Физиканын жана физикалык эксперименттин чектери

Мындан жүз жыл мурун физикадагы абал азыркыдан такыр тескери болгон. Окумуштуулардын колунда көп жолу кайталанган далилденген эксперименттердин натыйжалары болгон, бирок аларды көп учурда учурдагы физикалык теориялар менен түшүндүрүүгө болбойт. Тажрыйба ачык эле теориядан мурун болгон. Теоретиктер ишке киришүүгө туура келди.

Учурда тең салмактуулук сап теориясы сыяктуу мүмкүн болгон эксперименттерден көрүнгөндөн такыр башкача болгон теоретиктерге бурулуп жатат. Ал эми физикада чечилбеген маселелер көбөйүп баратат окшойт (1).

1. Физикадагы эң маанилүү заманбап тенденциялар жана маселелер – визуализация

Атактуу поляк физиги проф. Анджей Старушкевич 2010-жылдын июнь айында Краковдогу Игнатианум академиясында "Физикадагы билимдин чеги" дебатында мындай деген: «Өткөн кылымда билим чөйрөсү эбегейсиз өстү, бирок наадандык чөйрөсү андан да өстү. (...) Жалпы салыштырмалуулуктун жана кванттык механиканын ачылышы Ньютондукуна окшош адам ой жүгүртүүсүнүн монументалдуу жетишкендиктери болуп саналат, бирок алар эки структуранын өз ара байланышы жөнүндөгү суроого алып келет, татаалдыгынын масштабы жөн эле таң калтырат. Мындай кырдаалда табигый суроолор туулат: биз муну жасай алабызбы? Чындыктын түбүнө жетүү үчүн биздин чечкиндүүлүгүбүз жана эркибиз башыбызга түшкөн кыйынчылыктарга шайкеш келеби?».

Эксперименттик туңгуюк

Бир нече айдан бери физика дүйнөсү демейдегиден көбүрөөк талаш-тартыштар менен алек. Nature журналында Джордж Эллис жана Жозеф Силк физиканын бүтүндүгүн коргогон макала жарыялап, акыркы космологиялык теорияларды сыноо үчүн эксперименттерди белгисиз “эртеңге” чейин кийинкиге калтырууга барган сайын даяр болгондорду сындашкан. Алар "жетиштүү жарашыктуулугу" жана түшүндүрүүчү мааниси менен мүнөздөлүшү керек. «Бул илимий билим эмпирикалык түрдө далилденген билим деген кылымдар бою сакталып келе жаткан илимий салтты бузат», - дешет окумуштуулар. Фактылар азыркы физикадагы «эксперименталдык туюкту» ачык көрсөтүүдө.

Дүйнөнүн жана Ааламдын табияты жана түзүлүшү жөнүндөгү акыркы теориялар, эреже катары, адамзат үчүн жеткиликтүү болгон эксперименттер менен ырасталбайт.

Хиггс бозонун ачуу менен илимпоздор Стандарттык моделди "аякташты". Бирок, физика дүйнөсү канааттандырарлык эмес. Биз бардык кварктар жана лептондор жөнүндө билебиз, бирок муну Эйнштейндин тартылуу теориясы менен кантип айкалыштыра аларыбызды билбейбиз. Биз кванттык гравитациянын гипотетикалык теориясын түзүү үчүн кванттык механиканы тартылуу күчү менен кантип айкалыштырууну билбейбиз. Биз ошондой эле Биг Бенг эмне экенин билбейбиз (же ал чындап болгонбу!) (2).

Азыркы учурда классикалык физиктер деп атайлы, Стандарттык Модельден кийинки кадам суперсимметрия болуп саналат, ал бизге белгилүү болгон ар бир элементардык бөлүкчөнүн «өнөктөшү» бар деп болжолдойт.

Бул материянын курулуш блокторунун жалпы санын эки эсеге көбөйтөт, бирок теория математикалык теңдемелерге толук дал келет жана эң негизгиси, космостук караңгы заттын сырын ачууга мүмкүнчүлүк берет. Суперсимметриялык бөлүкчөлөрдүн бар экенин тастыктай турган Чоң Адрон Коллайдериндеги эксперименттердин жыйынтыгын күтүү гана калды.

Бирок Женевадан мындай ачылыштар азырынча угула элек. Албетте, бул LHCдин жаңы версиясынын башталышы гана, таасир энергиясы эки эсе көп (жакында оңдоо жана жаңылоодон кийин). Бир нече айдан кийин алар суперсимметрияны майрамдоо үчүн шампан тыгындарын атып башташы мүмкүн. Бирок, эгерде бул ишке ашпаса, көптөгөн физиктер суперсимметриялык теорияларды, ошондой эле суперсимметрияга негизделген суперсапты акырындык менен жокко чыгарууга туура келет деп эсептешет. Анткени Чоң Коллайдер бул теорияларды ырастабаса, анда эмне болот?

