Naha urang cukup pinter ngartos alam semesta?

Alam semesta anu tiasa ditingali sakapeung tiasa disayogikeun dina piring, sapertos musisi Pablo Carlos Budassi nembe dilakukeun nalika anjeunna ngagabungkeun Princeton University sareng peta logaritmik NASA kana hiji disk warna. Ieu mangrupikeun modél geocentric - Bumi aya di tengah piring, sareng plasma Big Bang aya di tepi.

Visualisasi sae sareng anu sanés, bahkan langkung saé tibatan anu sanés, sabab caket kana sudut pandang manusa. Aya seueur téori ngeunaan struktur, dinamika sareng nasib jagat raya, sareng paradigma kosmologis anu parantos katampa mangtaun-taun sigana rada ngarecah akhir-akhir ieu. Contona, sora beuki kadéngé mungkir téori Big Bang.

Jagat raya mangrupikeun taman kahéngkéran, dicét salami mangtaun-taun dina "mainstream" fisika sareng kosmologi, ngeusi fénoména anéh sapertos quasars raksasa ngalayang jauh ti urang kalayan gancang, perkara poékanu teu aya anu mendakan sareng anu henteu nunjukkeun tanda-tanda akselerator, tapi "diperlukeun" pikeun ngajelaskeun rotasi galaksi anu gancang teuing, sareng, tungtungna, Ledakan badagnu dooms sakabéh fisika kana perjuangan jeung inexplicable, sahenteuna pikeun momen, peculiarity.

teu aya kembang api

Originalitas Big Bang nuturkeun langsung jeung inevitably tina matematik téori rélativitas umum. Sanajan kitu, sababaraha élmuwan ningali ieu salaku fenomena masalah, sabab matématika ngan bisa ngajelaskeun naon anu lumangsung langsung saatos ... - tapi teu nyaho naon anu lumangsung dina momen pisan aneh, saméméh kembang api hébat (2).

Loba élmuwan isin jauh ti fitur ieu. Lamun ngan kusabab, sakumaha anjeunna nembe nempatkeun eta Ali Ahmad Farah ti Universitas Ben di Mesir, "hukum fisika eureun digawé di dinya." Farag jeung batur sapagawean Saurya Dasem ti Universitas Lethbridge di Kanada, dibere dina artikel diterbitkeun dina 2015 dina Fisika Hurup B, model nu alam semesta teu boga awal jeung euweuh tungtung, sahingga euweuh singularity.

Duanana fisikawan diideuan ku karyana. David Bohm saprak 50s. Anjeunna nganggap kamungkinan ngagentos garis géodésik anu dikenal tina téori rélativitas umum (garis anu paling pondok anu nyambungkeun dua titik) sareng lintasan kuantum. Dina makalahna, Farag sareng Das nerapkeun lintasan Bohm ieu kana persamaan anu dikembangkeun taun 1950 ku fisikawan. Amala Kumara Raychaudhuryego ti Universitas Kalkuta. Raychaudhuri ogé guru Das nalika anjeunna 90. Ngagunakeun persamaan Raychaudhuri urang, Ali jeung Das meunang koreksi kuantum. persamaan Friedmannu, kahareupna ngajelaskeun évolusi Alam Semesta (kaasup Big Bang) dina konteks rélativitas umum. Sanaos modél ieu sanés téori gravitasi kuantum anu leres, éta kalebet unsur tiori kuantum sareng rélativitas umum. Farag sareng Das ogé ngarepkeun hasilna bakal leres sanajan téori lengkep gravitasi kuantum tungtungna dirumuskeun.

Téori Farag-Das henteu ngaramalkeun Big Bang atanapi runtuhna hébat balik deui ka singularitas. Lintasan kuantum anu dianggo ku Farag sareng Das henteu pernah nyambung sahingga henteu pernah ngabentuk titik tunggal. Tina sudut pandang kosmologis, para ilmuwan ngajelaskeun, koréksi kuantum tiasa ditingali salaku konstanta kosmologis, sareng teu kedah ngenalkeun énergi poék. Konstanta kosmologis ngabalukarkeun kanyataan yén solusi persamaan Einstein bisa jadi dunya ukuran wates jeung umur taya.

Ieu sanés ngan ukur téori dina jaman ayeuna anu ngarusak konsép Big Bang. Salaku conto, aya hipotesis yén nalika waktos sareng rohangan muncul, éta asalna sareng jagat kaduadi mana waktu ngalir ka tukang. Visi ieu ditepikeun ku grup fisikawan internasional, diwangun ku: Tim Kozlowski ti Universitas New Brunswick, Pasar Flavio Perimeter Institute of Fisika Téoritis jeung Julian Barbour. Dua alam semesta anu kabentuk nalika Big Bang, dina téori ieu, kedah janten gambar eunteung sorangan (3), jadi maranéhna boga hukum fisika béda jeung rasa béda aliran waktu. Sugan maranéhna silih tembus. Naha waktos ngalir ka hareup atanapi mundur nangtukeun kontras antara éntropi luhur sareng handap.

