Begrensninger for fysikk og fysisk eksperiment

For hundre år siden var situasjonen i fysikk stikk motsatt av i dag. I hendene på forskere var resultatene av påviste eksperimenter, gjentatt mange ganger, som imidlertid ofte ikke kunne forklares ved hjelp av eksisterende fysiske teorier. Erfaring gikk klart foran teori. Teoretikere måtte på jobb.

Foreløpig lener balansen seg mot teoretikere hvis modeller er svært forskjellige fra det man ser fra mulige eksperimenter som strengteori. Og det ser ut til at det er flere og flere uløste problemer i fysikk (1).

1. De viktigste moderne trendene og problemene i fysikk - visualisering

Den berømte polske fysikeren, prof. Andrzej Staruszkiewicz under debatten "Limits of Knowledge in Physics" i juni 2010 ved Ignatianum Academy i Krakow sa: «Kunnskapsfeltet har vokst enormt det siste århundret, men uvitenhetsfeltet har vokst enda mer. (...) Oppdagelsen av generell relativitet og kvantemekanikk er monumentale prestasjoner av menneskelig tanke, sammenlignbare med Newtons, men de fører til spørsmålet om forholdet mellom de to strukturene, et spørsmål hvis kompleksitetsskala rett og slett er sjokkerende. I denne situasjonen dukker det naturlig opp spørsmål: kan vi gjøre det? Vil vår besluttsomhet og vilje til å komme til bunns i sannheten stå i forhold til vanskelighetene vi står overfor?»

Eksperimentell dødgang

I flere måneder nå har fysikkens verden vært travlere enn vanlig med mer kontrovers. I tidsskriftet Nature publiserte George Ellis og Joseph Silk en artikkel til forsvar for fysikkens integritet, hvor de kritiserte de som i økende grad er klare til å utsette eksperimenter for å teste de siste kosmologiske teoriene til en ubestemt "i morgen". De skal være preget av «tilstrekkelig eleganse» og forklaringsverdi. "Dette bryter den hundre år gamle vitenskapelige tradisjonen om at vitenskapelig kunnskap er empirisk bevist kunnskap," tordner forskere. Fakta viser tydelig den "eksperimentelle blindgate" i moderne fysikk.

De siste teoriene om naturen og strukturen til verden og universet kan som regel ikke verifiseres av eksperimenter som er tilgjengelige for menneskeheten.

Ved å oppdage Higgs-bosonet har forskere "fullført" standardmodellen. Fysikkens verden er imidlertid langt fra fornøyd. Vi vet om alle kvarkene og leptonene, men vi aner ikke hvordan vi skal forene dette med Einsteins gravitasjonsteori. Vi vet ikke hvordan vi skal kombinere kvantemekanikk med gravitasjon for å lage en hypotetisk teori om kvantetyngdekraft. Vi vet heller ikke hva Big Bang er (eller om det faktisk skjedde!) (2).

For tiden, la oss kalle det klassiske fysikere, er det neste trinnet etter standardmodellen supersymmetri, som forutsier at hver elementær partikkel kjent for oss har en "partner".

Dette dobler det totale antallet byggesteiner i materie, men teorien passer perfekt inn i de matematiske ligningene og, viktigere, gir den en sjanse til å avdekke mysteriet med kosmisk mørk materie. Det gjenstår bare å vente på resultatene av eksperimenter ved Large Hadron Collider, som vil bekrefte eksistensen av supersymmetriske partikler.

Imidlertid har ingen slike funn ennå blitt hørt fra Genève. Dette er selvfølgelig bare begynnelsen på en ny versjon av LHC, med dobbelt så stor slagenergi (etter en nylig reparasjon og oppgradering). Om noen måneder kan de skyte champagnekorker for å feire supersymmetri. Men hvis dette ikke skjedde, tror mange fysikere at supersymmetriske teorier gradvis måtte trekkes tilbake, så vel som superstrengen, som er basert på supersymmetri. For hvis den store kollideren ikke bekrefter disse teoriene, hva da?

