Τι κάναμε λάθος?

Η Φυσική έχει βρεθεί σε ένα δυσάρεστο αδιέξοδο. Αν και έχει το δικό του Καθιερωμένο μοντέλο, που πρόσφατα συμπληρώθηκε από το σωματίδιο Higgs, όλες αυτές οι εξελίξεις δεν εξηγούν τα μεγάλα σύγχρονα μυστήρια, τη σκοτεινή ενέργεια, τη σκοτεινή ύλη, τη βαρύτητα, την ασυμμετρία ύλης-αντιύλης, ακόμη και τις ταλαντώσεις νετρίνων.

Roberto Unger και Lee Smolin

Λι Σμόλιν, ένας διάσημος φυσικός που αναφέρεται εδώ και χρόνια ως ένας από τους σοβαρούς υποψηφίους για το βραβείο Νόμπελ, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα μαζί με τον φιλόσοφο Ρομπέρτο ​​Ούνγκερεμ, το βιβλίο “The Singular Universe and the Reality of Time”. Σε αυτό, οι συγγραφείς αναλύουν, ο καθένας από τη σκοπιά του κλάδου του, τη συγκεχυμένη κατάσταση της σύγχρονης φυσικής. «Η επιστήμη αποτυγχάνει όταν εγκαταλείπει τη σφαίρα της πειραματικής επαλήθευσης και τη δυνατότητα άρνησης», γράφουν. Προτρέπουν τους φυσικούς να γυρίσουν τον χρόνο πίσω και να αναζητήσουν μια νέα αρχή.

Οι προσφορές τους είναι πολύ συγκεκριμένες. Ο Smolin και ο Unger, για παράδειγμα, θέλουν να επιστρέψουμε στο concept Ένα σύμπαν. Ο λόγος είναι απλός - βιώνουμε μόνο ένα σύμπαν, και ένα από αυτά μπορεί να εξερευνηθεί επιστημονικά, ενώ οι ισχυρισμοί για την ύπαρξη ενός πλήθους από αυτά δεν είναι εμπειρικά ελεγχόμενοι.. Μια άλλη υπόθεση που ο Smolin και ο Unger προτείνουν να αποδεχθούν είναι η ακόλουθη. πραγματικότητα του χρόνουώστε να μην δοθεί στους θεωρητικούς η ευκαιρία να ξεφύγουν από την ουσία της πραγματικότητας και τους μετασχηματισμούς της. Και τέλος, οι συγγραφείς ζητούν να περιοριστεί η γοητεία με τα μαθηματικά, τα οποία στα «όμορφα» και κομψά μοντέλα τους είναι χωρισμένα από τον πραγματικά βιωμένο και πιθανό κόσμο. ελέγξτε πειραματικά.

Ποιος ξέρει "μαθηματικά όμορφα" θεωρία χορδών, η τελευταία αναγνωρίζει εύκολα την κριτική της στα παραπάνω αξιώματα. Ωστόσο, το πρόβλημα είναι γενικότερο. Πολλές δηλώσεις και δημοσιεύματα σήμερα πιστεύουν ότι η φυσική έχει φτάσει σε αδιέξοδο. Πρέπει να κάναμε ένα λάθος κάπου στην πορεία, παραδέχονται πολλοί ερευνητές.

Έτσι, ο Smolin και ο Unger δεν είναι μόνοι. Πριν λίγους μήνες στη Φύση Τζορτζ Έλις i Joseph Silk δημοσίευσε ένα άρθρο για προστατεύοντας την ακεραιότητα της φυσικήςεπικρίνοντας αυτούς που τείνουν όλο και περισσότερο να αναβάλουν μέχρι ένα αόριστο «αύριο» πειράματα για να δοκιμάσουν διάφορες «μοντέρνες» κοσμολογικές θεωρίες. Πρέπει να χαρακτηρίζονται από «αρκετή κομψότητα» και επεξηγηματική αξία. «Αυτό σπάει την επιστημονική παράδοση αιώνων, σύμφωνα με την οποία η επιστημονική γνώση είναι γνώση. εμπειρικά επιβεβαιωμένο- υπενθυμίζουν οι επιστήμονες. Τα γεγονότα δείχνουν ξεκάθαρα το «πειραματικό αδιέξοδο» της σύγχρονης φυσικής.. Οι πιο πρόσφατες θεωρίες για τη φύση και τη δομή του κόσμου και του Σύμπαντος, κατά κανόνα, δεν μπορούν να επαληθευτούν με πειράματα που είναι διαθέσιμα στην ανθρωπότητα.