Бирок кээ бир илимпоздор андай ойдо эмес. Анткени суперсимметрия теориясы «жаңылыш болуу үчүн өтө кооз».

Ошондуктан, алар суперсимметриялык бөлүкчөлөрдүн массалары LHC диапазонунун чегинен тышкары экендигин далилдөө үчүн теңдемелерин кайра карап чыгууга ниеттенишет. Теоретиктер абдан туура айтышат. Алардын моделдери өлчөө жана эксперименталдык түрдө текшерилиши мүмкүн болгон кубулуштарды түшүндүрүүдө жакшы. Демек, биз эмпирикалык түрдө биле албаган теориялардын өнүгүшүн эмне үчүн четке кагуу керек деген суроо туулушу мүмкүн. Бул акылга сыярлык жана илимий мамилеби?

жоктон бар аалам

Табигый илимдер, өзгөчө физика, натурализмге, башкача айтканда, биз бардыгын табияттын күчтөрү аркылуу түшүндүрө алабыз деген ишенимге негизделет. Илимдин милдети жаратылышта бар кубулуштарды же кээ бир түзүлүштөрдү сүрөттөгөн ар кандай чоңдуктардын ортосундагы байланышты кароого кыскарган. Физика математикалык түрдө сүрөттөлбөй турган, кайталангыс маселелер менен алектенбейт. Бул, башка нерселер менен катар, анын ийгилигинин себеби. Табигый кубулуштарды моделдөө үчүн колдонулган математикалык сүрөттөө абдан натыйжалуу болуп чыкты. Табият таануунун жетишкендиктери алардын философиялык жалпылоосуна алып келген. ХNUMX-кылымдын аягына чейин алынган табият илимдеринин натыйжаларын философия тармагына өткөрүп берген механикалык философия же илимий материализм сыяктуу багыттар түзүлдү.

Бүткүл дүйнөнү биле алабыз, табиятта толук детерминизм бар, анткени биз планеталардын миллиондогон жылдардан кийин кандай кыймылдаарын же миллиондогон жылдар мурун кандайча жылганын аныктай ала тургандай сезилди. Бул жетишкендиктер адамдын акыл-эсин абсолютташтырган сыймыктанууну пайда кылды. Чечүүчү даражада методологиялык натурализм бүгүнкү күндө да табият таануунун өнүгүшүнө түрткү берет. Бирок, натуралисттик методологиянын чектөөлөрүн көрсөтүп турган кээ бир чекиттер бар.

Эгерде Аалам көлөмү менен чектелсе жана энергиянын сакталуу мыйзамдарын бузбастан, мисалы, флуктуация катары “жоктон” (3) пайда болсо, анда анда эч кандай өзгөрүү болбошу керек. Ошол эле учурда биз аларды карап турабыз. Бул маселени кванттык физиканын негизинде чечүүгө аракет кылып, мындай дүйнөнүн бар болуу мүмкүнчүлүгүн аң-сезимдүү байкоочу гана ишке ашырат деген жыйынтыкка келебиз. Ошондуктан биз жашап жаткан өзгөчө бир ааламдын эмне үчүн ар түрдүү ааламдардан жаратылганына таң калабыз. Ошентип, биз бир адам Жерде пайда болгондо гана, дүйнө - биз байкагандай - чындап эле "болду" деген жыйынтыкка келебиз ...

Өлчөөлөр миллиард жыл мурун болгон окуяларга кандай таасир этет?

4. Уиллер эксперименти – визуализация

Заманбап физиктердин бири Джон Арчибалд Уилер атактуу кош тешик экспериментинин космостук версиясын сунуш кылган. Анын психикалык дизайнында бизден бир миллиард жарык жылы алыстыкта ​​жайгашкан квазардын жарыгы галактиканын карама-каршы эки тарабында тарайт (4). Байкоочулар бул жолдордун ар бирин өз-өзүнчө байкаса, фотондорду көрүшөт. Экөө тең бир убакта болсо, алар толкунду көрүшөт. Демек, байкоонун өзү эле бир миллиард жыл мурун квазардан чыгып кеткен жарыктын табиятын өзгөртөт!

Уилер үчүн жогоруда айтылгандар аалам физикалык мааниде, жок дегенде биз «физикалык абалды» түшүнүүгө көнүп калган мааниде жашай албастыгын далилдейт. Мурда да андай болушу мүмкүн эмес,... өлчөм алганга чейин. Ошентип, биздин азыркы өлчөм өткөнгө таасир этет. Биздин байкоолорубуз, аныктоолорубуз жана өлчөөлөрүбүз менен биз өткөн окуяларды убакыттын тереңинде, Ааламдын башталышына чейин калыптандырабыз!