Imidlertid er det noen forskere som ikke tror det. Fordi teorien om supersymmetri er for «vakker til å ta feil».

Derfor har de til hensikt å revurdere ligningene sine for å bevise at massene av supersymmetriske partikler ganske enkelt er utenfor rekkevidden til LHC. Teoretikerne har veldig rett. Modellene deres er gode til å forklare fenomener som kan måles og verifiseres eksperimentelt. Man kan derfor spørre hvorfor vi skal utelukke utviklingen av de teoriene vi (ennå) ikke kan kjenne empirisk til. Er dette en fornuftig og vitenskapelig tilnærming?

universet fra ingenting

Naturvitenskapen, spesielt fysikken, er basert på naturalisme, det vil si på troen på at vi kan forklare alt ved hjelp av naturkreftene. Vitenskapens oppgave er redusert til å vurdere forholdet mellom ulike størrelser som beskriver fenomener eller noen strukturer som finnes i naturen. Fysikk tar ikke for seg problemer som ikke kan beskrives matematisk, som ikke kan gjentas. Dette er blant annet årsaken til suksessen. Den matematiske beskrivelsen som brukes til å modellere naturfenomener har vist seg å være ekstremt effektiv. Prestasjoner av naturvitenskap resulterte i deres filosofiske generaliseringer. Retninger som mekanistisk filosofi eller vitenskapelig materialisme ble opprettet, som overførte resultatene fra naturvitenskapene, oppnådd før slutten av det XNUMXth århundre, til filosofifeltet.

Det så ut til at vi kunne kjenne hele verden, at det er fullstendig determinisme i naturen, fordi vi kan bestemme hvordan planetene vil bevege seg om millioner av år, eller hvordan de beveget seg for millioner av år siden. Disse prestasjonene ga opphav til en stolthet som absoluttgjorde menneskesinnet. Metodologisk naturalisme stimulerer i avgjørende grad utviklingen av naturvitenskap også i dag. Det er imidlertid noen avskjæringspunkter som ser ut til å være en indikasjon på begrensningene til naturalistisk metodikk.

Hvis universet er begrenset i volum og oppsto "ut av ingenting" (3), uten å bryte lovene for bevaring av energi, for eksempel som en fluktuasjon, bør det ikke være noen endringer i det. I mellomtiden ser vi på dem. Når vi prøver å løse dette problemet på grunnlag av kvantefysikk, kommer vi til den konklusjon at bare en bevisst observatør aktualiserer muligheten for eksistensen av en slik verden. Det er derfor vi lurer på hvorfor akkurat den vi lever i ble skapt fra mange forskjellige universer. Så vi kommer til den konklusjon at bare når en person dukket opp på jorden, ble verden - som vi observerer - virkelig "ble" ...

Hvordan påvirker målinger hendelser som skjedde for en milliard år siden?

4. Wheeler-eksperiment - visualisering

En av de moderne fysikerne, John Archibald Wheeler, foreslo en romversjon av det berømte dobbeltspalte-eksperimentet. I hans mentale design beveger lyset fra en kvasar, en milliard lysår unna oss, seg langs to motsatte sider av galaksen (4). Hvis observatører observerer hver av disse banene separat, vil de se fotoner. Hvis begge deler samtidig, vil de se bølgen. Så selve observasjonen endrer naturen til lyset som forlot kvasaren for en milliard år siden!

For Wheeler beviser ovenstående at universet ikke kan eksistere i fysisk forstand, i det minste i den forstand vi er vant til å forstå «en fysisk tilstand». Det kan ikke ha skjedd tidligere heller, før... vi har tatt en måling. Dermed påvirker vår nåværende dimensjon fortiden. Med våre observasjoner, deteksjoner og målinger former vi fortidens hendelser, dypt i tid, frem til ... begynnelsen av universet!

