Теорије са ивице. У зоолошком врту науке

Наука о границама се схвата на најмање два начина. Прво, као здрава наука, али изван мејнстрима и парадигме. Друго, као и све теорије и хипотезе које имају мало заједничког са науком.

Теорија Великог праска је такође некада припадала области мале науке. Први је изговорио своје речи 40-их година. Фред Хоиле, оснивача теорије еволуције звезда. Учинио је то у радијској емисији (1), али у подсмеху, са намером да исмеје цео концепт. А овај је рођен када је откривено да галаксије „беже“ једна од друге. Ово је довело истраживаче до идеје да ако се универзум шири, онда је у неком тренутку морао да почне. Ово веровање је формирало основу тренутно доминантне и универзално непобитне теорије Великог праска. Механизам експанзије, заузврат, објашњава други, који такође тренутно не оспорава већина научника. теорија инфлације. У Оксфордском речнику астрономије можемо прочитати да је теорија Великог праска: „Највише прихваћена теорија која објашњава порекло и еволуцију универзума. Према теорији Великог праска, Универзум, који је настао из сингуларности (почетно стање високе температуре и густине), шири се од ове тачке.

Против "научне искључености"

Међутим, нису сви, чак ни у научној заједници, задовољни оваквим стањем ствари. У писму које је пре неколико година потписало више од КСНУМКС научника из целог света, укључујући Пољску, читамо, посебно, да је "Велики прасак заснован" на све већем броју хипотетичких ентитета: космолошка инфлација, не -поларна материја. (тамна материја) и тамна енергија. (...) Контрадикције између посматрања и предвиђања теорије Великог праска решавају се додавањем таквих ентитета. Створења која се не могу или нису посматрала. … У било којој другој грани науке, понављајућа потреба за таквим објектима би барем покренула озбиљна питања о валидности основне теорије – ако би та теорија пропала због своје несавршености. »

„Ова теорија“, пишу научници, „захтева кршење два добро утврђена закона физике: принципа очувања енергије и очувања барионског броја (где се наводи да се једнаке количине материје и антиматерије састоје од енергије). “

Закључак? “(…) Теорија Великог праска није једина доступна основа за описивање историје универзума. Постоје и алтернативна објашњења за фундаменталне појаве у свемиру., укључујући: обиље светлосних елемената, формирање џиновских структура, објашњење позадинског зрачења и Хуббле везу. До данас се о таквим питањима и алтернативним решењима не може слободно расправљати и тестирати. Отворена размена идеја је оно што највише недостаје на великим конференцијама. … Ово одражава растући догматизам мишљења, стран духу слободног научног истраживања. Ово не може бити здрава ситуација."

Можда би онда теорије које доводе у сумњу Велики прасак, иако потиснуте у периферну зону, требало, из озбиљних научних разлога, бити заштићене од „научне искључености“.

Оно што су физичари помели под тепих

Све космолошке теорије које искључују Велики прасак обично елиминишу узнемирујући проблем тамне енергије, трансформишу константе као што су брзина светлости и време у променљиве и настоје да уједине интеракције времена и простора. Типичан пример последњих година је предлог физичара са Тајвана. У њиховом моделу, ово је прилично проблематично са становишта многих истраживача. тамна енергија нестаје. Стога, нажалост, мора се претпоставити да Универзум нема ни почетак ни крај. Главни аутор овог модела, Вун-Ји Сзу са Националног тајванског универзитета, описује време и простор не као одвојене, већ као блиско повезане елементе који се могу међусобно замењивати. Ни брзина светлости ни гравитациона константа у овом моделу нису константне, већ су фактори у трансформацији времена и масе у величину и простор како се универзум шири.

Шуова теорија се може сматрати фантазијом, али модел универзума који се шири са вишком тамне енергије која узрокује његово ширење изазива озбиљне проблеме. Неки примећују да су уз помоћ ове теорије научници "заменили под тепих" физички закон очувања енергије. Тајвански концепт не крши принципе очувања енергије, али заузврат има проблем са микроталасним позадинским зрачењем, које се сматра остатком Великог праска.

Прошле године је постао познат говор двојице физичара из Египта и Канаде, који су на основу нових прорачуна развили још једну, веома занимљиву теорију. Према њима Универзум је одувек постојао - Није било Великог праска. Засновано на квантној физици, ова теорија се чини још привлачнијом јер једним потезом решава проблем тамне материје и тамне енергије.

