Apa kita cukup pinter kanggo mangerteni alam semesta?
Semesta sing bisa diamati kadhangkala bisa disedhiyakake ing piring, kaya sing ditindakake dening musisi Pablo Carlos Budassi nalika gabung karo Universitas Princeton lan peta logaritma NASA dadi siji disk warna. Iki minangka model geosentris - Bumi ana ing tengah piring, lan plasma Big Bang ana ing pinggir.
Visualisasi apik kaya liyane, lan luwih apik tinimbang liyane, amarga cedhak karo sudut pandang manungsa. Ana akeh teori babagan struktur, dinamika lan nasib alam semesta, lan paradigma kosmologis sing wis ditampa pirang-pirang dekade kayane rada rusak akhir-akhir iki. Contone, swara sing saya keprungu mbantah teori Big Bang.
Semesta minangka taman keanehan, dicet ing pirang-pirang taun ing "mainstream" fisika lan kosmologi, diisi karo fenomena aneh kayata quasar raksasa mabur adoh saka kita kanthi cepet, prakara petengsing ora ana sing nemokake lan ora nuduhake tandha-tandha akselerator, nanging "perlu" kanggo nerangake rotasi galaksi kanthi cepet, lan pungkasane, Big Bangsing nggawe kabeh fisika dadi perjuangan karo sing ora bisa diterangake, paling ora kanggo wayahe, kekhasan.
ora ana kembang api
Orisinalitas Big Bang ngetutake langsung lan mesthi saka matematika teori relativitas umum. Nanging, sawetara ilmuwan ndeleng iki minangka fenomena masalah, amarga matématika mung bisa nerangake apa sing kedadeyan sanalika sawise ... - nanging ora ngerti apa sing kedadeyan ing wayahe sing aneh banget, sadurunge kembang api gedhe (2).
Akeh ilmuwan isin saka fitur iki. Yen mung amarga, minangka kang bubar sijine iku Nanging Ahmad Farah saka Universitas Ben ing Mesir, "hukum fisika mandheg ing kana." Farag karo kolega Saurya Dasem saka Universitas Lethbridge ing Kanada, diwenehi artikel sing diterbitake ing 2015 ing Physics Letters B, model sing alam semesta ora ana wiwitan lan ora ana pungkasan, mula ora ana singularitas.
Kaloro fisikawan kasebut diilhami dening karyane. David Bohm wiwit 50s. Dheweke nganggep kamungkinan kanggo ngganti garis geodesik sing dikenal saka teori relativitas umum (garis paling cendhak sing nyambungake rong titik) karo lintasan kuantum. Ing makalah kasebut, Farag lan Das ngetrapake lintasan Bohm kasebut menyang persamaan sing dikembangake ing taun 1950 dening fisikawan. Kanggo Amala Kumara Raychaudhury saka Universitas Calcutta. Raychaudhuri uga dadi guru Das nalika umur 90. Nggunakake persamaan Raychaudhuri, Ali lan Das entuk koreksi kuantum. persamaan Friedmankang, ing siji, nggambarake évolusi saka Universe (kalebu Big Bang) ing konteks relativitas umum. Sanajan model iki dudu teori gravitasi kuantum sing sejati, model iki kalebu unsur saka teori kuantum lan relativitas umum. Farag lan Das uga ngarepake asile bakal bener sanajan teori gravitasi kuantum sing lengkap wis dirumusake.
Teori Farag-Das ora prédhiksi Big Bang utawa kacilakan gedhe bali menyang singularitas. Lintasan kuantum sing digunakake dening Farag lan Das ora tau nyambung lan mulane ora nate mbentuk titik tunggal. Saka sudut pandang kosmologis, para ilmuwan nerangake, koreksi kuantum bisa dideleng minangka konstanta kosmologis, lan ora perlu ngenalake energi peteng. Konstanta kosmologis ndadékaké kasunyatan yèn solusi persamaan Einstein bisa dadi donya kanthi ukuran lan umur tanpa wates.
Iki ora mung teori ing jaman saiki sing ngrusak konsep Big Bang. Contone, ana hipotesis yen wektu lan papan muncul, asale lan alam semesta kapindhokang wektu mili mundur. Wawasan iki diwenehake dening klompok fisikawan internasional, kalebu: Tim Kozlowski saka Universitas New Brunswick, Pasar Flavio Perimeter Institut Fisika Teoritis lan Julian Barbour. Loro alam semesta sing dibentuk nalika Big Bang, ing téyori iki, kudu dadi gambaran saka awake dhewe (3), supaya padha duwe hukum fisika beda lan raos beda saka aliran wektu. Mbok padha nembus saben liyane. Apa wektu mili maju utawa mundur nemtokake kontras antarane entropi dhuwur lan kurang.