Neil Turk fra Perimeter Institute i Waterloo, Canada, sa i juliutgaven av New Scientist at «vi kan ikke forstå hva vi finner. Teorien blir mer og mer kompleks og sofistikert. Vi kaster oss inn i et problem med påfølgende felt, dimensjoner og symmetrier, selv med en skiftenøkkel, men vi kan ikke forklare de enkleste fakta." Mange fysikere irriterer seg åpenbart over det faktum at moderne teoretikeres mentale reiser, som de ovennevnte betraktningene eller superstrengteori, ikke har noe å gjøre med eksperimenter som for tiden utføres i laboratorier, og det er ingen måte å teste dem eksperimentelt.

I kvanteverdenen må du se bredere

Som nobelprisvinner Richard Feynman en gang sa, ingen forstår egentlig kvanteverdenen. I motsetning til den gode, gamle Newtonske verdenen, der samspillet mellom to legemer med bestemte masser beregnes ved hjelp av ligninger, har vi i kvantemekanikken ligninger som de ikke så mye følger av, men er et resultat av merkelig oppførsel observert i eksperimenter. Kvantefysikkens objekter trenger ikke å være assosiert med noe "fysisk", og deres oppførsel er et domene til et abstrakt flerdimensjonalt rom kalt Hilbert-rom.

Det er endringer beskrevet av Schrödinger-ligningen, men nøyaktig hvorfor er ukjent. Kan dette endres? Er det i det hele tatt mulig å utlede kvantelover fra fysikkens prinsipper, ettersom dusinvis av lover og prinsipper, for eksempel angående bevegelse av kropper i det ytre rom, ble avledet fra Newtons prinsipper? Forskere fra Universitetet i Pavia i Italia Giacomo Mauro D'Ariano, Giulio Ciribella og Paolo Perinotti argumenterer for at selv kvantefenomener som klart er i strid med sunn fornuft kan oppdages i målbare eksperimenter. Alt du trenger er det riktige perspektivet - Kanskje skyldes misforståelsen av kvanteeffekter et utilstrekkelig bredt syn på dem. I følge de nevnte forskerne i New Scientist må meningsfylte og målbare eksperimenter innen kvantemekanikk oppfylle flere betingelser. Dette er:

• kausalitet - fremtidige hendelser kan ikke påvirke tidligere hendelser;
• skilleevne - stater vi må kunne skille fra hverandre som separate;
• композиция - hvis vi kjenner alle stadiene i prosessen, kjenner vi hele prosessen;
• kompresjon – det finnes måter å overføre viktig informasjon om brikken uten å måtte overføre hele brikken;
• tomografi – hvis vi har et system som består av mange deler, er statistikken over målinger etter deler tilstrekkelig til å avsløre tilstanden til hele systemet.

Italienerne ønsker å utvide sine prinsipper for rensing, et bredere perspektiv og meningsfylt eksperimentering til også å inkludere irreversibiliteten til termodynamiske fenomener og prinsippet om entropivekst, som ikke imponerer fysikere. Kanskje også her er observasjoner og målinger påvirket av artefakter av et perspektiv som er for snevert til å forstå hele systemet. "Den grunnleggende sannheten til kvanteteori er at støyende, irreversible endringer kan gjøres reversible ved å legge til en ny layout til beskrivelsen," sier den italienske forskeren Giulio Ciribella i et intervju med New Scientist.

Dessverre, sier skeptikere, kan "rensing" av eksperimenter og et bredere måleperspektiv føre til en mange-verdens hypotese der ethvert utfall er mulig og der forskere, som tror de måler det riktige hendelsesforløpet, ganske enkelt "velger" en bestemt kontinuum ved å måle dem.

5. Tidsvisere i form av klokkevisere

Ingen tid?