2. Визуелизација квантне течности

Ахмед Фараг Али из Зеваил Цити оф Сциенце анд Тецхнологи и Сауриа Дас са Универзитета Летхбридге су то покушали. комбинују квантну механику са општом релативношћу. Користили су једначину коју је развио проф. Амал Кумар Раицхаудхури са Универзитета у Калкути, што омогућава предвиђање развоја сингуларитета у општој релативности. Међутим, након неколико корекција, приметили су да у ствари описује „течност“, која се састоји од безброј ситних честица, које, такорећи, испуњавају цео простор. Дуго времена покушаји да се реши проблем гравитације доводе нас до хипотетике гравитона су честице које генеришу ову интеракцију. Према Дасу и Алију, управо те честице могу да формирају овај квантни „течност“ (2). Уз помоћ своје једначине, физичари су трасирали пут „течности“ у прошлост и испоставило се да заиста не постоји сингуларност која је сметала физици пре 13,8 милиона година, али Чини се да универзум постоји заувек. У прошлости је додуше био мањи, али никада није био компримован на претходно предложену бесконачно малу тачку у простору..

Нови модел би такође могао да објасни постојање тамне енергије, за коју се очекује да подстакне ширење универзума стварајући негативан притисак у њему. Овде сама „течност“ ствара малу силу која шири простор, усмерен ка споља, у Универзум. И ту није крај, јер нам је одређивање масе гравитона у овом моделу омогућило да објаснимо још једну мистерију – тамну материју – за коју се претпоставља да има гравитациони ефекат на цео Универзум, а да притом остане невидљива. Једноставно речено, сама „квантна течност“ је тамна материја.

3. Слика космичког позадинског зрачења из ВМАП

Имамо огроман број модела

У другој половини прошле деценије, филозоф Михал Темпчик је са гнушањем изјавио да „Емпиријски садржај космолошких теорија је оскудан, оне предвиђају мало чињеница и заснивају се на малој количини података посматрања.. Сваки космолошки модел је емпиријски еквивалентан, односно заснован на истим подацима. Критеријум мора бити теоријски. Сада имамо више опсервационих података него раније, али база космолошких информација се није драстично повећала – овде можемо навести податке са сателита ВМАП (3) и сателита Планцк (4).

Хауард Робертсон и Џефри Вокер формирали су се независно метрика за универзум који се шири. Решења Фридманове једначине, заједно са Робертсон-Вокеровом метриком, формирају такозвани ФЛРВ модел (Фриедманн-Лемаитре-Робертсон-Валкер метрика). Временом модификован и допуњен, има статус стандардног модела космологије. Овај модел је био најбољи са накнадним емпиријским подацима.

Наравно, створено је много више модела. Настао 30-их Космолошки модел Артура Милна, на основу његове кинематичке теорије релативности. Требало је да се такмичи са Ајнштајновом општом теоријом релативности и релативистичком космологијом, али се показало да су Милнеова предвиђања сведена на једно од решења Ајнштајнових једначина поља (ЕФЕ).

4 Планков свемирски телескоп

Такође у ово време, Ричард Толман, оснивач релативистичке термодинамике, представио је свој модел универзума – касније је његов приступ генерализован и тзв. ЛТБ модел (Лемаитре-Толман-Бонди). Био је то нехомоген модел са великим бројем степени слободе и самим тим ниским степеном симетрије.

Јака конкуренција за модел ФЛРВ, а сада и за његово проширење, модел ЖКМ, који такође укључује ламбду, такозвану космолошку константу одговорну за убрзање ширења универзума и за хладну тамну материју. То је нека врста нењутновске космологије која је стављена на чекање немогућношћу да се носи са открићем космичког позадинског зрачења (ЦБР) и квазара. Настанак материје из ничега, предложен овим моделом, такође је био против, иако је постојало математички убедљиво оправдање.

Можда је најпознатији модел квантне космологије Хокингов и Хартлов модел бесконачног универзума. Ово је укључивало третирање читавог космоса као нечега што би се могло описати таласном функцијом. Са растом теорија суперструна чињени су покушаји да се на његовој основи изгради космолошки модел. Најпознатији модели су били засновани на општијој верзији теорије струна, тзв Моје теорије. На пример, можете заменити модел Рандалл-Сандрум.

5. Мултиверзална визија

мултиверзум

Још један пример у дугој серији граничних теорија је концепт Мултиверзума (5), заснован на судару бран-универзума. Речено је да овај судар резултира експлозијом и трансформацијом енергије експлозије у топло зрачење. Укључивање тамне енергије у овај модел, који се неко време користио и у теорији инфлације, омогућило је конструисање цикличног модела (6), чије идеје, на пример, у виду пулсирајућег универзума, раније су више пута одбијани.

