Elég intelligensek vagyunk ahhoz, hogy megértsük az univerzumot?

A megfigyelhető univerzumot néha egy tányéron is fel lehet tálalni, ahogy nemrégiben Pablo Carlos Budassi zenész tette, amikor a Princeton Egyetem és a NASA logaritmikus térképeit egy színes korongba egyesítette. Ez egy geocentrikus modell - a Föld a lemez közepén van, és az Ősrobbanás plazma a széleken.

A vizualizáció ugyanolyan jó, mint a többi, sőt, még jobb is, mint mások, mert közel áll az emberi nézőponthoz. Az univerzum szerkezetéről, dinamikájáról és sorsáról számos elmélet létezik, az évtizedek óta elfogadott kozmológiai paradigma pedig az utóbbi időben kissé megtörni látszik. Például egyre gyakrabban hallani az ősrobbanás elméletét tagadó hangokat.

Az univerzum a furcsaságok kertje, amelyet az évek során a fizika és a kozmológia "főáramába" festettek, tele olyan bizarr jelenségekkel, mint pl. óriás kvazárok nyaktörő sebességgel elrepül tőlünk, sötét anyagamelyet senki sem fedezett fel, és amely nem mutatja a gyorsító jeleit, de "szükséges" a galaxis túl gyors forgásának magyarázatához, és végül Nagy durranásamely az egész fizikát a megmagyarázhatatlannal való küzdelemre ítéli, legalábbis pillanatnyilag, funkció.

nem volt tűzijáték

Az ősrobbanás eredetisége közvetlenül és elkerülhetetlenül következik az általános relativitáselmélet matematikájából. Egyes tudósok azonban ezt problematikus jelenségnek látják, mert a matematika csak közvetlenül ... után történtekre tud magyarázatot adni, de nem tudja, mi történt abban a különös pillanatban, a nagy tűzijáték előtt (2).

Sok tudós elzárkózik ettől a tulajdonságtól. Már csak azért is, ahogy nemrég fogalmazott De Ahmed Farah az egyiptomi Ben Egyetemen "a fizika törvényei ott már nem működnek". Farag egy kollégával Saurya Dasem a kanadai Lethbridge-i Egyetemen, egy 2015-ben megjelent cikkben mutatták be a Physics Letters B-ben, egy olyan modellben, amelyben az univerzumnak nincs eleje és vége, ezért nincs szingularitása.

Mindkét fizikust munkájuk inspirálta. David Bohm az 50-es évek óta. Megfontolta annak lehetőségét, hogy az általános relativitáselméletből ismert geodéziai vonalakat (a két pontot összekötő legrövidebb vonalakat) kvantumpályákkal helyettesítse. Farag és Das tanulmányukban ezeket a Bohm-pályákat egy fizikus által 1950-ben kidolgozott egyenletre alkalmazta. Amala Kumara Raychaudhurynak a Kalkuttai Egyetemről. Raychaudhuri Das tanára is volt, amikor 90 éves volt. Raychaudhuri egyenletét felhasználva Ali és Das megkapták a kvantumkorrekciót Friedman egyenletami viszont az Univerzum evolúcióját írja le (beleértve az ősrobbanást is) az általános relativitáselmélet összefüggésében. Bár ez a modell nem a kvantumgravitáció valódi elmélete, mind a kvantumelmélet, mind az általános relativitáselmélet elemeit tartalmazza. Farag és Das azt is elvárják, hogy eredményeik még akkor is igazak legyenek, ha végül megszületik a kvantumgravitáció teljes elmélete.

A Farag-Das elmélet nem jósol sem az ősrobbanást, sem nagy összeomlás vissza a szingularitáshoz. A Farag és Das által használt kvantumpályák soha nem kapcsolódnak össze, ezért soha nem alkotnak szinguláris pontot. A tudósok magyarázata szerint kozmológiai szempontból a kvantumkorrekciók kozmológiai állandónak tekinthetők, és nincs szükség sötét energia bevezetésére. A kozmológiai állandó oda vezet, hogy az Einstein-egyenletek megoldása egy véges méretű és végtelen korú világ lehet.

Nem ez az egyetlen elmélet az utóbbi időben, amely aláássa az Ősrobbanás koncepcióját. Például vannak olyan hipotézisek, hogy amikor az idő és a tér megjelent, akkor keletkezett és második univerzumamelyben az idő visszafelé folyik. Ezt az elképzelést egy nemzetközi fizikuscsoport mutatja be, amely a következőkből áll: Tim Kozlovsky a New Brunswicki Egyetemről, Flavio piacok Az Elméleti Fizikai Intézet kerülete és Julian Barbour. Az ősrobbanás során kialakult két univerzumnak ebben az elméletben önmaguknak tükörképének kell lennie (3), ezért eltérő a fizika törvényei és más az idő áramlásának érzékelése. Talán áthatolnak egymáson. Az, hogy az idő előre vagy hátra halad, meghatározza a kontrasztot a magas és az alacsony entrópia között.