Konseptet med de såkalte tidens piler (5) ble introdusert i 1927 av den britiske astrofysikeren Arthur Eddington. Denne pilen indikerer tid, som alltid flyter i én retning, det vil si fra fortiden til fremtiden, og denne prosessen kan ikke reverseres. Stephen Hawking skrev i sin A Brief History of Time at lidelsen øker med tiden fordi vi måler tiden i den retningen lidelsen øker. Dette ville bety at vi har et valg - vi kan for eksempel først observere glassbiter spredt på gulvet, deretter øyeblikket når glasset faller til gulvet, deretter glasset i luften, og til slutt i hånden på personen som holder den. Det er ingen vitenskapelig regel om at «tidens psykologiske pil» må gå i samme retning som den termodynamiske pilen, og systemets entropi øker. Imidlertid tror mange forskere at dette er slik fordi det skjer energiske endringer i den menneskelige hjernen, lik de vi observerer i naturen. Hjernen har energien til å handle, observere og resonnere, fordi den menneskelige "motoren" brenner drivstoff-mat og, som i en forbrenningsmotor, er denne prosessen irreversibel.

Imidlertid er det tilfeller når entropi både øker og avtar i forskjellige systemer, mens man opprettholder samme retning av den psykologiske pilen av tid. For eksempel når du lagrer data i datamaskinens minne. Minnemodulene i maskinen går fra uordnet tilstand til diskskriverekkefølge. Dermed reduseres entropien i datamaskinen. Enhver fysiker vil imidlertid si at fra synspunktet til universet som helhet - det vokser, fordi det tar energi å skrive til en disk, og denne energien spres i form av varme generert av en maskin. Så det er en liten "psykologisk" motstand mot fysikkens etablerte lover. Det er vanskelig for oss å vurdere at det som kommer ut med støyen fra viften er viktigere enn opptak av et verk eller annen verdi i minnet. Hva om noen skriver på PC-en sin et argument som vil velte moderne fysikk, enhetlig kraftteori eller teorien om alt? Det ville være vanskelig for oss å akseptere ideen om at til tross for dette har den generelle uorden i universet økt.

Tilbake i 1967 dukket Wheeler-DeWitt-ligningen opp, hvorfra den fulgte at tiden som sådan ikke eksisterer. Det var et forsøk på matematisk å kombinere ideene om kvantemekanikk og generell relativitet, et skritt mot teorien om kvantetyngdekraften, dvs. teorien om alt ønsket av alle vitenskapsmenn. Det var ikke før i 1983 at fysikerne Don Page og William Wutters ga en forklaring på at tidsproblemet kunne omgås ved å bruke konseptet kvanteforviklinger. I henhold til deres konsept kan bare egenskapene til et allerede definert system måles. Fra et matematisk synspunkt betydde dette forslaget at klokken ikke fungerer isolert fra systemet og starter først når den er viklet inn i et bestemt univers. Imidlertid, hvis noen så på oss fra et annet univers, ville de se oss som statiske objekter, og bare deres ankomst til oss ville forårsake kvanteforviklinger og bokstavelig talt få oss til å føle tidens gang.

Denne hypotesen dannet grunnlaget for arbeidet til forskere fra et forskningsinstitutt i Torino, Italia. Fysiker Marco Genovese bestemte seg for å bygge en modell som tar hensyn til spesifikke kvanteforviklinger. Det var mulig å gjenskape en fysisk effekt som indikerer riktigheten av dette resonnementet. En modell av universet er laget, bestående av to fotoner.

Ett par var orientert - vertikalt polarisert, og det andre horisontalt. Deres kvantetilstand, og derfor deres polarisering, blir deretter oppdaget av en rekke detektorer. Det viser seg at inntil observasjonen som til syvende og sist bestemmer referanserammen er nådd, er fotoner i en klassisk kvantesuperposisjon, dvs. de var orientert både vertikalt og horisontalt. Dette betyr at observatøren som leser klokken bestemmer kvanteforviklingen som påvirker universet han blir en del av. En slik observatør er da i stand til å oppfatte polarisasjonen av påfølgende fotoner basert på kvantesannsynlighet.

Dette konseptet er veldig fristende fordi det forklarer mange problemer, men det fører naturligvis til behovet for en "superobservatør" som ville være over alle determinismer og ville kontrollere alt som en helhet.