6. Визуелизација осцилирајућег цикличног универзума

Аутори ове теорије, познате и као модел космичке ватре или експиротски модел (од грчког екпиросис – „светска ватра”), или теорија великог краха, су научници са универзитета Кембриџ и Принстон – Пол Стејнхард и Нил Турок. . Према њима, простор је у почетку био празно и хладно место. Није било времена, енергије, нема везе. Само је судар два равна универзума смештена један поред другог покренуо „велики пожар”. Енергија која се тада појавила изазвала је Велики прасак. Аутори ове теорије објашњавају и тренутну експанзију универзума. Теорија Великог краха сугерише да универзум свој садашњи облик дугује судару такозваног на коме се налази, са другим, и трансформацији енергије судара у материју. Као резултат судара суседног двојника са нашим, настала је нама позната материја и наш Универзум је почео да се шири.. Можда је циклус таквих судара бескрајан.

Теорију великог пада подржала је група реномираних космолога, укључујући Стивена Хокинга и Џима Пиблса, једног од откривача ЦМБ-а. Резултати Планкове мисије су у складу са неким предвиђањима цикличног модела.

Иако су такви концепти већ постојали у антици, термин „Мултиверзум“ који се данас најчешће користи сковао је у децембру 1960. Енди Нимо, тадашњи потпредседник Шкотског огранка Британског интерпланетарног друштва. Термин се користи и правилно и погрешно већ неколико година. Крајем 60-их, писац научне фантастике Мајкл Муркок назвао ју је збирком свих светова. Након што је прочитао један од својих романа, физичар Дејвид Дојч га је у том смислу користио у свом научном раду (укључујући развој квантне теорије многих светова Хјуа Еверета) бавећи се тоталитетом свих могућих универзума – супротно оригиналној дефиницији Ендија Нимоа. Након што је овај рад објављен, глас се проширио међу другим научницима. Дакле, сада "универзум" значи један свет који је вођен одређеним законима, а "мултиверзум" је хипотетичка колекција свих универзума.

7. Хипотетички број универзума присутних у мултиверзуму.

У универзумима овог „квантног мултиверзума“ могу функционисати потпуно другачији закони физике. Астрофизичари космолози са Универзитета Стенфорд у Калифорнији израчунали су да би могло постојати 1010 таквих универзума, при чему је степен 10 подигнут на степен 10, који се заузврат подиже на степен 7 (7). И овај број се не може записати у децималном облику због броја нула који премашује број атома у видљивом универзуму, процењеног на 1080.

Вакум који се распада

Почетком осамдесетих година 80. века, тзв инфлаторна космологија Алан Гут, амерички физичар, специјалиста за област елементарних честица. Да би објаснила неке од потешкоћа у посматрању у моделу ФЛРВ, она је увела додатни период брзог ширења у стандардни модел након преласка Планковог прага (10–33 секунде након Великог праска). Гут је 1979. године, док је радио на једначинама које описују рано постојање универзума, приметио нешто чудно – лажни вакуум. Оно се разликовало од нашег знања о вакууму по томе што, на пример, није било празно. Уместо тога, то је био материјал, моћна сила способна да запали цео универзум.

Замислите округли комад сира. Нека буде наше лажни вакуум пре великог праска. Има невероватно својство онога што називамо „одбојном гравитацијом“. То је сила толико моћна да се вакуум може проширити од величине атома до величине галаксије за делић секунде. С друге стране, може се распасти као радиоактивни материјал. Када се део вакуума поквари, ствара се мехур који се шири, помало као рупе у швајцарском сиру. У таквој рупи од мехурића ствара се лажни вакуум – изузетно вруће и густо збијене честице. Затим експлодирају, што је Велики прасак који ствара наш универзум.

Важна ствар коју је руски физичар Александар Виленкин схватио раних 80-их је да не постоји празнина која би била предмет распадања у питању. „Ови мехурићи се веома брзо шире“, каже Виленкин, „али простор између њих се шири још брже, правећи места за нове мехуриће.“ То значи да Једном када космичка инфлација почне, никада не престаје, а сваки следећи мехур садржи сировину за следећи Велики прасак. Дакле, наш универзум може бити само један од бесконачног броја универзума који се стално појављују у лажном вакууму који се стално шири.. Другим речима, могло би бити стварно земљотрес универзума.