Υπερσυμμετρικά ανάλογα σωματιδίων - Οπτικοποίηση

Έχοντας ανακαλύψει το μποζόνιο Χιγκς, οι επιστήμονες «πέτυχαν» τυπικό μοντέλο. Ωστόσο, ο κόσμος της φυσικής απέχει πολύ από το να είναι ικανοποιημένος. Γνωρίζουμε για όλα τα κουάρκ και τα λεπτόνια, αλλά δεν έχουμε ιδέα πώς να το συμβιβάσουμε με τη θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν. Δεν ξέρουμε πώς να συνδυάσουμε την κβαντική μηχανική με τη βαρύτητα για να δημιουργήσουμε μια συνεκτική θεωρία της κβαντικής βαρύτητας. Δεν γνωρίζουμε επίσης τι ήταν το Big Bang (ή αν συνέβη πραγματικά).

Επί του παρόντος, ας το ονομάσουμε mainstream φυσικοί, βλέπουν το επόμενο βήμα μετά το Καθιερωμένο Μοντέλο υπερσυμμετρία (SUSY), το οποίο προβλέπει ότι κάθε στοιχειώδες σωματίδιο που μας είναι γνωστό έχει έναν συμμετρικό «εταίρο». Αυτό διπλασιάζει τον συνολικό αριθμό των δομικών στοιχείων για την ύλη, αλλά η θεωρία ταιριάζει απόλυτα στις μαθηματικές εξισώσεις και, το σημαντικότερο, προσφέρει την ευκαιρία να ξετυλίξουμε το μυστήριο της κοσμικής σκοτεινής ύλης. Το μόνο που έμενε ήταν να περιμένουμε τα αποτελέσματα των πειραμάτων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, που θα επιβεβαίωναν την ύπαρξη υπερσυμμετρικών σωματιδίων.

Ωστόσο, τίποτα δεν έχει ακουστεί ακόμη από τη Γενεύη για τέτοιες ανακαλύψεις. Εάν δεν προκύψει τίποτα νέο από τα πειράματα LHC, πολλοί φυσικοί πιστεύουν ότι οι υπερσυμμετρικές θεωρίες θα πρέπει σιγά σιγά να αποσυρθούν, όπως ακριβώς υπερχορδήπου βασίζεται στην υπερσυμμετρία. Υπάρχουν επιστήμονες που είναι έτοιμοι να το υπερασπιστούν, ακόμα κι αν δεν βρει πειραματική επιβεβαίωση, επειδή η θεωρία SUSA είναι «πολύ όμορφη για να είναι αναληθής». Εάν είναι απαραίτητο, σκοπεύουν να επαναξιολογήσουν τις εξισώσεις τους για να αποδείξουν ότι οι μάζες των υπερσυμμετρικών σωματιδίων είναι απλώς έξω από το εύρος του LHC.

Ανωμαλία παγανιστική ανωμαλία

Εντυπώσεις - είναι εύκολο να το πεις! Ωστόσο, όταν, για παράδειγμα, οι φυσικοί καταφέρνουν να βάλουν ένα μιόνιο σε τροχιά γύρω από ένα πρωτόνιο και το πρωτόνιο «φουσκώσει», τότε αρχίζουν να συμβαίνουν περίεργα πράγματα στη φυσική μας που είναι γνωστή. Δημιουργείται μια βαρύτερη εκδοχή του ατόμου του υδρογόνου και αποδεικνύεται ότι ο πυρήνας, δηλ. το πρωτόνιο σε ένα τέτοιο άτομο είναι μεγαλύτερο (δηλαδή έχει μεγαλύτερη ακτίνα) από το «συνηθισμένο» πρωτόνιο.

Η φυσική όπως την ξέρουμε δεν μπορεί να εξηγήσει αυτό το φαινόμενο. Το μιόνιο, το λεπτόνιο που αντικαθιστά το ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο, θα πρέπει να συμπεριφέρεται σαν ηλεκτρόνιο—και συμβαίνει, αλλά γιατί αυτή η αλλαγή επηρεάζει το μέγεθος του πρωτονίου; Οι φυσικοί δεν το καταλαβαίνουν αυτό. Ίσως θα μπορούσαν να το ξεπεράσουν, αλλά... περίμενε λίγο. Το μέγεθος του πρωτονίου σχετίζεται με τις τρέχουσες φυσικές θεωρίες, ειδικά το Καθιερωμένο Μοντέλο. Οι θεωρητικοί έχουν αρχίσει να αερίζουν αυτήν την ανεξήγητη αλληλεπίδραση ένα νέο είδος θεμελιώδους αλληλεπίδρασης. Ωστόσο, προς το παρόν αυτά είναι απλώς εικασίες. Στην πορεία, πραγματοποιήθηκαν πειράματα με άτομα δευτερίου, πιστεύοντας ότι ένα νετρόνιο στον πυρήνα θα μπορούσε να επηρεάσει τα αποτελέσματα. Τα πρωτόνια ήταν ακόμη μεγαλύτερα με τα μιόνια γύρω τους παρά με τα ηλεκτρόνια.