Sabanjure, penulis proposal anyar liyane babagan model kabeh, Wong Tzu Shu saka Universitas Nasional Taiwan, njlèntrèhaké wektu lan papan ora minangka barang sing kapisah, nanging minangka bab sing raket sing bisa dadi siji. Kacepetan cahya utawa konstanta gravitasi ora invarian ing model iki, nanging minangka faktor owah-owahan wektu lan massa dadi ukuran lan spasi nalika alam semesta ngembang. Teori Shu, kaya akeh konsep liyane ing donya akademisi, mesthi bisa dideleng minangka fantasi, nanging model alam semesta sing berkembang kanthi 68% energi peteng sing nyebabake ekspansi uga dadi masalah. Sawetara nyathet yen kanthi bantuan teori iki, para ilmuwan "ngganti ing karpet" hukum fisik konservasi energi. Teori Taiwan ora nglanggar prinsip konservasi energi, nanging ana masalah karo radiasi latar mburi gelombang mikro, sing dianggep minangka sisa saka Big Bang. Soko kanggo soko.
Sampeyan ora bisa ndeleng peteng lan kabeh
Calon kehormatan prakara peteng akeh. Partikel-partikel masif sing interaksi lemah, partikel-partikel masif sing interaksi banget, neutrino steril, neutrino, aksion - iki mung sawetara solusi kanggo misteri "kahuripan" ing Alam Semesta sing wis diusulake para ahli teori nganti saiki.
Wis pirang-pirang dekade, calon sing paling populer wis hipotetis, abot (sepuluh kaping luwih abot tinimbang proton) sesambungan lemah. partikel disebut WIMPs. Dianggep padha aktif ing fase wiwitan eksistensi Semesta, nanging nalika adhem lan partikel kasebar, interaksi kasebut sirna. Petungan nuduhake yen massa total WIMP kudu kaping lima luwih gedhe tinimbang materi biasa, sing persis kaya prakiraan materi peteng.
Nanging, ora ana jejak WIMP sing ditemokake. Dadi saiki luwih populer kanggo ngomong babagan nggoleki neutrino steril, partikel materi gelap hipotetis kanthi muatan listrik nol lan massa sithik banget. Kadhangkala neutrino steril dianggep minangka neutrino generasi kaping papat (bebarengan karo neutrino elektron, muon lan tau). Fitur khas yaiku interaksi karo materi mung ing tumindak gravitasi. Ditandani kanthi simbol νs.
Osilasi neutrino kanthi teori bisa nggawe muon neutrino steril, sing bakal nyuda jumlahe ing detektor. Iki utamané kamungkinan sawise balok neutrino wis liwat wilayah saka materi Kapadhetan dhuwur kayata inti bumi. Mulane, detektor IceCube ing Kutub Kidul digunakake kanggo mirsani neutrino sing teka saka Hemisfer Lor ing kisaran energi saka 320 GeV nganti 20 TeV, ing ngendi sinyal sing kuwat diarepake yen ana neutrino steril. Sayange, analisis data acara sing diamati bisa ngilangi eksistensi neutrino steril ing wilayah sing bisa diakses saka spasi parameter, sing diarani. 99% tingkat kapercayan.
Ing Juli 2016, sawise rong puluh sasi eksperimen karo detektor Xenon Bawah Tanah Gedhe (LUX), para ilmuwan ora bisa ngomong apa-apa kajaba ... Kajaba iku, ilmuwan saka laboratorium Stasiun Luar Angkasa Internasional lan fisikawan saka CERN, sing ngetung produksi materi peteng ing bagean liya saka Large Hadron Collider, ora ngomong apa-apa babagan materi peteng.
Dadi kita kudu katon luwih. Para ilmuwan ujar manawa prakara peteng iku beda banget karo WIMP lan neutrino utawa apa wae, lan lagi mbangun LUX-ZEPLIN, detektor anyar sing kudu kaping pitung puluh luwih sensitif tinimbang sing saiki.