Egy másik új javaslat szerzője viszont a minden mintájára, Wong Tzu Shu A Tajvani Nemzeti Egyetemen az időt és a teret nem különálló dolgokként írja le, hanem egymással szorosan összefüggő dolgokként, amelyek egymásba fordulhatnak. Ebben a modellben sem a fénysebesség, sem a gravitációs állandó nem invariáns, hanem az univerzum tágulásával az idő és a tömeg méretté és térré alakulásának tényezői. A Shu-elmélet, mint sok más elmélet az akadémiai világban, természetesen képzeletnek tekinthető, de problémás a táguló univerzum 68%-ban sötét energiával rendelkező, a tágulást okozó modellje is. Egyesek megjegyzik, hogy ennek az elméletnek a segítségével a tudósok "a szőnyeg alá cserélték" az energiamegmaradás fizikai törvényét. Tajvan elmélete nem sérti az energiamegmaradás elveit, viszont problémája van a mikrohullámú háttérsugárzással, amelyet az Ősrobbanás maradványának tekintenek. Valamit valamiért.

Nem látod a sötétséget meg minden

Tiszteletbeli jelöltek sötét anyag Sok. Gyengén kölcsönható masszív részecskék, erősen kölcsönható masszív részecskék, steril neutrínók, neutrínók, axionok – ez csak néhány megoldás az Univerzum „láthatatlan” anyagának rejtélyére, amelyeket a teoretikusok eddig javasoltak.

Évtizedek óta a legnépszerűbb jelöltek hipotetikus, nehéz (tízszer nehezebb, mint egy proton) gyengén kölcsönhatásba lépő jelöltek. WIMP-nek nevezett részecskék. Feltételezték, hogy az Univerzum létezésének kezdeti szakaszában aktívak voltak, de ahogy lehűlt és a részecskék szétszóródtak, kölcsönhatásuk elhalványult. A számítások azt mutatták, hogy a WIMP-k össztömegének ötször nagyobbnak kellett volna lennie, mint a közönséges anyagé, ami pontosan annyi, mint amennyit a sötét anyag becsült.

WIMP nyomait azonban nem találták. Így most népszerűbb a keresésről beszélni steril neutrínók, hipotetikus sötét anyag részecskék nulla elektromos töltéssel és nagyon kis tömeggel. Néha a steril neutrínókat a neutrínók negyedik generációjának tekintik (az elektron-, müon- és tau-neutrínókkal együtt). Jellemzője, hogy csak a gravitáció hatására lép kölcsönhatásba az anyaggal. ν jellel jelölve_s.

A neutrínó oszcillációi elméletileg sterilné tehetik a müonneutrínókat, ami csökkentené a számukat a detektorban. Ez különösen akkor valószínű, ha a neutrínó nyaláb áthaladt egy nagy sűrűségű anyagot tartalmazó területen, például a Föld magján. Ezért a Déli-sarkon található IceCube detektort használták az északi féltekéről érkező neutrínók megfigyelésére a 320 GeV és 20 TeV közötti energiatartományban, ahol steril neutrínók jelenlétében erős jel várható. Sajnos a megfigyelt események adatainak elemzése lehetővé tette a steril neutrínók meglétének kizárását a paramétertér hozzáférhető tartományában, az ún. 99%-os megbízhatósági szint.

2016 júliusában, miután húsz hónapig kísérleteztek a Large Underground Xenon (LUX) detektorral, a tudósoknak nem volt más mondanivalójuk, mint hogy… semmit sem találtak. Hasonlóképpen, a Nemzetközi Űrállomás laboratóriumának tudósai és a CERN fizikusai, akik a Nagy Hadronütköztető második részében sötét anyag keletkezésével számoltak, semmit sem mondanak a sötét anyagról.

Tehát tovább kell néznünk. A tudósok azt mondják, hogy talán a sötét anyag valami egészen más, mint a WIMP-k és a neutrínók, vagy bármi más, és építik a LUX-ZEPLIN-t, egy új detektort, amelynek hetvenszer érzékenyebbnek kell lennie, mint a jelenlegi.

