آیا ما آنقدر باهوش هستیم که جهان هستی را درک کنیم؟

جهان قابل مشاهده را گاهی می توان در یک بشقاب قرار داد، همانطور که پابلو کارلوس بوداسی نوازنده اخیراً هنگامی که نقشه های لگاریتمی دانشگاه پرینستون و ناسا را ​​در یک دیسک رنگی ترکیب کرد، انجام داد. این یک مدل ژئوسنتریک است - زمین در مرکز صفحه و پلاسما بیگ بنگ در لبه ها قرار دارد.

تجسم به همان اندازه خوب است و حتی بهتر از دیگران است، زیرا به دیدگاه انسان نزدیک است. نظریه های زیادی در مورد ساختار، پویایی و سرنوشت کیهان وجود دارد و به نظر می رسد پارادایم کیهانی که برای دهه ها پذیرفته شده است اخیراً کمی در حال فروپاشی است. به عنوان مثال، صداهایی به طور فزاینده ای شنیده می شود که نظریه انفجار بزرگ را رد می کند.

کیهان باغی از عجیب و غریب است که در طول سال ها در جریان اصلی فیزیک و کیهان شناسی نقاشی شده است و مملو از پدیده های عجیب و غریبی مانند اختروش های غول پیکر با سرعتی سرسام آور از ما دور می شود، ماده تاریککه هیچ کس آن را کشف نکرده است و نشانه هایی از شتاب دهنده ها را نشان نمی دهد، اما برای توضیح چرخش بسیار سریع کهکشان "ضروری" است، و در نهایت، انفجار بزرگکه تمام فیزیک را حداقل برای لحظه ای محکوم به مبارزه با چیزهای غیرقابل توضیح می کند، خصوصیات عجیب و غریب.

هیچ آتش بازی وجود نداشت

اصالت بیگ بنگ به طور مستقیم و ناگزیر از ریاضیات نظریه نسبیت عام ناشی می شود. با این حال، برخی از دانشمندان این را به عنوان یک پدیده مشکل دار می بینند، زیرا ریاضیات فقط می تواند آنچه را که بلافاصله پس از آن اتفاق افتاده است توضیح دهد - اما نمی داند در آن لحظه بسیار عجیب، قبل از آتش بازی بزرگ چه اتفاقی افتاده است (2).

بسیاری از دانشمندان از این ویژگی اجتناب می کنند. اگر فقط به این دلیل، همانطور که او اخیرا آن را بیان کرده است علی احمد فرح از دانشگاه بن در مصر، "قوانین فیزیک در آنجا کار نمی کنند." فراگ با همکار Saurya Dasem از دانشگاه لثبریج در کانادا، در مقاله ای که در سال 2015 در Physics Letters B منتشر شد، ارائه شده است، مدلی که در آن جهان آغاز و پایانی ندارد و بنابراین تکینگی ندارد.

هر دو فیزیکدان از کار خود الهام گرفتند. دیوید بوهم از دهه 50 او امکان جایگزینی خطوط ژئودزیکی شناخته شده از نظریه نسبیت عام (کوتاه ترین خطوطی که دو نقطه را به هم متصل می کند) با مسیرهای کوانتومی را در نظر گرفت. فاراگ و داس در مقاله خود این مسیرهای بوم را در معادله ای که در سال 1950 توسط این فیزیکدان ایجاد شد، اعمال کردند. Amala Kumara Raychaudhurye از دانشگاه کلکته ریچاودهری در 90 سالگی معلم داس نیز بود. با استفاده از معادله ریچادوری، علی و داس تصحیح کوانتومی را به دست آوردند. معادله فریدمنکه به نوبه خود سیر تکامل جهان (از جمله انفجار بزرگ) را در زمینه نسبیت عام توصیف می کند. اگرچه این مدل یک نظریه واقعی گرانش کوانتومی نیست، اما شامل عناصر نظریه کوانتومی و نسبیت عام است. فراگ و داس همچنین انتظار دارند که نتایج آنها حتی زمانی که یک نظریه کامل گرانش کوانتومی در نهایت فرموله شود، صادق باشد.