Kahareupna panulis proposal anyar anu sanés ngeunaan modél sadayana, Wun-Ji Shu ti Universitas Nasional Taiwan, ngajelaskeun waktu jeung spasi lain salaku hal misah, tapi salaku hal raket patalina nu bisa robah jadi hiji sarua séjén. Boh laju cahaya atawa konstanta gravitasi teu invarian dina modél ieu, tapi mangrupakeun faktor dina transformasi waktu jeung massa kana ukuran jeung spasi salaku alam semesta expands. Téori Shu, kawas loba konsép séjén di dunya akademik, tangtosna bisa ditempo salaku implengan, tapi model alam semesta ngembangna kalawan 68% énergi poék anu ngabalukarkeun ékspansi ogé masalah. Sababaraha dicatet yén kalayan bantuan téori ieu, élmuwan "diganti handapeun karpét" hukum fisik konservasi énergi. Téori Taiwan henteu ngalanggar prinsip konservasi énergi, tapi dina gilirannana boga masalah jeung radiasi tukang gelombang mikro, nu dianggap sésa Big Bang. Hal pikeun hal.

Anjeun teu tiasa ningali poék sareng sadayana

Calon honorer perkara poék loba. Lemah interacting partikel masif, kuat interacting partikel masif, neutrino steril, neutrino, axions - ieu ngan sababaraha solusi pikeun misteri "kawih" di Alam Semesta anu geus diajukeun ku theorists sajauh ieu.

Mangtaun-taun, calon anu paling populér nyaéta hipotésis, beurat (sapuluh kali langkung beurat tibatan proton), interaksi anu lemah. partikel disebut WIMPs. Hal ieu dianggap yén maranéhanana aktip dina fase awal ayana Alam Semesta, tapi sakumaha eta leuwih tiis sarta partikel sumebar, interaksi maranéhanana luntur. Itungan némbongkeun yén total massa WIMPs kudu geus lima kali tina zat biasa, nu persis saloba zat poék geus diperkirakeun.

Sanajan kitu, euweuh ngambah WIMPs kapanggih. Janten ayeuna langkung populér pikeun ngobrol ngeunaan milarian neutrino steril, partikel zat poék hipotétis kalayan muatan listrik nol sareng massa anu sakedik. Kadang-kadang neutrino steril dianggap salaku generasi kaopat neutrino (babarengan jeung éléktron, muon jeung tau neutrino). Ciri has nyaeta interaksi jeung zat ngan dina pangaruh gravitasi. Dilambangkeun ku lambang ν_s.

Osilasi neutrino sacara téoritis tiasa ngajadikeun muon neutrino steril, anu bakal ngirangan jumlahna dina detektor. Ieu utamana dipikaresep sanggeus sinar neutrino geus ngaliwatan wewengkon zat dénsitas luhur kayaning inti Bumi. Ku alatan éta, detektor IceCube di Kutub Kidul dipaké pikeun niténan neutrino datang ti Hémisfér Kalér dina rentang énergi ti 320 GeV nepi ka 20 TeV, dimana sinyal kuat diperkirakeun ku ayana neutrino steril. Hanjakalna, analisa data kajadian anu dititénan ngamungkinkeun pikeun ngaleungitkeun ayana neutrino steril di daérah anu tiasa diaksés tina rohangan parameter, anu disebut. 99% tingkat kapercayaan.

Dina Juli 2016, saatos dua puluh bulan ékspérimén sareng detektor Xenon Bawah Tanah Besar (LUX), para ilmuwan teu aya anu nyarios kecuali… aranjeunna henteu mendakan nanaon. Nya kitu, élmuwan ti laboratorium Stasion Angkasa Internasional jeung fisikawan ti CERN, anu diitung dina produksi zat poék dina bagian kadua Large Hadron Collider, nyebutkeun nanaon ngeunaan zat poék.

Janten urang kedah milarian langkung jauh. Élmuwan nyatakeun yén meureun masalah poék mangrupikeun hal anu béda pisan sareng WIMP sareng neutrino atanapi naon waé, sareng aranjeunna ngawangun LUX-ZEPLIN, detektor énggal anu kedahna tujuh puluh kali langkung sénsitip tibatan anu ayeuna.