Μια άλλη σχετικά νέα φυσική παραδοξότητα είναι μια ύπαρξη που προέκυψε από έρευνα επιστημόνων στο Trinity College του Δουβλίνου. νέα μορφή φωτός. Ένα από τα μετρούμενα χαρακτηριστικά του φωτός είναι η γωνιακή του ορμή. Μέχρι τώρα, πίστευαν ότι σε πολλές μορφές φωτός η γωνιακή ορμή είναι πολλαπλάσιο του Σταθερά του Planck. Εν τω μεταξύ, ο Δρ. Kyle Ballantyne και καθηγητές Paul Eastham i Τζον Ντόνεγκαν ανακάλυψε μια μορφή φωτός στην οποία η γωνιακή ορμή κάθε φωτονίου είναι ίση με το ήμισυ της σταθεράς του Planck.

Αυτή η αξιοσημείωτη ανακάλυψη δείχνει ότι ακόμη και οι βασικές ιδιότητες του φωτός, που νομίζαμε ότι ήταν σταθερές, μπορούν να αλλάξουν. Αυτό θα έχει πραγματικό αντίκτυπο στην έρευνα για τη φύση του φωτός και θα έχει πρακτικές εφαρμογές, για παράδειγμα σε ασφαλείς οπτικές επικοινωνίες. Από τη δεκαετία του 80, οι φυσικοί αναρωτιούνται πώς συμπεριφέρονται τα σωματίδια που κινούνται μόνο σε δύο διαστάσεις του τρισδιάστατου χώρου. Διαπίστωσαν ότι τότε θα είχαμε να κάνουμε με πολλά ασυνήθιστα φαινόμενα, συμπεριλαμβανομένων σωματιδίων των οποίων οι κβαντικές τιμές θα ήταν κλάσματα. Αυτό έχει πλέον αποδειχθεί στον κόσμο. Αυτό είναι πολύ ενδιαφέρον, αλλά σημαίνει ότι πολλές θεωρίες χρειάζονται ακόμα ενημέρωση. Και αυτή είναι μόνο η αρχή των συνδέσεων με νέες ανακαλύψεις που ξεσηκώνουν τη φυσική.

Πριν από ένα χρόνο, εμφανίστηκαν στα μέσα ενημέρωσης πληροφορίες που επιβεβαίωσαν στο πείραμά τους φυσικοί από το Πανεπιστήμιο Cornell. Κβαντικό φαινόμενο Ζήνωνα – τη δυνατότητα διακοπής ενός κβαντικού συστήματος μόνο με τη διεξαγωγή συνεχών παρατηρήσεων. Πήρε το όνομά του από τον αρχαίο Έλληνα φιλόσοφο που ισχυρίστηκε ότι η κίνηση είναι μια ψευδαίσθηση που είναι αδύνατη στην πραγματικότητα. Η σύνδεση της αρχαίας σκέψης με τη σύγχρονη φυσική είναι το έργο Baidyanatha Misri i Τζορτζ Σουνταρσάν από το Πανεπιστήμιο του Τέξας, ο οποίος περιέγραψε αυτό το παράδοξο το 1977. Ντέιβιντ Γουάινλαντ, Αμερικανός φυσικός και βραβευμένος με Νόμπελ φυσικής, με τον οποίο μίλησε ο ΜΤ τον Νοέμβριο του 2012, έκανε την πρώτη πειραματική παρατήρηση του φαινομένου Ζήνωνα, αλλά οι επιστήμονες διαφώνησαν για το αν το πείραμά του επιβεβαίωσε την ύπαρξη του φαινομένου.