Ilmu pengetahuan mangu-mangu apa ana materi peteng, nanging para astronom mentas mirsani galaksi sing, sanajan massane padha karo Bima Sakti, 99,99% materi peteng. Informasi babagan panemuan kasebut diwenehake dening observatorium V.M. Keka. Iku babagan galaksi Dragonfly 44 (Kembang 44). Anane mung dikonfirmasi taun kepungkur nalika Dragonfly Telephoto Array ngamati tembelan langit ing rasi lintang Berenices Spit. Ternyata galaksi kasebut ngemot luwih akeh tinimbang sing katon sepisanan. Wiwit ana sawetara lintang ing, iku bakal cepet disintegrate yen sawetara bab misterius ora bantuan nyekeli obyek sing nggawe. Materi peteng?
Modeling?
Hipotesis Semesta minangka hologramSenadyan kasunyatan manawa wong-wong sing duwe gelar ilmiah serius melu, iku isih dianggep minangka wilayah foggy ing tapel wates ilmu. Mbok amarga ilmuwan uga wong, lan angel kanggo wong-wong mau kanggo nerangake karo jalaran mental saka riset ing bab iki. Juan Maldasenawiwit karo teori senar, kang mbatesi sesanti alam semesta kang strings kedher ing ruang sangang dimensi nggawe kasunyatan kita, kang mung hologram - proyeksi saka donya warata tanpa gravitasi..
Asil panaliten dening ilmuwan Austria, diterbitake ing 2015, nuduhake yen alam semesta mbutuhake dimensi luwih sithik tinimbang sing dikarepake. Semesta XNUMXD bisa uga mung minangka struktur informasi XNUMXD ing cakrawala kosmologis. Para ilmuwan mbandhingake karo hologram sing ditemokake ing kertu kredit - sejatine rong dimensi, sanajan kita ndeleng minangka telung dimensi. miturut Daniela Grumillera saka Universitas Teknologi Wina, alam semesta kita cukup rata lan nduweni lengkungan positif. Grumiller nerangake ing Physical Review Letters yen gravitasi kuantum ing spasi datar bisa diterangake holographically dening téori kuantum standar, banjur kudu ana uga jumlah fisik sing bisa diitung ing loro teori, lan asil kudu cocog. Utamane, siji fitur kunci mekanika kuantum, entanglement kuantum, kudu ditampilake ing teori gravitasi.
Sawetara luwih maju, ora ngomong babagan proyeksi holografik, nanging malah modeling komputer. Rong taun kepungkur, ahli astrofisika misuwur, pemenang Bebungah Nobel, George Smoot, nampilake bantahan manawa manungsa urip ing simulasi komputer kasebut. Dheweke ngaku yen iki bisa, contone, amarga pangembangan game komputer, sing sacara teoritis mbentuk inti saka kasunyatan virtual. Apa manungsa bakal nggawe simulasi sing nyata? Jawabane ya,” ujare ing wawancara. "Temenan, kemajuan sing signifikan wis ditindakake babagan masalah iki. Cukup katon ing "Pong" pisanan lan game digawe dina iki. Kira-kira taun 2045, kita bakal bisa nransfer pikirane menyang komputer kanthi cepet.
Semesta minangka Proyeksi Holografik
Amarga kita wis bisa nggawe peta neuron tartamtu ing otak liwat panggunaan pencitraan resonansi magnetik, nggunakake teknologi iki kanggo tujuan liyane ora dadi masalah. Banjur kasunyatan virtual bisa digunakake, sing ngidini kontak karo ewu wong lan nyedhiyakake wangun stimulasi otak. Iki bisa uga kedadeyan ing jaman kepungkur, ujare Smoot, lan jagad iki minangka jaringan simulasi virtual sing canggih. Kajaba iku, bisa kedadeyan kaping pirang-pirang tanpa wates! Supaya kita bisa manggon ing simulasi sing ana ing simulasi liyane, sing ana ing simulasi liyane yaiku ... lan ad infinitum.
Donya, lan malah liyane Universe, sayangé, ora diwenehi kanggo kita ing piring. Nanging, kita dhewe minangka bagean, cilik banget, saka piring sing, kaya sing dituduhake sawetara hipotesis, bisa uga ora disiapake kanggo kita.
Apa bagean cilik saka alam semesta sing kita - paling ora ing pangertèn materialistis - bakal ngerti kabeh struktur? Apa kita cukup cerdas kanggo ngerti lan ngerti misteri alam semesta? Mbokmenawa ora. Nanging, yen kita mutusake yen pungkasane bakal gagal, bakal angel ora ngerteni manawa iki uga, ing pangertèn tartamtu, minangka wawasan pungkasan babagan sifat kabeh perkara ...