Канаданын Ватерлоо шаарындагы Периметр институтунун кызматкери Нил Турк New Scientist журналынын июль айындагы санында: «Биз эмне тапканыбызды түшүнө албай жатабыз. Теория барган сайын татаал жана татаал болуп баратат. Биз өзүбүздү ырааттуу талаалар, өлчөмдөр жана симметриялар менен, атүгүл ачкыч менен көйгөйгө салып коёбуз, бирок эң жөнөкөй фактыларды түшүндүрө албайбыз». Көптөгөн физиктерди, албетте, заманбап теоретиктердин психикалык саякаттарынын, мисалы, жогорудагы ойлор же суперсап теориясы сыяктуу лабораторияларда жүргүзүлүп жаткан эксперименттерге эч кандай тиешеси жок жана аларды эксперименталдык жол менен сынап көрүүнүн эч кандай жолу жок экендиги анык.

Кванттык дүйнөдө сиз кененирээк карашыңыз керек

Нобель сыйлыгынын лауреаты Ричард Фейнман айткандай, кванттык дүйнөнү эч ким түшүнбөйт. Белгилүү бир массалары бар эки дененин өз ара аракеттешүүсү теңдемелер менен эсептелген эски Ньютондун жакшы дүйнөсүнөн айырмаланып, кванттык механикада бизде теңдемелер бар, алардан алар анчалык деле көп эмес, бирок эксперименттерде байкалган кызыктай жүрүм-турумдун натыйжасы болуп саналат. Кванттык физиканын объектилери эч кандай «физикалык» менен байланыштырылышы шарт эмес жана алардын жүрүм-туруму Гильберт мейкиндиги деп аталган абстракттуу көп өлчөмдүү мейкиндиктин домени болуп саналат.

Шредингер теңдемесинде сүрөттөлгөн өзгөрүүлөр бар, бирок эмне үчүн так белгисиз. Муну өзгөртүүгө болобу? Кванттык мыйзамдарды физиканын принциптеринен чыгаруу мүмкүнбү, мисалы, космостогу денелердин кыймылына тиешелүү ондогон мыйзамдар жана принциптер Ньютондун принциптеринен алынган? Италиядагы Павиа университетинин илимпоздору Джакомо Мауро Д'Ариано, Джулио Сирибелла жана Паоло Перинотти өлчөнүүчү эксперименттерде жалпы акылга ачык карама-каршы келген кванттык кубулуштарды да аныктоого болот деп ырасташат. Сизге туура көз караш керек - Балким, кванттык эффекттерди туура эмес түшүнүү аларга кеңири көз караштын жоктугунан келип чыккандыр. New Scientist журналынын жогоруда аталган илимпоздорунун айтымында, кванттык механикада маанилүү жана өлчөнүүчү эксперименттер бир нече шарттарга жооп бериши керек. Бул:

• себептүүлүк - келечектеги окуялар өткөн окуяларга таасир эте албайт;
• айырмалоочулук - биз бири-бирибизден өзүнчө бөлүүгө жөндөмдүү болушубуз керектигин белгилейт;
• курамы - процесстин бардык этаптарын билсек, бүт процессти билебиз;
• кысуу – чипти бүтүндөй өткөрүп бербестен, чип жөнүндө маанилүү маалыматты берүү жолдору бар;
• томография – эгерде бизде көп бөлүктөн турган система болсо, бөлүкчөлөр боюнча өлчөөлөрдүн статистикасы бүт системанын абалын ачуу үчүн жетиштүү.

Италиялыктар тазалоо принциптерин, кеңири перспективаны жана маңыздуу эксперименттерди кеңейтүүнү каалашат, ошондой эле термодинамикалык кубулуштардын кайтарылгыстыгын жана физиктерди таң калтырбаган энтропиянын өсүү принцибин камтыйт. Балким, бул жерде да байкоолор жана өлчөөлөр бүт системаны түшүнүү үчүн өтө тар бир көз-караштын артефакттарынан таасир этет. "Кванттык теориянын негизги чындыгы - ызы-чуулуу, кайра кайтарылгыс өзгөрүүлөрдү сүрөттөөгө жаңы макет кошуу менен кайра кайтарууга болот" дейт италиялык окумуштуу Джулио Сирибелла New Scientist менен болгон маегинде.

Тилекке каршы, скептиктердин айтымында, эксперименттердин "тазаланышы" жана кеңири өлчөө перспективасы ар кандай жыйынтыкка жетишүү мүмкүн болгон жана илимпоздор окуялардын туура жүрүшүн өлчөп жатабыз деп ойлоп, жөн гана "тандап" турган көптөгөн дүйнөдөгү гипотезага алып келиши мүмкүн. аларды өлчөө аркылуу белгилүү бир континуум.

