Ydyn ni'n ddigon deallus i ddeall y bydysawd?

Weithiau gall y bydysawd gweladwy gael ei weini ar blât, fel y gwnaeth y cerddor Pablo Carlos Budassi yn ddiweddar pan gyfunodd fapiau logarithmig Prifysgol Princeton a NASA yn ddisg un lliw. Mae hwn yn fodel geocentrig - mae'r Ddaear yng nghanol y plât, ac mae plasma'r Glec Fawr ar yr ymylon.

Mae delweddu cystal ag unrhyw un arall, a hyd yn oed yn well nag eraill, oherwydd ei fod yn agos at y safbwynt dynol. Mae yna lawer o ddamcaniaethau am strwythur, deinameg a thynged y bydysawd, ac mae'n ymddangos bod y patrwm cosmolegol sydd wedi'i dderbyn ers degawdau yn chwalu ychydig yn ddiweddar. Er enghraifft, clywir lleisiau fwyfwy yn gwadu damcaniaeth y Glec Fawr.

Mae'r bydysawd yn ardd o ryfeddodau, wedi'i phaentio dros y blynyddoedd ym "brif ffrwd" ffiseg a chosmoleg, wedi'i llenwi â ffenomenau rhyfedd fel cwasars anferth yn hedfan oddi wrthym ar gyflymder torri, mater tywyllnad oes neb wedi'i ddarganfod ac nad yw'n dangos arwyddion o gyflymwyr, ond sy'n "angenrheidiol" i egluro cylchdro rhy gyflym yr alaeth, ac, yn olaf, Glec Fawrsy'n tynghedu ffiseg i gyd i frwydr gyda'r anesboniadwy, am y funud o leiaf, hynodrwydd.

doedd dim tân gwyllt

Mae gwreiddioldeb y Glec Fawr yn dilyn yn uniongyrchol ac yn anochel o fathemateg damcaniaeth gyffredinol perthnasedd. Fodd bynnag, mae rhai gwyddonwyr yn gweld hyn fel ffenomen broblematig, oherwydd ni all mathemateg ond esbonio'r hyn a ddigwyddodd yn syth ar ôl ... - ond nid yw'n gwybod beth ddigwyddodd ar y foment ryfedd iawn honno, cyn y tân gwyllt mawr (2).

Mae llawer o wyddonwyr yn cilio oddi wrth y nodwedd hon. Os mai dim ond oherwydd, fel y dywedodd yn ddiweddar Ond Ahmed Farah o Brifysgol Ben yn yr Aifft, "mae cyfreithiau ffiseg yn peidio â gweithio yno." Farag gyda chydweithiwr Saurya Dasem o Brifysgol Lethbridge yng Nghanada, a gyflwynwyd mewn erthygl a gyhoeddwyd yn 2015 yn Physics Letters B, model lle nad oes gan y bydysawd unrhyw ddechrau a dim diwedd, ac felly dim unigoliaeth.

Ysbrydolwyd y ddau ffisegydd gan eu gwaith. David Bohm ers y 50au. Ystyriodd y posibilrwydd o ddisodli'r llinellau geodesig sy'n hysbys o'r ddamcaniaeth gyffredinol o berthnasedd (y llinellau byrraf sy'n cysylltu dau bwynt) gyda llwybrau cwantwm. Yn eu papur, cymhwysodd Farag a Das y taflwybrau Bohm hyn at hafaliad a ddatblygwyd yn 1950 gan y ffisegydd I Amala Kumara Raychaudhury o Brifysgol Calcutta. Roedd Raychaudhuri hefyd yn athro Das pan oedd yn 90. Gan ddefnyddio hafaliad Raychaudhuri, cafodd Ali a Das y cywiriad cwantwm hafaliad Friedmansydd, yn ei dro, yn disgrifio esblygiad y Bydysawd (gan gynnwys y Glec Fawr) yng nghyd-destun perthnasedd cyffredinol. Er nad yw'r model hwn yn ddamcaniaeth wirioneddol o ddisgyrchiant cwantwm, mae'n cynnwys elfennau o ddamcaniaeth cwantwm a pherthnasedd cyffredinol. Mae Farag a Das hefyd yn disgwyl i'w canlyniadau fod yn wir hyd yn oed pan fydd damcaniaeth gyflawn o ddisgyrchiant cwantwm yn cael ei llunio o'r diwedd.