6. Multivers - Visualisering

Det vi observerer og det vi subjektivt oppfatter som «tid» er faktisk et produkt av målbare globale endringer i verden rundt oss. Etter hvert som vi går dypere inn i verden av atomer, protoner og fotoner, innser vi at begrepet tid blir mindre og mindre viktig. Ifølge forskere måler ikke klokken som følger oss hver dag, fra et fysisk synspunkt, passasjen, men hjelper oss å organisere livene våre. For de som er vant til de Newtonske konseptene om universell og altomfattende tid, er disse konseptene sjokkerende. Men ikke bare vitenskapelige tradisjonalister aksepterer dem ikke. Den fremtredende teoretiske fysikeren Lee Smolin, tidligere nevnt av oss som en av de mulige vinnerne av årets Nobelpris, mener at tiden eksisterer og er ganske reell. En gang – som mange fysikere – hevdet han at tid er en subjektiv illusjon.

Nå, i sin bok Reborn Time, tar han et helt annet syn på fysikk og kritiserer den populære strengteorien i det vitenskapelige miljøet. Ifølge ham eksisterer ikke multiverset (6) fordi vi lever i samme univers og samtidig. Han mener at tid er av største betydning og at vår opplevelse av virkeligheten i øyeblikket ikke er en illusjon, men nøkkelen til å forstå virkelighetens grunnleggende natur.

Entropi null

Sandu Popescu, Tony Short, Noah Linden (7) og Andreas Winter beskrev funnene deres i 2009 i tidsskriftet Physical Review E, som viste at objekter oppnår likevekt, dvs. en tilstand med jevn fordeling av energi, ved å gå inn i tilstander av kvantesammenfiltring med deres omgivelser. I 2012 beviste Tony Short at sammenfiltring forårsaker begrenset tid likevekt. Når et objekt samhandler med miljøet, for eksempel når partikler i en kopp kaffe kolliderer med luft, "lekker" informasjon om deres egenskaper utover og blir "uskarp" i hele miljøet. Tapet av informasjon får kaffens tilstand til å stagnere, selv om rensligheten til hele rommet fortsetter å endre seg. Ifølge Popescu slutter tilstanden hennes å endre seg over tid.

7. Noah Linden, Sandu Popescu og Tony Short

Når renslighetstilstanden i rommet endres, kan kaffen plutselig slutte å blande seg med luften og gå inn i sin egen rene tilstand. Imidlertid er det langt flere tilstander blandet med miljøet enn det er rene tilstander tilgjengelig for kaffe, og forekommer derfor nesten aldri. Denne statistiske usannsynligheten gir inntrykk av at tidens pil er irreversibel. Problemet med tidens pil er uskarpt av kvantemekanikk, noe som gjør det vanskelig å bestemme naturen.

En elementær partikkel har ikke eksakte fysiske egenskaper og bestemmes kun av sannsynligheten for å være i forskjellige tilstander. For eksempel, til enhver tid kan en partikkel ha 50 prosent sjanse for å dreie med klokken og 50 prosent sjanse for å snu i motsatt retning. Teoremet, forsterket av erfaringene til fysikeren John Bell, sier at partikkelens sanne tilstand ikke eksisterer, og at de er overlatt til å styres av sannsynlighet.

Da fører kvanteusikkerhet til forvirring. Når to partikler interagerer, kan de ikke engang defineres på egen hånd, og uavhengig utvikle sannsynligheter kjent som en ren tilstand. I stedet blir de sammenfiltrede komponenter av en mer kompleks sannsynlighetsfordeling som begge partiklene beskriver sammen. Denne fordelingen kan for eksempel avgjøre om partiklene skal rotere i motsatt retning. Systemet som helhet er i en ren tilstand, men tilstanden til individuelle partikler er assosiert med en annen partikkel.

Dermed kan begge reise mange lysår fra hverandre, og rotasjonen til hver vil forbli korrelert med den andre.

Den nye teorien om tidens pil beskriver dette som tap av informasjon på grunn av kvanteforviklinger, som sender en kopp kaffe i balanse med rommet rundt. Til slutt når rommet likevekt med omgivelsene, og det på sin side nærmer seg sakte likevekt med resten av universet. De gamle forskerne som studerte termodynamikk så på denne prosessen som en gradvis spredning av energi, noe som øker universets entropi.