Пре неколико месеци, ЕСА-ин свемирски телескоп Планк приметио је „на ивици универзума“ мистериозне светлије тачке за које неки научници верују да би трагови наше интеракције са другим универзумом. На пример, каже Ранга-Рам Цхари, један од истраживача који анализира податке који долазе из опсерваторије у калифорнијском центру. Приметио је чудне светле тачке у космичкој позадинској светлости (ЦМБ) коју је мапирао Планков телескоп. Теорија је да постоји мултиверзум у коме „мехурићи“ универзума брзо расту, подстакнути инфлацијом. Ако су семенски мехурићи суседни, онда је на почетку њиховог ширења могућа интеракција, хипотетички „судари“, чије последице треба да видимо у траговима космичког микроталасног позадинског зрачења раног Универзума.

Чари мисли да је нашао такве отиске. Пажљивом и дуготрајном анализом открио је регионе у ЦМБ-у који су 4500 пута светлије него што сугерише теорија позадинског зрачења. Једно могуће објашњење за овај вишак протона и електрона је контакт са другим универзумом. Наравно, ова хипотеза још није потврђена. Научници су опрезни.

Постоје само углови

Још једна ставка нашег програма посете својеврсном свемирском зоолошком врту, препуном теорија и расуђивања о стварању Универзума, биће хипотеза изузетног британског физичара, математичара и филозофа Роџера Пенроуза. Строго говорећи, ово није квантна теорија, али има неке своје елементе. Сам назив теорије конформна циклична космологија () - садржи главне компоненте кванта. То укључује конформну геометрију, која ради искључиво са концептом угла, одбацујући питање удаљености. Велики и мали троуглови се не могу разликовати у овом систему ако имају исте углове између страница. Праве линије се не разликују од кругова.

У Ајнштајновом четвородимензионалном простору-времену, поред три димензије, постоји и време. Конформна геометрија чак и без ње. И ово се савршено уклапа са квантном теоријом да време и простор могу бити илузија наших чула. Дакле, имамо само углове, тачније лаке чуњеве, тј. површине на којима се шири зрачење. Прецизно је одређена и брзина светлости, јер је реч о фотонима. Математички, ова ограничена геометрија је довољна да опише физику, осим ако се не бави масовним објектима. А Универзум се после Великог праска састојао само од честица високе енергије, које су заправо биле зрачење. Скоро 100% њихове масе је претворено у енергију у складу са Ајнштајновом основном формулом Е = мц².

Дакле, занемарујући масу, уз помоћ конформне геометрије можемо приказати сам процес стварања Универзума па чак и неки период пре овог стварања. Само треба узети у обзир гравитацију која се јавља у стању минималне ентропије, тј. до високог степена уређености. Тада карактеристика Великог праска нестаје, а почетак Универзума се појављује једноставно као редовна граница неког простор-времена.

8. Визија хипотетичке беле рупе

Од рупе до рупе, или Космички метаболизам

Егзотичне теорије предвиђају постојање егзотичних објеката, тј. беле рупе (8) су хипотетичке супротности црних рупа. Први проблем је поменут на почетку књиге Фреда Хојла. Теорија је да бела рупа мора бити област у којој енергија и материја теку из сингуларности. Досадашња истраживања нису потврдила постојање белих рупа, иако неки истраживачи сматрају да би пример настанка универзума, односно Великог праска, заправо могао бити пример управо таквог феномена.

По дефиницији, бела рупа избацује оно што црна рупа апсорбује. Једини услов би био да се црне и беле рупе приближе једна другој и направи тунел између њих. Постојање таквог тунела претпостављено је још 1921. године. Звао се мост, па се звао Ајнштајн-Розенов мост, назван по научницима који су извршили математичке прорачуне који описују ову хипотетичку творевину. У каснијим годинама је тзв црвоточина, на енглеском познатом по чуднијем називу „вормхоле“.

Након открића квазара, сугерисано је да би насилна емисија енергије повезана са овим објектима могла бити резултат беле рупе. Упркос многим теоријским разматрањима, већина астронома ову теорију није схватила озбиљно. Главни недостатак свих до сада развијених модела белих рупа је то што око њих мора да постоји нека врста формације. веома снажно гравитационо поље. Прорачуни показују да када нешто падне у белу рупу, оно би требало да добије снажно ослобађање енергије.

Међутим, проницљиви прорачуни научника тврде да чак и да постоје беле рупе, а самим тим и црвоточине, оне би биле веома нестабилне. Строго говорећи, материја не би могла да прође кроз ову „црвоточину“, јер би се брзо распала. А чак и када би тело могло да уђе у други, паралелни универзум, оно би у њега ушло у облику честица, које би, можда, могле да постану материјал за нови, другачији свет. Неки научници чак тврде да је Велики прасак, који је требало да роди наш универзум, био управо резултат открића беле рупе.

