Нашиот Универзум: ова е "наједноставното" нешто што го знаеме

Нашиот Универзум: ова е

Универзумот е богато и сложено место, но нејзината геометрија е изненадувачки едноставна. Можеби тоа ќе нè присили да ја направиме следната голема револуција во физиката на размислување.

Нашиот универзум е всушност многу едноставен. Ги претставува нашите космолошки теории, кои се претвораат во неразумно сложени. Оваа мисла беше изразена од еден од водечките теоретски физичари во светот.

Овој заклучок може да изгледа нелогично. На крајот на краиштата, за целосно да ја разбереме вистинската комплексност на природата, треба да размислите поголеми, да ги проучувате работите подетално, да додавате нови променливи равенки и да дојдете до "нова" и "егзотична" физика. На крајот, дознаваме што е темната материја и да добиеме идеја за тоа каде се криеат овие гравитациони бранови - ако само нашите теоретски модели беа поразвиени и повеќе ... сложени.

"Ова не е сосема точно", вели Нил Турк, директор на Институтот за теоретска физика "Периметар" во Онтарио, Канада. Според него, Универзумот, на своите најголеми и најмали скали, ни кажува дека тоа е всушност многу едноставно. Но, за да сфатиме што значи тоа, ќе треба да направиме револуција во физиката.

Во интервју за Discovery News, Турок забележа дека најголемите откритија од последниве децении ја потврдија структурата на Универзумот на космолошки и квантумски скали.

"Во голем обем, нацртавме карта на целото небо - космичка микробранова позадина - и ја меревме еволуцијата на Универзумот како што се менува, во зависност од проширувањето ... и овие откритија покажуваат дека Универзумот е неверојатно едноставен", рече тој. Со други зборови, можете да ја опишете структурата на Универзумот, нејзината геометрија и густината на материјата ... во суштина можете да опишете сè со еден број. " Најфасцинантниот исход од ова размислување е дека описот на геометријата на универзумот со еден број е всушност поедноставен од нумеричкиот опис на наједноставниот атом што го знаеме - атомот на водородот. Геометријата на водородниот атом опишува 3 броеви кои произлегуваат од квантните карактеристики на електронот во орбитата околу протонот.

"Тоа во основа ни кажува дека Универзумот е мазен, но има мало ниво на флуктуации, што го опишува овој број. И тоа е сè. Универзумот е наједноставното нешто што го знаеме ".

Од друга страна, нешто слично се случило кога физичарите спровеле истражување во областа Хигс, користејќи најсложената машина што некогаш била изградена од човештвото - Големиот хадронски колајдер. Кога во 2012 година физичарите го претставија историското откритие на честичка во полето Хигс, Хигсовиот бозон, тоа се покажа како едноставен Хигсовиот тип, кој е опишан во стандардниот модел на физиката.

"Природата откри излез со минимално решение и минимален механизам за кој би можел да си замислите да им давате честички маси, електрични обвиненија и така натаму, и така натаму", рече Турк.

Физичарите од 20-тиот век нè научија, штом добивате поголема точност и ја спуштате истрагата подлабоко во квантната сфера, ќе најдете зоолошката градина на нови честички. Бидејќи експерименталните резултати ја генерираат великодушноста на квантната информација, теоретски модели предвиделе повеќе чудни честички и сили. Но, сега стигнавме до раскрсница, каде што многу од нашите најнапредни теоретски идеи за она што лежи "зад" нашето сегашно разбирање на физиката се свртуваат кон експериментални резултати кои ги поддржуваат нивните предвидувања. "Ние сме во таква чудна ситуација кога Универзумот зборува за нас, кажувајќи ни дека овие многу едноставни теории кои биле популарни (во последните 100 години од физиката) стануваат сé покомплексни и произволни", рече тој. .

Турк посочи на теоријата на струни, изнесена како "конечна унифицирана теорија", која ги претстави сите мистерии на универзумот во уреден пакет. Освен тоа, потрагата по докази за инфлација - брзото проширување на Универзумот веднаш по Големиот Бенг пред околу 14 милијарди години - во форма на примарни гравитациски бранови врежани во космичката микробранова позадина (CMB) или "ехо" на Големиот Бен. Но, додека бараме експериментални докази, продолжуваме да грабнуваме по поговорката; експерименталните податоци едноставно не се согласуваат со нашите неподносливо комплексни теории.

Нашите космички потекло

Теоретското творештво на Турчин е центрирано околу потеклото на универзумот, субјект кој привлече многу внимание во последниве неколку месеци.

Минатата година, организацијата BICEP2, која користи телескоп лоциран на Јужниот Пол, да го проучува CMB, го објави откривањето на примарни гравитациони сигнали од ехото на Биг Бенг. Всушност, ова е "Светиот Грал" на космологијата - откривањето на гравитациони бранови, кои беа генерирани од Биг Бенг. Ова може да потврди одредени инфлациски теории на универзумот. Но, за жал, за тимот на BICEP2, предвреме го најавиле "откритието", а космичкиот телескоп Планк (кој исто така го следи зрачењето на СМБ) покажа дека сигналот BICEP2 бил предизвикан од прашина во нашата галаксија, а не од античките гравитациони бранови. Што да направам ако овие првобитни гравитациони бранови никогаш не ги најдат? Многу теоретичари кои ги закачија своите надежи на Биг Бенг со последователен брз инфлациски период може да бидат разочарани, но според Турчин "ова е многу моќен клуч" дека Големиот Бенг (во класична смисла) не може да биде апсолутен почеток на универзумот.

"Најголемиот проблем за мене беше математички опис на Големиот Бенг", додаде Турк.

Можеби ова е цикличен модел на универзална еволуција - каде што нашиот Универзум се распаѓа и повторно се враќа - можеби подобро одговара на набљудувањата. Овие модели не мора да генерираат примарни гравитациски бранови, и ако овие бранови не се откриени, можеби нашите теории за инфлација треба да бидат исфрлени или променети.

Што се однесува до гравитационите бранови, кои според предвидувањата ќе се добијат како резултат на брзото движење на масивни објекти во нашиот современ универзум, Турк е убеден дека ќе стигнеме до областа на чувствителност, дека нашите детектори на гравитациониот бран ќе ги детектираат многу наскоро, потврдувајќи уште едно предвидување на Ајнштајн-времето.

"Очекуваме гравитационите бранови да се појават од судири на црни дупки во текот на следните 5 години", рече тој.

Следна револуција?

Од големи размери до мали, универзумот изгледа "без скала". И ова откритие всушност сугерира дека Универзумот има многу поедноставна природа отколку што сугерираат сегашните теории. "Да, ова е криза, но ова е криза во најдобар случај", рече Турк.

Така, за да го објасниме потеклото на Универзумот и да се помириме со некои од нејзините најмистериозни тајни, како што се темната материја и темната енергија, можеби ќе треба да го погледнеме нашиот космос на различни начини. Ова бара револуција во физиката.

"Потребен ни е сосема поинаков поглед на фундаменталната физика. Дојде време за радикални нови идеи ", заклучи тој, истакнувајќи дека ова е одлично време во човечката историја за младите луѓе да бидат забележани во областа на теоретската физика. Најверојатно, тие ќе го сменат начинот на кој го гледаме универзумот.

Коментари (0)
Поврзани статии
Популарни статии
Пребарување