Достатъчно интелигентни ли сме, за да разберем Вселената?

Наблюдаваната вселена понякога може да бъде сервирана на чиния, както наскоро направи музикантът Пабло Карлос Будаси, когато комбинира логаритмичните карти на Принстънския университет и НАСА в един цветен диск. Това е геоцентричен модел - Земята е в центъра на плочата, а плазмата на Големия взрив е в краищата.

Визуализацията е добра като всяка друга и дори по-добра от другите, защото е близка до човешката гледна точка. Има много теории за структурата, динамиката и съдбата на Вселената, а космологичната парадигма, която е била приета от десетилетия, изглежда малко се разпада напоследък. Например, все по-често се чуват гласове, които отричат ​​теорията за Големия взрив.

Вселената е градина от странности, рисувана през годините в „основното течение“ на физиката и космологията, изпълнена с причудливи явления като гигантски квазари отлита от нас с главоломна скорост, тъмна материякойто никой не е открил и който не показва признаци на ускорители, но е "необходим", за да обясни твърде бързото въртене на галактиката, и накрая, Голям взривкоето обрича цялата физика на борба с необяснимото, поне за момента, особеност.

нямаше фойерверки

Оригиналността на Големия взрив следва пряко и неизбежно от математиката на общата теория на относителността. Въпреки това, някои учени виждат това като проблематичен феномен, защото математиката може да обясни само какво се е случило непосредствено след ... - но тя не знае какво се е случило в този много особен момент, преди голямата фойерверка (2).

Много учени се отклоняват от тази функция. Дори само защото, както наскоро се изрази той Но Ахмед Фарах от университета в Бен в Египет, „законите на физиката спират да действат там“. Фараг с колега Сауря Дасем от университета в Летбридж в Канада, представена в статия, публикувана през 2015 г. в Physics Letters B, модел, в който Вселената няма начало и край и следователно няма сингулярност.

И двамата физици бяха вдъхновени от работата си. Дейвид Бом от 50-те години. Той разглежда възможността за замяна на геодезическите линии, известни от общата теория на относителността (най-късите линии, свързващи две точки) с квантови траектории. В своята статия Фараг и Дас прилагат тези траектории на Бом към уравнение, разработено през 1950 г. от физика Амала Кумара Райчаудхуриего от университета в Калкута. Райчаудхури също беше учител на Дас, когато той беше на 90. Използвайки уравнението на Райчаудхури, Али и Дас получиха квантовата корекция уравнение на Фридманкоето от своя страна описва еволюцията на Вселената (включително Големия взрив) в контекста на общата теория на относителността. Въпреки че този модел не е истинска теория на квантовата гравитация, той включва елементи както на квантовата теория, така и на общата теория на относителността. Фараг и Дас също очакват техните резултати да останат верни дори когато най-накрая бъде формулирана пълна теория на квантовата гравитация.

Теорията на Фараг-Дас не предсказва нито Големия взрив, нито страхотна катастрофа връщане към сингулярността. Квантовите траектории, използвани от Фараг и Дас, никога не се свързват и следователно никога не образуват единична точка. От космологична гледна точка, обясняват учените, квантовите корекции могат да се разглеждат като космологична константа и не е необходимо да се въвежда тъмна енергия. Космологичната константа води до факта, че решението на уравненията на Айнщайн може да бъде свят с краен размер и безкрайна възраст.

Това не е единствената теория в последно време, която подкопава концепцията за Големия взрив. Например има хипотези, че когато времето и пространството са се появили, то е възникнало и втора вселенав който времето тече назад. Тази визия е представена от международна група физици, състояща се от: Тим Козловски от университета в Ню Брънзуик, Пазари на Флавио Периметър на Института по теоретична физика и Джулиан Барбър. Двете вселени, образувани по време на Големия взрив, според тази теория, трябва да бъдат огледални образи на самите себе си (3), така че те имат различни закони на физиката и различно усещане за потока на времето. Може би те проникват един в друг. Дали времето тече напред или назад определя контраста между висока и ниска ентропия.

На свой ред, авторът на друго ново предложение по модела на всичко, Вонг-Джи Шу от Националния тайвански университет, описва времето и пространството не като отделни неща, а като тясно свързани неща, които могат да се превръщат едно в друго. Нито скоростта на светлината, нито гравитационната константа са инвариантни в този модел, но са фактори за трансформацията на времето и масата в размер и пространство с разширяването на Вселената. Теорията на Шу, подобно на много други концепции в академичния свят, разбира се, може да се разглежда като фантазия, но моделът на разширяваща се вселена с 68% тъмна енергия, която причинява разширяването, също е проблематичен. Някои отбелязват, че с помощта на тази теория учените "замениха под килима" физическия закон за запазване на енергията. Теорията на Тайван не нарушава принципите за запазване на енергията, но от своя страна има проблем с микровълновата фонова радиация, която се смята за остатък от Големия взрив. Нещо за нещо.

Не можете да видите тъмното и всичко останало

Почетни номинации тъмна материя Много. Слабо взаимодействащи масивни частици, силно взаимодействащи масивни частици, стерилни неутрино, неутрино, аксиони – това са само част от предлаганите от теоретиците решения на мистерията на „невидимата“ материя във Вселената.

В продължение на десетилетия най-популярните кандидати са хипотетични, тежки (десет пъти по-тежки от протон), слабо взаимодействащи частици, наречени WIMPs. Предполагаше се, че те са били активни в началната фаза на съществуването на Вселената, но с охлаждането й и разпръскването на частиците взаимодействието им избледнява. Изчисленията показаха, че общата маса на WIMP е трябвало да бъде пет пъти по-голяма от тази на обикновената материя, което е точно толкова, колкото е оценена тъмната материя.

