologien til andre formål. Da kan virtuell virkelighet fungere, som tillater kontakt med tusenvis av mennesker og gir en form for hjernestimulering. Dette kan ha skjedd tidligere, sier Smoot, og vår verden er et avansert nettverk av virtuelle simuleringer. Dessuten kan det skje uendelig mange ganger! Så vi kan leve i en simulering som er i en annen simulering, inneholdt i en annen simulering som er ... og så videre i det uendelige.

Verden, og enda mer universet, er dessverre ikke gitt til oss på en tallerken. Snarere er vi selv en del, veldig små, av retter som, som noen hypoteser viser, kanskje ikke var tilberedt for oss.

Vil den lille delen av universet som vi - i det minste i materialistisk forstand - noen gang kjenne hele strukturen? Er vi intelligente nok til å forstå og forstå universets mysterium? Sannsynligvis nei. Men hvis vi noen gang bestemte oss for at vi til slutt ville mislykkes, ville det være vanskelig å ikke legge merke til at dette også i en viss forstand ville være en slags endelig innsikt i alle tings natur...