Οπτικοποίηση του πειράματος του Wheeler

Πέρυσι έκανε μια νέα ανακάλυψη Mukund Vengalattoreο οποίος μαζί με την ερευνητική του ομάδα πραγματοποίησε ένα πείραμα στο υπερψυχρό εργαστήριο του Πανεπιστημίου Cornell. Οι επιστήμονες δημιούργησαν και ψύξαν ένα αέριο περίπου ενός δισεκατομμυρίου ατόμων ρουβιδίου σε έναν θάλαμο κενού και ανάρτησαν τη μάζα μεταξύ των ακτίνων λέιζερ. Τα άτομα οργανώθηκαν και σχημάτισαν ένα δικτυωτό σύστημα - συμπεριφέρονταν σαν να βρίσκονταν σε ένα κρυσταλλικό σώμα. Σε πολύ κρύο καιρό μπορούσαν να μετακινούνται από μέρος σε μέρος με πολύ χαμηλές ταχύτητες. Οι φυσικοί τα παρατήρησαν κάτω από ένα μικροσκόπιο και τα φώτισαν με σύστημα απεικόνισης λέιζερ για να μπορούν να τα δουν. Όταν το λέιζερ ήταν απενεργοποιημένο ή σε χαμηλή ένταση, τα άτομα σήραγγαν ελεύθερα, αλλά καθώς η δέσμη λέιζερ γινόταν πιο φωτεινή και οι μετρήσεις γίνονταν πιο συχνά, το ποσοστό διείσδυσης μειώθηκε απότομα.

Ο Vengalattore συνόψισε το πείραμά του ως εξής: «Έχουμε τώρα τη μοναδική ικανότητα να ελέγχουμε την κβαντική δυναμική καθαρά μέσω παρατήρησης». Είχαν δίκιο οι «ιδεαλιστές» στοχαστές, από τον Ζήνωνα μέχρι το Μπέρκλεϋ, στην «Εποχή του Λόγου» ότι τα αντικείμενα υπάρχουν μόνο επειδή τα κοιτάμε;

Πρόσφατα, έχουν εμφανιστεί συχνά διάφορες ανωμαλίες και ασυνέπειες με θεωρίες που έχουν σταθεροποιηθεί (προφανώς) με τα χρόνια. Ένα άλλο παράδειγμα προέρχεται από αστρονομικές παρατηρήσεις - πριν από λίγους μήνες αποδείχθηκε ότι το Σύμπαν διαστέλλεται ταχύτερα από ό,τι υποδηλώνουν γνωστά φυσικά μοντέλα. Σύμφωνα με ένα άρθρο του Απριλίου 2016 στο περιοδικό Nature, οι μετρήσεις που έγιναν από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins ήταν 8% υψηλότερες από ό,τι αναμενόταν από τη σύγχρονη φυσική. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια νέα μέθοδο ανάλυση των λεγόμενων τυπικών κεριών, δηλ. Οι πηγές φωτός θεωρούνται σταθερές. Και πάλι, σχόλια από την επιστημονική κοινότητα υποδηλώνουν ότι αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ένα σοβαρό πρόβλημα με τις τρέχουσες θεωρίες.

Ένας από τους εξέχοντες σύγχρονους φυσικούς, John Archibald Wheeler, πρότεινε μια κοσμική εκδοχή του τότε διάσημου πειράματος διπλής σχισμής. Στη νοητική του κατασκευή, το φως από ένα κβάζαρ ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά ταξιδεύει κατά μήκος δύο απέναντι πλευρών του γαλαξία. Εάν οι παρατηρητές παρατηρήσουν κάθε μία από αυτές τις διαδρομές ξεχωριστά, θα δουν φωτόνια. Αν και τα δύο ταυτόχρονα, θα δουν το κύμα. Ως εκ τούτου ο Σαμ η πράξη της παρατήρησης αλλάζει τη φύση του φωτόςπου άφησε το κβάζαρ πριν από ένα δισεκατομμύριο χρόνια.

Σύμφωνα με τον Wheeler, τα παραπάνω αποδεικνύουν ότι το σύμπαν δεν μπορεί να υπάρξει με φυσική έννοια, τουλάχιστον όχι με την έννοια που έχουμε συνηθίσει να κατανοούμε μια «φυσική κατάσταση». Αυτό δεν μπορεί να συμβεί στο παρελθόν, μέχρι να... μετρήσουμε. Έτσι, η σημερινή μας διάσταση επηρεάζει το παρελθόν. Έτσι, με τις παρατηρήσεις, τις ανακαλύψεις και τις μετρήσεις μας, διαμορφώνουμε τα γεγονότα του παρελθόντος, πίσω στο χρόνο, μέχρι την... αρχή του Σύμπαντος!