Nid yw damcaniaeth Farag-Das yn rhagweld y Glec Fawr na chwaith damwain fawr dychwelyd i unigolrwydd. Nid yw'r llwybrau cwantwm a ddefnyddir gan Farag a Das byth yn cysylltu ac felly nid ydynt byth yn ffurfio pwynt unigol. O safbwynt cosmolegol, mae'r gwyddonwyr yn esbonio, gellir ystyried cywiriadau cwantwm fel cysonyn cosmolegol, ac nid oes angen cyflwyno egni tywyll. Mae'r cysonyn cosmolegol yn arwain at y ffaith y gall datrysiad hafaliadau Einstein fod yn fyd o faint cyfyngedig ac oedran anfeidrol.

Nid dyma'r unig ddamcaniaeth yn y cyfnod diweddar sy'n tanseilio cysyniad y Glec Fawr. Er enghraifft, mae yna ddamcaniaethau, pan ymddangosodd amser a gofod, ei fod wedi tarddu a ail fydysawdyn yr hwn y mae amser yn llifo yn ol. Cyflwynir y weledigaeth hon gan grŵp rhyngwladol o ffisegwyr, sy'n cynnwys: Tim Kozlovsky o Brifysgol New Brunswick, Marchnadoedd Flavio Perimedr y Sefydliad Ffiseg Ddamcaniaethol a Julian Barbour. Dylai'r ddau fydysawd a ffurfiwyd yn ystod y Glec Fawr, yn y ddamcaniaeth hon, fod yn ddelweddau drych ohonynt eu hunain (3), felly mae ganddyn nhw wahanol ddeddfau ffiseg ac ymdeimlad gwahanol o lif amser. Efallai eu bod yn treiddio i'w gilydd. Mae p'un a yw amser yn llifo ymlaen neu'n ôl yn pennu'r cyferbyniad rhwng entropi uchel ac isel.

Yn ei dro, awdur cynnig newydd arall ar y model o bopeth, Wong Tzu Shu o Brifysgol Genedlaethol Taiwan, yn disgrifio amser a gofod nid fel pethau ar wahân, ond fel pethau perthynol agos a all droi i'w gilydd. Nid yw cyflymder golau na'r cysonyn disgyrchiant yn amrywiol yn y model hwn, ond maent yn ffactorau sy'n trawsnewid amser a màs yn faint a gofod wrth i'r bydysawd ehangu. Wrth gwrs, gellir ystyried theori Shu, fel llawer o gysyniadau eraill yn y byd academaidd, fel ffantasi, ond mae'r model o fydysawd sy'n ehangu gyda 68% o egni tywyll sy'n achosi'r ehangiad hefyd yn broblematig. Mae rhai yn nodi, gyda chymorth y ddamcaniaeth hon, bod gwyddonwyr "wedi disodli o dan y carped" y gyfraith ffisegol cadwraeth ynni. Nid yw theori Taiwan yn torri egwyddorion cadwraeth ynni, ond yn ei dro mae ganddi broblem gydag ymbelydredd cefndir microdon, a ystyrir yn weddillion y Glec Fawr. Rhywbeth am rywbeth.

Ni allwch weld y tywyllwch a'r cyfan

Enwebeion anrhydeddus mater tywyll llawer. Gronynnau enfawr sy'n rhyngweithio'n wan, gronynnau enfawr sy'n rhyngweithio'n gryf, niwtrinos di-haint, niwtrinos, echelinau - dyma rai o'r atebion i ddirgelwch mater "anweledig" yn y Bydysawd sydd wedi'u cynnig gan ddamcaniaethwyr hyd yn hyn.

Ers degawdau, mae'r ymgeiswyr mwyaf poblogaidd wedi bod yn ddamcaniaethol, yn drwm (deg gwaith yn drymach na phroton) yn rhyngweithio'n wan. gronynnau o'r enw WIMPs. Tybiwyd eu bod yn weithredol yng nghyfnod cychwynnol bodolaeth y Bydysawd, ond wrth iddo oeri a'r gronynnau wasgaru, pylu eu rhyngweithiad. Dangosodd cyfrifiadau y dylai cyfanswm màs y WIMPs fod wedi bod bum gwaith yn fwy na’r hyn a geir ar gyfer mater cyffredin, sy’n union gymaint ag yr amcangyfrifwyd mater tywyll.