نظریه فراگ داس نه بیگ بنگ را پیش بینی می کند و نه سقوط بزرگ بازگشت به تکینگی. مسیرهای کوانتومی استفاده شده توسط فاراگ و داس هرگز به هم متصل نمی شوند و بنابراین هرگز یک نقطه منفرد را تشکیل نمی دهند. دانشمندان توضیح می دهند که از نقطه نظر کیهان شناسی، اصلاحات کوانتومی را می توان به عنوان یک ثابت کیهانی در نظر گرفت و نیازی به معرفی انرژی تاریک نیست. ثابت کیهانی منجر به این واقعیت می شود که حل معادلات اینشتین می تواند دنیایی با اندازه محدود و سن نامحدود باشد.

این تنها نظریه در زمان های اخیر نیست که مفهوم انفجار بزرگ را تضعیف می کند. به عنوان مثال، فرضیه هایی وجود دارد که زمانی که زمان و مکان ظاهر شد، منشأ و جهان دومکه در آن زمان به عقب جریان می یابد. این چشم انداز توسط یک گروه بین المللی از فیزیکدانان ارائه شده است که شامل موارد زیر است: تیم کوزلوفسکی از دانشگاه نیوبرانزویک، بازارهای فلاویو محیط موسسه فیزیک نظری و جولیان باربور. در این نظریه، دو جهان تشکیل شده در طول انفجار بزرگ، باید تصاویر آینه ای از خودشان باشند.3) بنابراین آنها قوانین فیزیک متفاوتی دارند و حس متفاوتی از جریان زمان دارند. شاید آنها به یکدیگر نفوذ می کنند. اینکه زمان به جلو یا عقب جریان دارد، تضاد بین آنتروپی بالا و پایین را تعیین می کند.

به نوبه خود، نویسنده یک پیشنهاد جدید دیگر در مورد مدل همه چیز، وون جی شو از دانشگاه ملی تایوان، زمان و مکان را نه به عنوان چیزهای جداگانه، بلکه به عنوان چیزهای نزدیک به هم که می توانند به یکدیگر تبدیل شوند، توصیف می کند. نه سرعت نور و نه ثابت گرانش در این مدل ثابت نیستند، بلکه عواملی در تبدیل زمان و جرم به اندازه و فضا با انبساط جهان هستند. نظریه شو، مانند بسیاری از مفاهیم دیگر در دنیای آکادمیک، البته می تواند به عنوان یک خیال تلقی شود، اما مدل جهان در حال انبساط با انرژی تاریک 68 درصد که باعث انبساط می شود نیز مشکل ساز است. برخی خاطرنشان می کنند که با کمک این نظریه، دانشمندان "زیر فرش" قانون فیزیکی بقای انرژی را جایگزین کردند. نظریه تایوان اصول بقای انرژی را نقض نمی کند، اما به نوبه خود با تشعشعات پس زمینه مایکروویو که بقایای انفجار بزرگ در نظر گرفته می شود، مشکل دارد. چیزی برای چیزی

شما نمی توانید تاریکی و همه چیز را ببینید

نامزدهای افتخاری ماده تاریک بسیاری از. ذرات پرجرم با برهمکنش ضعیف، ذرات سنگین با تعامل قوی، نوترینوهای عقیم، نوترینوها، آکسیون ها - اینها تنها برخی از راه حل های معمای ماده "نامرئی" در جهان هستند که تاکنون توسط نظریه پردازان ارائه شده است.

برای دهه‌ها، محبوب‌ترین نامزدها فرضی بودند، سنگین (ده برابر سنگین‌تر از یک پروتون) در تعامل ضعیفی بودند. ذراتی به نام WIMP. فرض بر این بود که آنها در مرحله اولیه وجود کیهان فعال بودند، اما با سرد شدن و پراکنده شدن ذرات، برهمکنش آنها محو شد. محاسبات نشان داد که مجموع جرم WIMP ها باید پنج برابر جرم معمولی باشد که دقیقاً به اندازه تخمین زده شده ماده تاریک است.