Η ανάλυση ολογράμματος τελειώνει

Η φυσική της μαύρης τρύπας φαίνεται να δείχνει, όπως τουλάχιστον ορισμένα μαθηματικά μοντέλα προτείνουν, ότι το σύμπαν μας δεν είναι αυτό που μας λένε οι αισθήσεις μας, δηλαδή τρισδιάστατο (η τέταρτη διάσταση - ο χρόνος - επικοινωνείται από το μυαλό). Η πραγματικότητα που μας περιβάλλει μπορεί να είναι ολόγραμμα είναι μια προβολή ενός ουσιαστικά δισδιάστατου, μακρινού επιπέδου. Εάν αυτή η εικόνα του σύμπαντος είναι σωστή, η ψευδαίσθηση της τρισδιάστατης φύσης του χωροχρόνου μπορεί να διαλυθεί μόλις τα ερευνητικά εργαλεία που έχουμε στη διάθεσή μας γίνουν επαρκώς ευαίσθητα. Κρεγκ Χόγκαν, ένας καθηγητής φυσικής Fermilab που έχει περάσει χρόνια μελετώντας τη θεμελιώδη δομή του Σύμπαντος, προτείνει ότι αυτό το επίπεδο μόλις έφτασε. Εάν το Σύμπαν είναι ένα ολόγραμμα, μπορεί να έχουμε φτάσει στα όρια της ανάλυσης της πραγματικότητας. Μερικοί φυσικοί έχουν προωθήσει την ενδιαφέρουσα υπόθεση ότι ο χωροχρόνος στον οποίο ζούμε δεν είναι τελικά συνεχής, αλλά, όπως η εικόνα σε μια ψηφιακή φωτογραφία, είναι στο πιο βασικό του επίπεδο που αποτελείται από ένα είδος «κόκκου» ή «pixel». Αν είναι έτσι, η πραγματικότητά μας πρέπει να έχει κάποιου είδους τελική «λύση». Έτσι ερμήνευσαν ορισμένοι ερευνητές τον «θόρυβο» που εμφανίστηκε στα αποτελέσματα του ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων Geo600 πριν από αρκετά χρόνια.

Για να ελέγξουν αυτή την ασυνήθιστη υπόθεση, ο Craig Hogan και η ομάδα του ανέπτυξαν το πιο ακριβές συμβολόμετρο στον κόσμο, που ονομάζεται ολόμετρο του Χόγκανπου θα πρέπει να μας δώσει την πιο ακριβή μέτρηση της ίδιας της ουσίας του χωροχρόνου. Το πείραμα, με την κωδική ονομασία Fermilab E-990, δεν είναι ένα από τα πολλά άλλα. Σκοπός του είναι να καταδείξει την κβαντική φύση του ίδιου του διαστήματος και την παρουσία αυτού που οι επιστήμονες αποκαλούν «ολογραφικό θόρυβο». Το ολόμετρο αποτελείται από δύο παρεμβολόμετρα δίπλα-δίπλα που στέλνουν ακτίνες λέιζερ ενός κιλοβάτ σε μια συσκευή που τα χωρίζει σε δύο κάθετες δέσμες 40 μέτρων. Ανακλώνται και επιστρέφουν στο σημείο διαχωρισμού, δημιουργώντας διακυμάνσεις στη φωτεινότητα των ακτίνων φωτός. Εάν προκαλούν μια συγκεκριμένη κίνηση στη συσκευή διαίρεσης, τότε αυτό θα είναι απόδειξη της δόνησης του ίδιου του χώρου.

Από την άποψη της κβαντικής φυσικής, θα μπορούσε να προκύψει χωρίς λόγο. οποιονδήποτε αριθμό συμπάντων. Βρεθήκαμε στη συγκεκριμένη, η οποία έπρεπε να πληροί μια σειρά από λεπτές προϋποθέσεις για να ζήσει ένας άνθρωπος σε αυτήν. Τότε μιλάμε για ανθρωπικός κόσμος. Για έναν πιστό, αρκεί ένα ανθρωπικό Σύμπαν που δημιουργήθηκε από τον Θεό. Η υλιστική κοσμοθεωρία δεν το αποδέχεται αυτό και υποθέτει ότι υπάρχουν πολλά σύμπαντα ή ότι το σημερινό σύμπαν είναι απλώς ένα στάδιο στην ατέρμονη εξέλιξη του πολυσύμπαντος.

Συγγραφέας της σύγχρονης έκδοσης Υποθέσεις του Σύμπαντος ως προσομοίωση (μια έννοια που σχετίζεται με το ολόγραμμα) είναι θεωρητικός Νίκλας Μπόστρομ. Δηλώνει ότι η πραγματικότητα που αντιλαμβανόμαστε είναι απλώς μια προσομοίωση που αγνοούμε. Ο επιστήμονας πρότεινε ότι εάν ήταν δυνατό να δημιουργηθεί μια αξιόπιστη προσομοίωση ενός ολόκληρου πολιτισμού ή ακόμα και ολόκληρου του σύμπαντος χρησιμοποιώντας έναν αρκετά ισχυρό υπολογιστή και οι προσομοιωμένοι άνθρωποι μπορούσαν να βιώσουν τη συνείδηση, είναι πολύ πιθανό ότι θα υπήρχε μεγάλος αριθμός τέτοιων πλασμάτων . προσομοιώσεις που δημιουργήθηκαν από προηγμένους πολιτισμούς - και ζούμε σε έναν από αυτούς, κάπως παρόμοια με το The Matrix.