Fodd bynnag, ni chanfuwyd unrhyw olion o WIMPs. Felly nawr mae'n fwy poblogaidd siarad am chwilio niwtrinos di-haint, gronynnau mater tywyll damcaniaethol gyda gwefr drydan sero ac ychydig iawn o fàs. Weithiau ystyrir niwtrinos di-haint fel y bedwaredd genhedlaeth o niwtrinos (ynghyd ag electron, muon a tau neutrinos). Ei nodwedd nodweddiadol yw ei fod yn rhyngweithio â mater yn unig o dan weithred disgyrchiant. Wedi'i ddynodi gan y symbol ν_s.

Yn ddamcaniaethol, gallai osgiliadau niwtrino wneud muon neutrinos yn ddi-haint, a fyddai'n lleihau eu nifer yn y synhwyrydd. Mae hyn yn arbennig o debygol ar ôl i'r pelydryn niwtrino basio trwy ranbarth o ddeunydd dwysedd uchel fel craidd y Ddaear. Felly, defnyddiwyd y synhwyrydd IceCube ym Mhegwn y De i arsylwi niwtrinos yn dod o Hemisffer y Gogledd yn yr ystod egni o 320 GeV i 20 TeV, lle roedd disgwyl signal cryf ym mhresenoldeb niwtrinos di-haint. Yn anffodus, roedd dadansoddiad o ddata'r digwyddiadau a arsylwyd yn ei gwneud hi'n bosibl eithrio bodolaeth niwtrinos di-haint yn rhanbarth hygyrch y gofod paramedr, yr hyn a elwir. Lefel hyder 99%.

Ym mis Gorffennaf 2016, ar ôl ugain mis o arbrofi gyda'r synhwyrydd Big Underground Xenon (LUX), nid oedd gan y gwyddonwyr unrhyw beth i'w ddweud heblaw hynny ... ni ddaethant o hyd i ddim. Yn yr un modd, nid yw gwyddonwyr o labordy'r Orsaf Ofod Ryngwladol a ffisegwyr o CERN, a gyfrifodd ar gynhyrchu mater tywyll yn ail ran y Peiriant Gwrthdaro Hadron Mawr, yn dweud dim am fater tywyll.

Felly mae angen inni edrych ymhellach. Mae gwyddonwyr yn dweud efallai bod mater tywyll yn rhywbeth hollol wahanol i WIMPs a neutrinos neu beth bynnag, ac maen nhw'n adeiladu LUX-ZEPLIN, synhwyrydd newydd a ddylai fod saith deg gwaith yn fwy sensitif na'r un presennol.

Mae gwyddoniaeth yn amau ​​a oes y fath beth â mater tywyll, ac eto gwelodd seryddwyr yn ddiweddar galaeth sydd, er gwaethaf cael màs tebyg i'r Llwybr Llaethog, yn 99,99% mater tywyll. Darparwyd gwybodaeth am y darganfyddiad gan yr arsyllfa V.M. Keka. Mae hyn yn ymwneud galaeth Gwas y Neidr 44 (Gwas y neidr 44). Dim ond y llynedd y cadarnhawyd ei fodolaeth pan welodd y Dragonfly Telephoto Array ddarn o awyr yng nghytser Tafod Berenices. Mae'n troi allan bod yr alaeth yn cynnwys llawer mwy nag y mae'n ymddangos ar yr olwg gyntaf. Gan nad oes ond ychydig o sêr ynddo, byddai'n chwalu'n gyflym pe na bai peth dirgel yn helpu i ddal ynghyd y gwrthrychau sy'n ei ffurfio. Mater tywyll?

Modelu?

Rhagdybiaeth Bydysawd fel hologramer gwaethaf y ffaith bod pobl â graddau gwyddonol difrifol yn cymryd rhan ynddo, mae'n dal i gael ei drin fel ardal niwlog ar ffin gwyddoniaeth. Efallai oherwydd bod gwyddonwyr yn bobl hefyd, ac mae'n anodd iddynt ddod i delerau â chanlyniadau meddyliol ymchwil yn hyn o beth. Juan Maldasenagan ddechrau gyda theori llinynnol, amlinellodd weledigaeth o’r bydysawd lle mae llinynnau sy’n dirgrynu mewn gofod naw dimensiwn yn creu ein realiti, sef hologram yn unig – tafluniad o fyd gwastad heb ddisgyrchiant..