A tudomány kétségbe vonja, hogy létezik-e sötét anyag, de a csillagászok nemrégiben megfigyeltek egy galaxist, amely annak ellenére, hogy tömege hasonló a Tejútrendszerhez, 99,99%-ban sötét anyag. A felfedezésről a V.M. obszervatórium adott tájékoztatást. Keka. Ez kb galaxis szitakötő 44 (Statakötő 44). Létezését csak tavaly erősítették meg, amikor a Dragonfly Telephoto Array megfigyelt egy égboltfoltot a Berenices-köpés csillagképben. Kiderült, hogy a galaxis sokkal többet tartalmaz, mint amilyennek első pillantásra tűnik. Mivel kevés csillag van benne, gyorsan szétesne, ha valami rejtélyes dolog nem segítené összetartani az azt alkotó tárgyakat. Sötét anyag?

Modellek?

Hipotézis Az Univerzum mint hologramannak ellenére, hogy komoly tudományos végzettségűek foglalkoznak vele, mégis ködös területként kezelik a tudomány határán. Talán azért, mert a tudósok is emberek, és nehezen tudják megérteni a kutatás mentális következményeit ezzel kapcsolatban. Juan Maldasenaa húrelméletből kiindulva felvázolta az univerzum vízióját, amelyben a kilencdimenziós térben vibráló húrok hozzák létre a valóságunkat, amely csak egy hologram - egy gravitáció nélküli lapos világ vetülete..

Osztrák tudósok 2015-ben publikált tanulmányának eredményei azt mutatják, hogy az univerzumnak a vártnál kevesebb dimenzióra van szüksége. A XNUMXD-s univerzum talán csak egy XNUMXD információs struktúra a kozmológiai horizonton. A tudósok a hitelkártyákon található hologramokhoz hasonlítják – valójában kétdimenziósak, bár mi háromdimenziósnak tekintjük őket. Alapján Daniela Grumillera A Bécsi Műszaki Egyetemen a mi univerzumunk meglehetősen lapos és pozitív görbületű. Grumiller a Physical Review Letters-ben kifejtette, hogy ha a sík térben a kvantumgravitáció holografikusan leírható a szabványos kvantumelmélettel, akkor léteznie kell fizikai mennyiségeknek is, amelyek mindkét elméletben kiszámíthatók, és az eredményeknek meg kell egyeznie. Különösen a kvantummechanika egyik kulcsfontosságú jellemzőjének, a kvantumösszefonódásnak kell megjelennie a gravitációelméletben.

Vannak, akik tovább mennek, nem holografikus vetítésről beszélnek, hanem még arról is számítógépes modellezés. Két évvel ezelőtt egy híres asztrofizikus, Nobel-díjas George Smoot, érveket mutatott be amellett, hogy az emberiség egy ilyen számítógépes szimulációban él. Állítása szerint ez lehetséges például a számítógépes játékok fejlesztésének köszönhetően, amelyek elméletileg a virtuális valóság magját alkotják. Létrehoznak valaha valósághű szimulációkat az emberek? A válasz igen” – mondta egy interjúban. „Nyilvánvalóan jelentős előrelépés történt ebben a kérdésben. Csak nézd meg az első "Pong"-ot és a ma készült játékokat. 2045 körül hamarosan át tudjuk vinni gondolatainkat a számítógépekbe.”

Az Univerzum mint holografikus vetület

Tekintettel arra, hogy az agy bizonyos idegsejtjeit mágneses rezonancia képalkotás segítségével már fel tudjuk térképezni, ennek a technológiának a más célokra történő alkalmazása nem jelenthet problémát. Ekkor működhet a virtuális valóság, amely több ezer emberrel teszi lehetővé a kapcsolatot, és egyfajta agyi stimulációt biztosít. Ez megtörténhetett a múltban, mondja Smoot, és világunk a virtuális szimulációk fejlett hálózata. Ráadásul ez végtelenül sokszor megtörténhet! Tehát élhetünk egy szimulációban, amely egy másik szimulációban van, egy másik szimulációban, ami... és így tovább a végtelenségig.

A világ, és még inkább az Univerzum sajnos nem tányéron adatik meg nekünk. Inkább mi magunk is részesei vagyunk azoknak az ételeknek, amelyeket – ahogy egyes hipotézisek mutatnak – nem nekünk készítettek.

Vajon az univerzumnak az a parányi része, amelynek – legalábbis materialista értelemben – valaha is megismerjük az egész szerkezetet? Elég intelligensek vagyunk-e ahhoz, hogy megértsük és felfogjuk az univerzum titkát? Valószínűleg nem. Ha azonban úgy döntenénk, hogy végül elbukunk, nehéz lenne nem észrevenni, hogy ez bizonyos értelemben egyfajta végső betekintést is jelentene minden dolog természetébe...