Ο χρόνος δεν είναι ατελείωτος

Μήπως λοιπόν ήρθε η ώρα να σπάσουμε τα παραδείγματα; Η απομυθοποίησή τους δεν είναι κάτι ιδιαίτερα νέο στην ιστορία της επιστήμης και της φυσικής. Άλλωστε, ήταν δυνατό να ανατραπεί ο γεωκεντρισμός, η ιδέα του χώρου ως ανενεργού σταδίου και παγκόσμιου χρόνου, από την πεποίθηση ότι το Σύμπαν είναι στατικό, από την πίστη στην σκληρότητα της μέτρησης...

Τοπικό παράδειγμα δεν είναι πλέον τόσο καλά ενημερωμένος, αλλά είναι και νεκρός. Έρβιν Σρέντιγκερ και άλλοι δημιουργοί της κβαντομηχανικής παρατήρησαν ότι πριν από την πράξη της μέτρησης, το φωτόνιό μας, όπως η διάσημη γάτα τοποθετημένη σε ένα κουτί, δεν είναι ακόμη σε μια συγκεκριμένη κατάσταση, πολωμένο κατακόρυφα και οριζόντια ταυτόχρονα. Τι θα μπορούσε να συμβεί αν τοποθετούσαμε δύο μπερδεμένα φωτόνια πολύ μακριά το ένα από το άλλο και εξετάζαμε τις καταστάσεις τους χωριστά; Γνωρίζουμε τώρα ότι αν το φωτόνιο Α αποδειχθεί ότι είναι οριζόντια πολωμένο, τότε το φωτόνιο Β πρέπει να είναι κατακόρυφα πολωμένο, ακόμα κι αν το τοποθετήσαμε ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά νωρίτερα. Και τα δύο σωματίδια δεν έχουν ακριβή κατάσταση πριν από τη μέτρηση, αλλά αφού ανοίξει το ένα από τα κουτιά, το άλλο «ξέρει» αμέσως ποια ιδιότητα πρέπει να έχει. Έρχεται σε κάποιο είδος εξαιρετικής επικοινωνίας που συμβαίνει εκτός χρόνου και χώρου. Σύμφωνα με τη νέα θεωρία εμπλοκής, η εντοπιότητα δεν είναι πλέον βεβαιότητα και δύο φαινομενικά ξεχωριστά σωματίδια μπορούν να συμπεριφέρονται σαν ένα σύστημα συντεταγμένων που αγνοεί λεπτομέρειες όπως η απόσταση.

Εφόσον η επιστήμη ασχολείται με διαφορετικά παραδείγματα, γιατί να μην καταστρέψει τις καθιερωμένες απόψεις που επιμένουν στο μυαλό των φυσικών και επαναλαμβάνονται στους ερευνητικούς κύκλους; Ίσως θα είναι η προαναφερθείσα υπερσυμμετρία, ίσως η πίστη στην ύπαρξη σκοτεινής ενέργειας και ύλης, ή ίσως η ιδέα της Μεγάλης Έκρηξης και της διαστολής του Σύμπαντος;