Mae canlyniadau astudiaeth gan wyddonwyr o Awstria, a gyhoeddwyd yn 2015, yn dangos bod angen llai o ddimensiynau ar y bydysawd na'r disgwyl. Efallai mai dim ond strwythur gwybodaeth XNUMXD ar y gorwel cosmolegol yw'r bydysawd XNUMXD. Mae gwyddonwyr yn ei gymharu â'r hologramau a geir ar gardiau credyd - maent mewn gwirionedd yn ddau ddimensiwn, er ein bod yn eu gweld yn dri dimensiwn. Yn ôl Daniela Grumillera o Brifysgol Technoleg Fienna, mae ein bydysawd yn eithaf gwastad ac mae ganddo gylchedd cadarnhaol. Esboniodd Grumiller yn Llythyrau Adolygiad Corfforol, os gellir disgrifio disgyrchiant cwantwm mewn gofod gwastad yn holograffig gan theori cwantwm safonol, yna rhaid bod meintiau ffisegol y gellir eu cyfrifo yn y ddwy ddamcaniaeth hefyd, a rhaid i'r canlyniadau gyfateb. Yn benodol, dylai un nodwedd allweddol o fecaneg cwantwm, sef maglu cwantwm, ymddangos yn y ddamcaniaeth disgyrchiant.

Mae rhai yn mynd ymhellach, gan siarad nid am dafluniad holograffig, ond hyd yn oed am modelu cyfrifiadurol. Ddwy flynedd yn ôl, astroffisegydd enwog, enillydd Gwobr Nobel, George Smoot, cyflwynodd ddadleuon bod dynoliaeth yn byw y tu mewn i efelychiad cyfrifiadurol o'r fath. Mae'n honni bod hyn yn bosibl, er enghraifft, diolch i ddatblygiad gemau cyfrifiadurol, sydd yn ddamcaniaethol yn ffurfio craidd rhith-realiti. A fydd bodau dynol byth yn creu efelychiadau realistig? Yr ateb yw ydy," meddai mewn cyfweliad. “Yn amlwg, mae cynnydd sylweddol wedi’i wneud ar y mater hwn. Edrychwch ar y "Pong" cyntaf a'r gemau a wnaed heddiw. Tua 2045, byddwn yn gallu trosglwyddo ein meddyliau i gyfrifiaduron yn fuan iawn.”

Y Bydysawd fel Tafluniad Holograffeg

O ystyried y gallwn fapio rhai niwronau yn yr ymennydd eisoes trwy ddefnyddio delweddu cyseiniant magnetig, ni ddylai defnyddio'r dechnoleg hon at ddibenion eraill fod yn broblem. Yna gall rhith-realiti weithio, sy'n caniatáu cyswllt â miloedd o bobl ac yn darparu math o ysgogiad ymennydd. Efallai bod hyn wedi digwydd yn y gorffennol, meddai Smoot, ac mae ein byd yn rhwydwaith datblygedig o efelychiadau rhithwir. Ar ben hynny, gallai ddigwydd nifer anfeidrol o weithiau! Felly gallwn fyw mewn efelychiad sydd mewn efelychiad arall, sydd wedi'i gynnwys mewn efelychiad arall sy'n... ac yn y blaen ad infinitum.

Nid yw'r byd, a hyd yn oed yn fwy felly y Bydysawd, yn anffodus, yn cael ei roi i ni ar blât. Yn hytrach, yr ydym ni ein hunain yn rhan, yn fychan iawn, o seigiau na fyddent efallai, fel y dengys rhai damcaniaethau, wedi eu paratoi ar ein cyfer.

A fydd y rhan fach honno o'r bydysawd yr ydym ni - o leiaf mewn ystyr materol - byth yn adnabod y strwythur cyfan? Ydyn ni'n ddigon deallus i ddeall a deall dirgelwch y bydysawd? Mae'n debyg na. Fodd bynnag, pe baem byth yn penderfynu y byddem yn methu yn y pen draw, byddai’n anodd peidio â sylwi y byddai hyn hefyd, ar ryw ystyr, yn fath o fewnwelediad terfynol i natur pob peth...