Élmu mamang naha aya hal kayaning materi poék, sarta acan astronom nembé niténan hiji galaksi yén, sanajan massana sarupa jeung Bima Sakti, 99,99% materi poék. Émbaran ngeunaan kapanggihna ieu disadiakeun ku observatorium V.M. Keka. Ieu ngeunaan galaksi papatong 44 (Kapungkur 44). Ayana ngan dikonfirmasi taun ka tukang nalika Dragonfly Telephoto Array niténan patch langit dina rasi Berenices Spit. Tétéla yén galaksi ngandung leuwih ti sigana di glance kahiji. Kusabab aya sababaraha béntang di dinya, éta bakal gancang disintegrate lamun sababaraha hal misterius teu mantuan nahan babarengan objék nu nyieun eta up. Masalah poék?

Modeling?

Hipotesis Alam semesta salaku hologramsanaos kanyataan yén jalma-jalma anu ngagaduhan gelar ilmiah anu serius dina aktipitasna, éta masih diperlakukeun salaku daérah kabut dina wates élmu. Panginten sabab élmuwan ogé jalma-jalma, sareng hese pikeun aranjeunna ngartos akibat méntal tina panalungtikan dina hal ieu. Juan Maldasenadimimitian ku téori string, anjeunna diteundeun kaluar visi alam semesta nu string ngageter dina spasi salapan diménsi nyieun kanyataanana urang, nu ngan hologram a - a proyéksi dunya datar tanpa gravitasi..

Hasil tina ulikan élmuwan Austria, diterbitkeun dina 2015, nunjukkeun yén alam semesta merlukeun leuwih saeutik diménsi ti ekspektasi. Alam semesta XNUMXD tiasa waé janten struktur inpormasi XNUMXD dina cakrawala kosmologis. Élmuwan ngabandingkeun éta sareng hologram anu aya dina kartu kiridit - aranjeunna saleresna dua diménsi, sanaos urang ningali aranjeunna salaku tilu diménsi. Numutkeun kana Daniela Grumillera ti Universitas Téknologi Wina, alam semesta urang rada datar sarta ngabogaan curvature positif. Grumiller ngécéskeun dina Physical Review Letters yén lamun gravitasi kuantum dina spasi datar bisa digambarkeun holographically ku téori kuantum baku, mangka kudu aya ogé kuantitas fisik nu bisa diitung dina duanana téori, sarta hasilna kudu cocog. Khususna, salah sahiji fitur konci mékanika kuantum, entanglement kuantum, kedah muncul dina téori gravitasi.

Sababaraha langkung jauh, henteu nyarios ngeunaan proyéksi holografik, tapi bahkan tina modeling komputer. Dua taun ka tukang, ahli astrofisika anu kasohor, anu meunang Hadiah Nobel, George Smoot, dibere argumen yen manusa hirup di jero simulasi komputer misalna. Anjeunna ngaklaim yén ieu mungkin, contona, berkat ngembangkeun kaulinan komputer, nu téoritis ngabentuk inti kanyataanana maya. Naha manusa bakal nyiptakeun simulasi anu réalistis? Jawabanna nyaéta enya, ”saurna dina wawancara. "Jelas, kamajuan signifikan parantos dilakukeun dina masalah ieu. Tingali heula "Pong" sareng kaulinan anu dilakukeun ayeuna. Kira-kira taun 2045, urang bakal tiasa nransferkeun pamikiran urang kana komputer geura-giru.

Alam Semesta salaku proyéksi Holographic

Tempo yén urang geus bisa peta neuron tangtu dina uteuk ngaliwatan pamakéan imaging résonansi magnét, ngagunakeun téhnologi ieu pikeun tujuan séjén teu jadi masalah. Mangka kanyataanana maya tiasa dianggo, anu ngamungkinkeun kontak sareng rébuan jalma sareng nyayogikeun bentuk stimulasi otak. Ieu mungkin geus kaliwat, nyebutkeun Smoot, sarta dunya urang mangrupa jaringan canggih tina simulasi maya. Leuwih ti éta, ieu bisa lumangsung sababaraha kali tanpa wates! Sangkan bisa hirup dina simulasi nu aya dina simulasi sejen, dikandung dina simulasi sejen nyaeta ... jeung saterusna ad infinitum.

Dunya, komo deui Alam Semesta, hanjakalna, teu dibikeun ka urang dina piring. Sabalikna, urang sorangan mangrupikeun bagian, leutik pisan, tina piring anu, sakumaha anu nunjukkeun sababaraha hipotesis, panginten henteu acan disiapkeun pikeun urang.

Naha éta bagian leutik alam semesta anu urang - sahenteuna dina rasa materialistis - kantos terang sadayana struktur? Naha urang cukup pinter ngartos sareng ngartos misteri alam semesta? Meureun euweuh. Nanging, upami urang kantos mutuskeun yén urang antukna bakal gagal, éta bakal sesah henteu perhatikeun yén ieu ogé bakal, dina rasa anu tangtu, mangrupikeun wawasan ahir kana sifat sagala hal ...