Μέχρι τώρα, η επικρατούσα άποψη ήταν ότι το σύμπαν διαστέλλεται με ολοένα και πιο γρήγορους ρυθμούς και είναι πιθανό να το κάνει επ 'αόριστον. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένοι φυσικοί που έχουν σημειώσει ότι η θεωρία της αιώνιας διαστολής του σύμπαντος, και ειδικά το συμπέρασμά της ότι ο χρόνος είναι άπειρος, δημιουργεί πρόβλημα κατά τον υπολογισμό της πιθανότητας να συμβεί ένα γεγονός. Μερικοί επιστήμονες υποστηρίζουν ότι ο χρόνος πιθανότατα θα εξαντληθεί λόγω κάποιου είδους καταστροφής τα επόμενα 5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Φυσικός Ραφαέλ Μπούσο από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν ένα άρθρο στην πύλη arXiv.org εξηγώντας ότι σε ένα αιώνιο σύμπαν, αργά ή γρήγορα θα συμβούν ακόμη και τα πιο απίστευτα γεγονότα - και επιπλέον θα συμβούν άπειρες φορές. Εφόσον η πιθανότητα ορίζεται ως προς τον σχετικό αριθμό των γεγονότων, στην αιωνιότητα δεν υπάρχει νόημα να προσδιορίσουμε οποιαδήποτε πιθανότητα αφού κάθε γεγονός θα είναι εξίσου πιθανό. «Ο διαρκής πληθωρισμός έχει βαθιές συνέπειες», γράφει ο Bousso. «Κάθε γεγονός που έχει μη μηδενική πιθανότητα να συμβεί θα συμβεί άπειρες φορές, πιο συχνά σε μακρινές περιοχές μεταξύ των οποίων δεν υπήρξε ποτέ επαφή». Αυτό υπονομεύει τη βάση των πιθανολογικών προβλέψεων σε τοπικά πειράματα: εάν ένας άπειρος αριθμός παρατηρητών σε όλο το Σύμπαν κερδίσει το λαχείο, τότε σε ποια βάση μπορούμε να πούμε ότι είναι απίθανο να κερδίσουμε το λαχείο; Φυσικά, υπάρχει και άπειρος αριθμός μη νικητών, αλλά με ποια έννοια είναι περισσότεροι;

Μια λύση σε αυτό το πρόβλημα, εξηγούν οι φυσικοί, είναι να υποθέσουμε ότι ο χρόνος θα τελειώσει. Τότε θα υπάρχει ένας πεπερασμένος αριθμός γεγονότων και τα απίθανα γεγονότα θα συμβαίνουν λιγότερο συχνά από τα πιθανά.

Αυτή η στιγμή «κοπής» ορίζει ένα σύνολο ορισμένων επιτρεπόμενων γεγονότων. Έτσι οι φυσικοί προσπάθησαν να υπολογίσουν την πιθανότητα να τελειώσει ο χρόνος. Δίνονται πέντε διαφορετικές μέθοδοι για το χρόνο λήξης. Σε δύο σενάρια, υπάρχει πιθανότητα 50 τοις εκατό ότι αυτό θα συμβεί σε 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Τα άλλα δύο έχουν πιθανότητα 50% σε 3,3 δισεκατομμύρια χρόνια. Στο πέμπτο σενάριο, απομένει πολύ λίγος χρόνος (ώρα Planck). Με μεγάλη πιθανότητα, μπορεί να βρίσκεται ακόμη και στο... επόμενο δευτερόλεπτο.

Δεν λειτούργησε;

Ευτυχώς, αυτοί οι υπολογισμοί προβλέπουν ότι οι περισσότεροι παρατηρητές είναι τα λεγόμενα παιδιά του Boltzmann, που αναδύονται από το χάος των κβαντικών διακυμάνσεων στο πρώιμο Σύμπαν. Εφόσον οι περισσότεροι από εμάς δεν είναι, οι φυσικοί έχουν απορρίψει αυτό το σενάριο.

«Ένα όριο μπορεί να θεωρηθεί ως ένα αντικείμενο με φυσικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας», γράφουν οι συγγραφείς στην εργασία τους. «Έχοντας συναντήσει το τέλος του χρόνου, η ύλη θα φτάσει σε θερμοδυναμική ισορροπία με τον ορίζοντα. Αυτό είναι παρόμοιο με την περιγραφή ενός εξωτερικού παρατηρητή για την ύλη που πέφτει σε μια μαύρη τρύπα».

Κοσμικός πληθωρισμός και πολυσύμπαν

Η πρώτη υπόθεση είναι ότι Το σύμπαν διαστέλλεται συνεχώς στο άπειροπου είναι συνέπεια της γενικής θεωρίας της σχετικότητας και επιβεβαιώνεται καλά από πειραματικά δεδομένα. Η δεύτερη υπόθεση είναι ότι η πιθανότητα βασίζεται σε σχετική συχνότητα συμβάντων. Τέλος, η τρίτη υπόθεση είναι ότι εάν ο χωροχρόνος είναι πραγματικά άπειρος, τότε ο μόνος τρόπος για να προσδιορίσετε την πιθανότητα ενός γεγονότος είναι να περιορίσετε την προσοχή σας πεπερασμένο υποσύνολο του άπειρου πολυσύμπαντος.

Θα έχει νόημα αυτό;

Τα επιχειρήματα των Smolin και Unger, που αποτελούν τη βάση αυτού του άρθρου, υποδηλώνουν ότι μπορούμε να εξερευνήσουμε μόνο πειραματικά το σύμπαν μας, απορρίπτοντας την έννοια του πολυσύμπαντος. Εν τω μεταξύ, η ανάλυση των δεδομένων που συλλέχθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck της Ευρώπης αποκάλυψε την παρουσία ανωμαλιών που μπορεί να υποδηλώνουν μακροχρόνιες αλληλεπιδράσεις μεταξύ του σύμπαντός μας και ενός άλλου. Έτσι, η απλή παρατήρηση και το πείραμα δείχνουν άλλα σύμπαντα.