Не бяха открити обаче следи от WIMPs. Така че сега е по-популярно да се говори за търсене стерилни неутрино, хипотетични частици от тъмна материя с нулев електрически заряд и много малка маса. Понякога стерилните неутрино се считат за четвърто поколение неутрино (заедно с електронни, мюонни и тау неутрино). Характерната му особеност е, че взаимодейства с материята само под действието на гравитацията. Обозначава се със символа ν_s.

Неутриновите осцилации теоретично биха могли да направят мюонните неутрино стерилни, което би намалило броя им в детектора. Това е особено вероятно, след като лъчът на неутрино е преминал през област с материя с висока плътност, като земното ядро. Следователно, детекторът IceCube на Южния полюс беше използван за наблюдение на неутрино, идващи от Северното полукълбо в енергийния диапазон от 320 GeV до 20 TeV, където се очакваше силен сигнал в присъствието на стерилни неутрино. За съжаление анализът на данните от наблюдавани събития позволи да се изключи съществуването на стерилни неутрино в достъпния участък на пространството на параметрите, т.нар. 99% ниво на доверие.

През юли 2016 г., след двадесет месеца експерименти с големия подземен ксенонов (LUX) детектор, учените нямаха какво да кажат, освен че... не откриха нищо. По същия начин учените от лабораторията на Международната космическа станция и физиците от ЦЕРН, които разчитаха на производството на тъмна материя във втората част на Големия адронен колайдер, не казват нищо за тъмната материя.

Така че трябва да търсим по-нататък. Учените казват, че може би тъмната материя е нещо напълно различно от WIMPs и неутрино или каквото и да е, и те изграждат LUX-ZEPLIN, нов детектор, който трябва да бъде седемдесет пъти по-чувствителен от сегашния.

Науката се съмнява дали съществува такова нещо като тъмна материя, но все пак астрономите наскоро наблюдаваха галактика, която, въпреки че има маса, подобна на Млечния път, е 99,99% тъмна материя. Информация за откритието е предоставена от обсерваторията V.M. Кека. Това е около галактика водно конче 44 (Водно конче 44). Неговото съществуване беше потвърдено едва миналата година, когато телефото масивът Dragonfly наблюдава участък от небето в съзвездието Береническа коса. Оказа се, че галактиката съдържа много повече, отколкото изглежда на пръв поглед. Тъй като в него има малко звезди, той бързо би се разпаднал, ако някакво мистериозно нещо не помогна да се задържат заедно обектите, които го съставят. Тъмна материя?

Моделиране?

хипотеза Вселената като холограмавъпреки факта, че в него се занимават хора със сериозни научни степени, той все още се третира като мъглива зона на границата на науката. Може би защото и учените са хора и им е трудно да се примирят с психическите последици от изследванията в това отношение. Хуан Малдасеназапочвайки с теорията на струните, той изложи визия за Вселената, в която струните, вибриращи в деветмерното пространство, създават нашата реалност, която е просто холограма - проекция на плосък свят без гравитация..

Резултатите от проучване на австрийски учени, публикувано през 2015 г., показват, че Вселената се нуждае от по-малко измерения от очакваното. XNUMXD вселената може да е просто XNUMXD информационна структура на космологичния хоризонт. Учените го сравняват с холограмите, открити на кредитни карти - те всъщност са двуизмерни, въпреки че ние ги виждаме като триизмерни. Според Даниела Грумилера от Виенския технологичен университет нашата Вселена е доста плоска и има положителна кривина. Грумилър обяснява в Physical Review Letters, че ако квантовата гравитация в плоското пространство може да бъде описана холографски от стандартната квантова теория, тогава трябва да има и физически величини, които могат да бъдат изчислени и в двете теории, и резултатите трябва да съвпадат. По-специално, една ключова характеристика на квантовата механика, квантовото заплитане, трябва да се прояви в теорията на гравитацията.

Някои отиват по-далеч, говорейки не за холографска проекция, а дори за компютърно моделиране. Преди две години известен астрофизик, носител на Нобелова награда, Джордж Смут, представи аргументи, че човечеството живее в такава компютърна симулация. Той твърди, че това е възможно например благодарение на развитието на компютърните игри, които теоретично формират ядрото на виртуалната реалност. Ще създават ли някога хората реалистични симулации? Отговорът е да“, каза той в интервю. „Очевидно е постигнат значителен напредък по този въпрос. Просто погледнете първия "Pong" и игрите, направени днес. Около 2045 г. много скоро ще можем да прехвърлим мислите си в компютри.

Вселената като холографска проекция

Като се има предвид, че вече можем да картографираме определени неврони в мозъка чрез използването на ядрено-магнитен резонанс, използването на тази технология за други цели не би трябвало да представлява проблем. Тогава може да работи виртуалната реалност, която позволява контакт с хиляди хора и осигурява форма на мозъчна стимулация. Това може да се е случило в миналото, казва Смут, и нашият свят е усъвършенствана мрежа от виртуални симулации. Освен това може да се случи безкраен брой пъти! Така че можем да живеем в симулация, която е в друга симулация, съдържаща се в друга симулация, която е... и така нататък до безкрай.

Светът и още повече Вселената, за съжаление, не ни се дава в чиния. По-скоро ние самите сме част, много малка, от ястия, които, както показват някои хипотези, може да не са били приготвени за нас.

Ще познае ли някога цялата структура тази малка част от Вселената, която ние - поне в материалистичен смисъл? Достатъчно интелигентни ли сме, за да разберем и разберем мистерията на Вселената? Вероятно не. Въпреки това, ако някога решим, че в крайна сметка ще се провалим, би било трудно да не забележим, че това също ще бъде в известен смисъл един вид окончателно вникване в природата на всички неща...