I dag tror fysikere at informasjon blir mer og mer spredt, men aldri helt forsvinner. Selv om entropien øker lokalt, tror de at den totale entropien til universet forblir konstant på null. Imidlertid forblir ett aspekt av tidens pil uløst. Forskere hevder at en persons evne til å huske fortiden, men ikke fremtiden, også kan forstås som dannelsen av forhold mellom samvirkende partikler. Når vi leser en melding på et stykke papir, kommuniserer hjernen med den gjennom fotoner som når øynene.

Først fra nå av kan vi huske hva denne meldingen forteller oss. Popescu mener den nye teorien ikke forklarer hvorfor den opprinnelige tilstanden til universet var langt fra likevekt, og legger til at naturen til Big Bang bør forklares. Noen forskere har uttrykt tvil om denne nye tilnærmingen, men utviklingen av dette konseptet og en ny matematisk formalisme bidrar nå til å løse termodynamikkens teoretiske problemer.

Nå etter kornene av rom-tid

Svart hulls fysikk ser ut til å indikere, som noen matematiske modeller antyder, at universet vårt ikke er tredimensjonalt i det hele tatt. Til tross for hva sansene våre forteller oss, kan virkeligheten rundt oss være et hologram – en projeksjon av et fjernt plan som faktisk er todimensjonalt. Hvis dette bildet av universet er riktig, kan illusjonen om romtidens tredimensjonale natur fordrives så snart forskningsverktøyene vi har til rådighet blir tilstrekkelig følsomme. Craig Hogan, en professor i fysikk ved Fermilab som har brukt år på å studere universets grunnleggende struktur, antyder at dette nivået nettopp er nådd.

8. GEO600 gravitasjonsbølgedetektor

Hvis universet er et hologram, så har vi kanskje akkurat nådd grensene for virkelighetsoppløsning. Noen fysikere fremmer den spennende hypotesen om at rom-tiden vi lever i til syvende og sist ikke er kontinuerlig, men, som et digitalt fotografi, består på sitt mest grunnleggende nivå av visse "korn" eller "piksler." I så fall må virkeligheten vår ha en form for endelig "oppløsning". Slik tolket noen forskere «støyen» som dukket opp i resultatene av gravitasjonsbølgedetektoren GEO600 (8).

For å teste denne ekstraordinære hypotesen utviklet Craig Hogan, en gravitasjonsbølgefysiker, og teamet hans verdens mest nøyaktige interferometer, kalt Hogan-holometeret, som er designet for å måle den mest grunnleggende essensen av rom-tid på den mest nøyaktige måten. Eksperimentet, med kodenavnet Fermilab E-990, er ikke et av mange andre. Denne har som mål å demonstrere kvantenaturen til selve rommet og tilstedeværelsen av det forskerne kaller "holografisk støy".

Holometeret består av to interferometre plassert side ved side. De retter laserstråler på én kilowatt mot en enhet som deler dem i to vinkelrette stråler på 40 meter, som reflekteres og returneres til splittpunktet, og skaper fluktuasjoner i lysstrålene (9). Hvis de forårsaker en viss bevegelse i delingsanordningen, vil dette være bevis på selve rommets vibrasjon.

9. Grafisk representasjon av det holografiske eksperimentet

Hogans teams største utfordring er å bevise at effektene de har oppdaget ikke bare er forstyrrelser forårsaket av faktorer utenfor det eksperimentelle oppsettet, men et resultat av rom-tidsvibrasjoner. Derfor vil speilene som brukes i interferometeret bli synkronisert med frekvensene til alle de minste støyene som kommer utenfra enheten og fanges opp av spesielle sensorer.

Antropisk univers

For at verden og mennesket skal eksistere i den, må fysikkens lover ha en veldig spesifikk form, og fysiske konstanter må ha nøyaktig utvalgte verdier ... og det er de! Hvorfor?