квантни холограми

Нуди много егзотике у теоријама и хипотезама. квантна физика. Од свог оснивања, дала је низ алтернативних тумачења такозване Копенхашке школе. Идеје о пилот таласу или вакууму као активној енергетско-информационој матрици стварности, одбачене пре много година, функционисале су на периферији науке, а понекад и мало даље. Међутим, у последње време су добили доста виталности.

На пример, градите алтернативне сценарије за развој Универзума, претпостављајући променљиву брзину светлости, вредност Планкове константе или креирате варијације на тему гравитације. Закон универзалне гравитације се револуционише, на пример, сумњама да Њутнове једначине не функционишу на великим растојањима, а број димензија мора да зависи од тренутне величине универзума (и да се повећава са његовим растом). Време је у неким концептима негирано реалношћу, а у другим вишедимензионалним простором.

Најпознатије квантне алтернативе су Концепти Дејвида Бома (девет). Његова теорија претпоставља да стање физичког система зависи од таласне функције дате у конфигурационом простору система, а сам систем се у сваком тренутку налази у једној од могућих конфигурација (а то су положаји свих честица у систему или стања свих физичких поља). Ова последња претпоставка не постоји у стандардној интерпретацији квантне механике, која претпоставља да је до тренутка мерења стање система дато само таласном функцијом, што доводи до парадокса (тзв. парадокс Шредингерове мачке) . Еволуција конфигурације система зависи од таласне функције преко такозване пилот таласне једначине. Теорију је развио Луј де Брољ, а затим је поново открио и побољшао Бом. Де Броглие-Бохмова теорија је искрено нелокална јер једначина пилот таласа показује да брзина сваке честице и даље зависи од положаја свих честица у универзуму. Пошто су други познати закони физике локални, а нелокалне интеракције у комбинацији са релативношћу доводе до каузалних парадокса, многи физичари ово сматрају неприхватљивим.

10. Свемирски холограм

Године 1970. Бохм је представио далекосежне визија универзума-холограм (10), према којој, као у холограму, сваки део садржи информацију о целини. Према овом концепту, вакуум није само резервоар енергије, већ и изузетно сложен информациони систем који садржи холографски запис материјалног света.

Године 1998, Харолд Путхофф, заједно са Бернардом Хеисцхом и Алпхонсе Руедом, представио је конкурента квантној електродинамици - стохастичка електродинамика (СЕД). Вакум у овом концепту је резервоар турбулентне енергије, који генерише виртуелне честице које се непрестано појављују и нестају. Они се сударају са стварним честицама, враћајући им енергију, што заузврат изазива сталне промене њиховог положаја и енергије, које се доживљавају као квантна несигурност.

Таласну интерпретацију је далеке 1957. године формулисао већ поменути Еверет. У овој интерпретацији има смисла говорити о вектор стања за цео универзум. Овај вектор се никада не урушава, тако да стварност остаје строго детерминистичка. Међутим, то није стварност о којој обично размишљамо, већ састав многих светова. Вектор стања је разбијен на скуп стања који представљају универзуме који се међусобно не могу посматрати, при чему сваки свет има специфичну димензију и статистички закон.

Главне претпоставке на почетној тачки овог тумачења су следеће:

• постулат о математичкој природи света – стварни свет или било који његов изоловани део може бити представљен скупом математичких објеката;
• постулат о разградњи света – свет се може посматрати као систем плус апарат.

Треба додати да се придев „квантни” већ неко време појављује у литератури новог доба и модерном мистицизму.. На пример, познати лекар Дипак Чопра (11) промовисао је концепт који он назива квантним лечењем, сугеришући да са довољно менталне снаге можемо излечити све болести.

Према Чопри, овај дубоки закључак се може извући из квантне физике, за коју каже да је показала да је физички свет, укључујући и наша тела, реакција посматрача. Ми стварамо своја тела на исти начин на који стварамо искуство нашег света. Чопра такође наводи да „веровања, мисли и емоције покрећу хемијске реакције које одржавају живот у свакој ћелији” и да је „свет у коме живимо, укључујући искуство наших тела, у потпуности одређен начином на који учимо да га перципирамо”. Дакле, болест и старење су само илузија. Кроз чисту моћ свести, можемо постићи оно што Чопра назива „заувек младо тело, заувек млади ум“.

Међутим, још увек нема убедљивог аргумента или доказа да квантна механика игра централну улогу у људској свести или да обезбеђује директне, холистичке везе широм универзума. Савремена физика, укључујући квантну механику, остаје потпуно материјалистичка и редукционистичка, а истовремено је компатибилна са свим научним запажањима.