با این حال، هیچ اثری از WIMP یافت نشد. بنابراین اکنون صحبت در مورد جستجو رایج تر شده است نوترینوهای عقیم، ذرات ماده تاریک فرضی با بار الکتریکی صفر و جرم بسیار کم. گاهی نوترینوهای عقیم را نسل چهارم نوترینوها (به همراه نوترینوهای الکترون، میون و تاو) می دانند. ویژگی بارز آن این است که فقط تحت تأثیر گرانش با ماده تعامل دارد. با نماد ν مشخص می شود_s.

نوسانات نوترینو از نظر تئوری می تواند نوترینوهای میون را عقیم کند، که تعداد آنها را در آشکارساز کاهش می دهد. این امر به ویژه پس از عبور پرتو نوترینو از ناحیه ای از مواد با چگالی بالا مانند هسته زمین محتمل است. بنابراین، آشکارساز مکعب یخ در قطب جنوب برای مشاهده نوترینوهایی که از نیمکره شمالی در محدوده انرژی از 320 GeV تا 20 TeV می‌آیند، استفاده شد، جایی که انتظار می‌رفت سیگنال قوی در حضور نوترینوهای عقیم وجود داشته باشد. متأسفانه، تجزیه و تحلیل داده‌های رویدادهای مشاهده شده، امکان رد وجود نوترینوهای عقیم را در منطقه قابل دسترسی فضای پارامتر، به اصطلاح، فراهم کرد. سطح اطمینان 99 درصد

در ژوئیه 2016، پس از بیست ماه آزمایش با آشکارساز زنون بزرگ زیرزمینی (LUX)، دانشمندان چیزی برای گفتن نداشتند جز اینکه ... چیزی پیدا نکردند. به همین ترتیب، دانشمندان آزمایشگاه ایستگاه فضایی بین‌المللی و فیزیکدانان سرن که روی تولید ماده تاریک در قسمت دوم برخورددهنده بزرگ هادرون حساب می‌کردند، در مورد ماده تاریک چیزی نمی‌گویند.

پس باید بیشتر نگاه کنیم. دانشمندان می گویند که شاید ماده تاریک چیزی کاملاً متفاوت از WIMP ها و نوترینوها یا هر چیز دیگری باشد و آنها در حال ساخت LUX-ZEPLIN هستند، آشکارساز جدیدی که باید هفتاد برابر حساس تر از آشکارساز فعلی باشد.

علم تردید دارد که آیا چیزی به نام ماده تاریک وجود دارد یا خیر، اما ستاره شناسان اخیرا کهکشانی را مشاهده کردند که با وجود جرمی مشابه با کهکشان راه شیری، 99,99 درصد ماده تاریک است. اطلاعات مربوط به این کشف توسط رصدخانه V.M. ککا. این در مورد است کهکشان سنجاقک 44 (سنجاقک 44). وجود آن تنها در سال گذشته تایید شد که آرایه تله سنجاقک تکه‌ای از آسمان را در صورت فلکی برنیکس اسپیت مشاهده کرد. معلوم شد که کهکشان بسیار بیشتر از چیزی است که در نگاه اول به نظر می رسد. از آنجایی که تعداد کمی ستاره در آن وجود دارد، اگر چیز مرموز به نگه داشتن اجسام سازنده آن کمک نکند، به سرعت متلاشی می شود. ماده تاریک؟

مدلینگ؟

فرضیه جهان به عنوان یک هولوگرامعلیرغم اینکه افرادی با مدارج علمی جدی به آن مشغول هستند، همچنان به عنوان منطقه ای مه آلود در مرز علم با آن برخورد می شود. شاید به این دلیل که دانشمندان هم مردم هستند و کنار آمدن با پیامدهای ذهنی تحقیقات در این زمینه برایشان دشوار است. خوان مالداسنابا شروع نظریه ریسمان، او چشم اندازی از جهان ارائه کرد که در آن ریسمان هایی که در فضای XNUMX بعدی ارتعاش می کنند، واقعیت ما را ایجاد می کنند، که فقط یک هولوگرام است - طرحی از یک جهان مسطح بدون گرانش..