La oss starte med det faktum at det er fire typer interaksjoner i universet: gravitasjon (fallende, planeter, galakser), elektromagnetisk (atomer, partikler, friksjon, elastisitet, lys), svak kjernekraft (kilde til stjerneenergi) og sterk kjernekraft ( binder protoner og nøytroner til atomkjerner). Tyngdekraften er 1039 ganger svakere enn elektromagnetisme. Hvis den var litt svakere, ville stjernene vært lettere enn solen, supernovaer ville ikke eksplodert, tunge grunnstoffer ville ikke dannet seg. Hvis den var enda litt sterkere, ville skapninger større enn bakterier blitt knust, og stjerner ville ofte kollidert, ødelegge planeter og brenne seg selv for raskt.

Universets tetthet er nær den kritiske tettheten, det vil si under hvilken materien raskt ville forsvinne uten dannelsen av galakser eller stjerner, og over hvilken universet ville ha levd for lenge. For forekomsten av slike forhold, burde nøyaktigheten av å matche parametrene til Big Bang ha vært innenfor ±10-60. De første inhomogenitetene til det unge universet var på en skala fra 10-5. Hvis de var mindre, ville det ikke dannes galakser. Hvis de var større, ville det dannet seg store sorte hull i stedet for galakser.

Symmetrien til partikler og antipartikler i universet er brutt. Og for hver baryon (proton, nøytron) er det 109 fotoner. Hvis det var flere, kunne ikke galakser dannes. Hvis det var færre av dem, ville det ikke vært noen stjerner. Også antallet dimensjoner vi lever i ser ut til å være "riktige". Komplekse strukturer kan ikke oppstå i to dimensjoner. Med mer enn fire (tre dimensjoner pluss tid) blir eksistensen av stabile planetbaner og energinivåer av elektroner i atomer problematisk.

10. Mennesket som sentrum av universet

Konseptet med det antropiske prinsippet ble introdusert av Brandon Carter i 1973 på en konferanse i Krakow dedikert til 500-årsjubileet for fødselen til Kopernikus. Generelt sett kan det formuleres på en slik måte at det observerbare universet må oppfylle betingelsene som det oppfyller for å bli observert av oss. Inntil nå er det forskjellige versjoner av den. Det svake antropiske prinsippet sier at vi bare kan eksistere i et univers som gjør vår eksistens mulig. Hvis verdiene til konstantene var forskjellige, ville vi aldri se dette, fordi vi ikke ville vært der. Det sterke antropiske prinsippet (tilsiktet forklaring) sier at universet er slik at vi kan eksistere (10).

Fra kvantefysikkens synspunkt kunne et hvilket som helst antall universer ha oppstått uten grunn. Vi havnet i et spesifikt univers, som måtte oppfylle en rekke subtile betingelser for at en person skulle leve i det. Da snakker vi om den antropiske verden. For en troende er for eksempel ett antropisk univers skapt av Gud nok. Det materialistiske verdensbildet aksepterer ikke dette og antar at det er mange universer eller at det nåværende universet bare er et stadium i multiversets uendelige utvikling.

Forfatteren av den moderne versjonen av hypotesen om universet som en simulering er teoretikeren Niklas Boström. I følge ham er virkeligheten vi oppfatter bare en simulering som vi ikke er klar over. Forskeren foreslo at hvis det er mulig å lage en pålitelig simulering av en hel sivilisasjon eller til og med hele universet ved å bruke en kraftig nok datamaskin, og de simulerte menneskene kan oppleve bevissthet, så er det svært sannsynlig at avanserte sivilisasjoner har skapt bare et stort antall av slike simuleringer, og vi lever i en av dem i noe som ligner The Matrix (11).

Her ble ordene "Gud" og "Matrix" sagt. Her kommer vi til grensen for å snakke om vitenskap. Mange, inkludert forskere, tror at det er nettopp på grunn av hjelpeløsheten til eksperimentell fysikk at vitenskapen begynner å gå inn i områder som er i strid med realisme, og lukter av metafysikk og science fiction. Det gjenstår å håpe at fysikken vil overvinne sin empiriske krise og igjen finne en måte å glede seg på som en eksperimentelt verifiserbar vitenskap.