Ανωμαλίες που ανακαλύφθηκαν από το Παρατηρητήριο Planck

Μερικοί φυσικοί θεωρούν τώρα ότι αν υπάρχει κάτι που ονομάζεται Πολυσύμπαν, και όλα τα σύμπαντά του που το αποτελούν προέκυψαν από μια Μεγάλη Έκρηξη, τότε θα μπορούσε να είχε συμβεί μεταξύ τους. συγκρούσεις. Σύμφωνα με την έρευνα της ομάδας του Παρατηρητηρίου Planck, αυτές οι συγκρούσεις θα ήταν κάπως παρόμοιες με τη σύγκρουση δύο φυσαλίδων σαπουνιού, αφήνοντας ίχνη στην εξωτερική επιφάνεια των συμπάντων που θεωρητικά θα μπορούσαν να ανιχνευθούν ως ανωμαλίες στην κατανομή της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων. Είναι ενδιαφέρον ότι τα σήματα που καταγράφονται από το τηλεσκόπιο Planck φαίνεται να υποδηλώνουν ότι κάποιο σύμπαν κοντά μας είναι πολύ διαφορετικό από το δικό μας, επειδή η διαφορά μεταξύ του αριθμού των υποατομικών σωματιδίων (βαρυόνια) και των φωτονίων σε αυτό μπορεί να είναι ακόμη και δέκα φορές μεγαλύτερη από το "Εδώ" . . Αυτό θα σήμαινε ότι οι υποκείμενες φυσικές αρχές μπορεί να είναι διαφορετικές από αυτές που γνωρίζουμε.

Τα σήματα που ανιχνεύονται πιθανότατα προέρχονται από την πρώιμη εποχή του Σύμπαντος - το λεγόμενο ανασυνδυασμόςόταν πρωτόνια και ηλεκτρόνια άρχισαν να συγχωνεύονται για να σχηματίσουν άτομα υδρογόνου (η πιθανότητα ενός σήματος από σχετικά κοντινές πηγές είναι περίπου 30%). Η παρουσία αυτών των σημάτων μπορεί να υποδηλώνει εντατικοποίηση της διαδικασίας ανασυνδυασμού μετά τη σύγκρουση του Σύμπαντος μας με ένα άλλο, με μεγαλύτερη πυκνότητα βαρυονικής ύλης.

Σε μια κατάσταση όπου συσσωρεύονται αντιφατικές και, τις περισσότερες φορές, καθαρά θεωρητικές εικασίες, ορισμένοι επιστήμονες χάνουν αισθητά την υπομονή τους. Αυτό αποδεικνύεται από την ωμή δήλωση του Neil Turok του Ινστιτούτου Perimeter στο Βατερλώ του Καναδά, ο οποίος σε μια συνέντευξη του 2015 στο NewScientist ενοχλήθηκε ότι «δεν μπορούμε να βγάλουμε νόημα από αυτό που βρίσκουμε». Και πρόσθεσε: «Η θεωρία γίνεται όλο και πιο περίπλοκη και περίπλοκη. Ρίχνουμε διαδοχικά πεδία, διαστάσεις και συμμετρίες στο πρόβλημα, ακόμη και με ένα κλειδί, αλλά δεν μπορούμε να εξηγήσουμε τα πιο απλά γεγονότα». Πολλοί φυσικοί είναι σαφώς εκνευρισμένοι από το γεγονός ότι τα ταξίδια σκέψης των σύγχρονων θεωρητικών, όπως οι εικασίες παραπάνω ή η θεωρία των υπερχορδών, δεν έχουν τίποτα κοινό με τα πειράματα που διεξάγονται αυτή τη στιγμή σε εργαστήρια και δεν υπάρχουν στοιχεία ότι μπορούν να δοκιμαστούν πειραματικά. .

Είναι πράγματι αυτό ένα αδιέξοδο και πρέπει να βγούμε από αυτό, όπως προτείνουν ο Smolin και ο φίλος του ο φιλόσοφος; Ή μήπως μιλάμε για σύγχυση και σύγχυση πριν από κάποια εποχική ανακάλυψη που μας περιμένει σύντομα;

Σας προσκαλούμε να εξοικειωθείτε με το Θέμα του τεύχους στο.