نتایج مطالعه دانشمندان اتریشی که در سال 2015 منتشر شد، نشان می دهد که جهان به ابعاد کمتری از حد انتظار نیاز دارد. جهان سه بعدی ممکن است فقط یک ساختار اطلاعاتی دو بعدی در افق کیهان شناسی باشد. دانشمندان آن را با هولوگرام های موجود در کارت های اعتباری مقایسه می کنند - آنها در واقع دو بعدی هستند، اگرچه ما آنها را سه بعدی می بینیم. مطابق با دانیلا گرومیرا از دانشگاه فناوری وین، جهان ما کاملاً مسطح است و دارای انحنای مثبت است. گراملر در Physical Review Letters توضیح داد که اگر گرانش کوانتومی در فضای مسطح را بتوان با تئوری کوانتومی استاندارد به صورت هولوگرافیکی توصیف کرد، پس باید کمیت های فیزیکی نیز وجود داشته باشد که بتوان در هر دو نظریه محاسبه کرد و نتایج باید مطابقت داشته باشند. به ویژه، یکی از ویژگی های کلیدی مکانیک کوانتومی، درهم تنیدگی کوانتومی، باید در نظریه گرانش نمایان شود.

برخی فراتر می روند و نه از طرح ریزی هولوگرافیک، بلکه حتی در مورد آن صحبت می کنند مدل سازی کامپیوتری. دو سال پیش، یک اخترفیزیکدان مشهور، برنده جایزه نوبل، جورج اسموت، استدلال هایی ارائه کرد که بشریت در چنین شبیه سازی کامپیوتری زندگی می کند. او ادعا می کند که برای مثال، به لطف توسعه بازی های رایانه ای، که از لحاظ نظری هسته واقعیت مجازی را تشکیل می دهند، این امکان پذیر است. آیا مردم هرگز شبیه سازی های واقع گرایانه ایجاد خواهند کرد؟ پاسخ مثبت است.» او در مصاحبه ای گفت. «بدیهی است که پیشرفت قابل توجهی در این زمینه حاصل شده است. فقط به اولین "پنگ" و بازی های ساخته شده امروز نگاه کنید. در حدود سال 2045، ما به زودی قادر خواهیم بود افکار خود را به رایانه منتقل کنیم.

جهان به عنوان یک طرح هولوگرافیک

با توجه به اینکه می‌توانیم با استفاده از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی از سلول‌های عصبی خاصی در مغز نقشه برداری کنیم، استفاده از این فناوری برای اهداف دیگر نباید مشکلی ایجاد کند. سپس واقعیت مجازی می تواند کار کند، که امکان تماس با هزاران نفر را فراهم می کند و نوعی تحریک مغز را فراهم می کند. اسموت می گوید که ممکن است در گذشته این اتفاق افتاده باشد و دنیای ما یک شبکه پیشرفته از شبیه سازی های مجازی است. علاوه بر این، ممکن است بی نهایت بار اتفاق بیفتد! بنابراین ما می‌توانیم در شبیه‌سازی زندگی کنیم که در یک شبیه‌سازی دیگر، موجود در شبیه‌سازی دیگری که... و غیره بی‌نهایت است.

جهان و حتی بیشتر از آن جهان متأسفانه در یک بشقاب به ما داده نشده است. در عوض، ما خود بخشی، بسیار کوچک، از غذاهایی هستیم که، همانطور که برخی فرضیه ها نشان می دهند، ممکن است برای ما آماده نشده باشند.

آیا آن بخش کوچکی از جهان که ما - حداقل در یک مفهوم مادی - هرگز کل ساختار را می شناسیم؟ آیا ما به اندازه کافی باهوش هستیم که بتوانیم رمز و راز جهان را درک کنیم؟ احتمالا نه. با این حال، اگر روزی تصمیم بگیریم که در نهایت شکست می خوریم، به سختی متوجه نمی شویم که این نیز به نوعی، نوعی بینش نهایی به ماهیت همه چیز است...