5. Сааттын жебелери түрүндөгү убакыт тилдери

Убакыт жок?

Убакыттын жебелери (5) деп аталган түшүнүк 1927-жылы британиялык астрофизиги Артур Эддингтон тарабынан киргизилген. Бул жебе убакытты көрсөтөт, ал дайыма бир багытта, б.а. өткөндөн келечекке карай агып турат жана бул процессти артка кайтаруу мүмкүн эмес. Стивен Хокинг "Убакыттын кыскача тарыхы" китебинде тартипсиздик убакыттын өтүшү менен көбөйөт деп жазган, анткени биз убакытты баш аламандык күчөгөн тарапка карай өлчөйбүз. Бул бизде тандоо бар дегенди түшүндүрөт - биз, мисалы, биринчиден, жерге чачылган сынган айнектин кесиндилерин, андан кийин айнектин жерге түшкөн учурун, андан кийин айнектин абада жана акырында колунда экенин байкай алабыз. аны кармап турган адам. «Убакыттын психологиялык жебеси» термодинамикалык жебе менен бир багытта жүрүшү керек деген илимий эреже жок жана системанын энтропиясы күчөйт. Бирок, көптөгөн илимпоздор мунун себеби, адамдын мээсинде биз жаратылышта байкагандай энергетикалык өзгөрүүлөр болуп жатат деп эсептешет. Мээнин иш-аракет кылууга, байкоо жүргүзүүгө жана ой жүгүртүүгө энергиясы бар, анткени адамдын "мотору" күйүүчү-тамак-ашты күйгүзөт жана ички күйүүчү кыймылдаткычтагыдай бул процесс кайра кайтарылгыс.

Бирок убакыттын психологиялык жебесинин бирдей багытын сактоо менен энтропия ар кандай системаларда көбөйүп да, азайып да кеткен учурлар бар. Мисалы, компьютердин эсинде маалыматтарды сактоодо. Машинанын эстутум модулдары иретсиз абалдан дискке жазуу тартибине өтөт. Ошентип, компьютердеги энтропия азаят. Бирок, ар бир физик бүтүндөй ааламдын көз карашынан алганда, ал өсүп жатат деп айтат, анткени ал дискке жазуу үчүн энергияны талап кылат жана бул энергия машина чыгарган жылуулук түрүндө тарайт. Демек, физиканын калыптанган мыйзамдарына кичине «психологиялык» каршылык бар. Бизге вентилятордон чыккан ызы-чуу менен чыккан нерсе чыгарманы же башка баалуулукту эс тутумга жазуудан маанилүүрөөк экенин эске алуу кыйын. Эгерде кимдир бирөө өзүнүн компьютерине заманбап физиканы, бирдиктүү күч теориясын же бардыгынын теориясын көтөрө турган аргумент жазсачы? Буга карабастан ааламдагы жалпы тартипсиздик күчөгөн деген пикирди кабыл алуу биз үчүн кыйын.

1967-жылы Уилер-ДеВитт теңдемеси пайда болгон, андан кийин мындай убакыт жок. Бул кванттык механиканын жана жалпы салыштырмалуулуктун идеяларын математикалык жактан айкалыштыруу аракети, кванттык тартылуу теориясына карай кадам, б.а. Бардык илимпоздор каалаган нерсенин теориясы. 1983-жылы гана физиктер Дон Пейдж жана Уильям Вуттерс кванттык чырмалышып калуу концепциясын колдонуу менен убакыт маселесин айланып өтүүгө болорун түшүндүрүшкөн. Алардын концепциясы боюнча, буга чейин аныкталган системанын касиеттерин гана өлчөөгө болот. Математикалык көз караштан алганда, бул сунуш саат системадан обочолонбой иштебей, белгилүү бир аалам менен чырмалышканда гана иштей баштайт дегенди билдирген. Бирок, эгер кимдир бирөө бизди башка ааламдан караса, бизди статикалык объекттер катары көрүшмөк жана алардын бизге келиши гана кванттык чырмалууну жаратып, сөзмө-сөз убакыттын өтүшүн сездирмек.

Бул гипотеза Италиянын Турин шаарындагы илимий-изилдөө институтунун окумуштууларынын ишинин негизин түзгөн. Физик Марко Женовезе кванттык чырмалуунун өзгөчөлүктөрүн эске алган моделди курууну чечти. Бул ой жүгүртүүнүн тууралыгын көрсөткөн физикалык эффектти кайра жаратууга мүмкүн болду. Ааламдын эки фотондон турган модели түзүлдү.

Бир жуп багытталган - вертикалдуу поляризацияланган, ал эми экинчиси горизонталдуу. Алардын кванттык абалы, демек, поляризациясы андан кийин бир катар детекторлор тарабынан аныкталат. Көрсө, эталондук алкакты аныктай турган байкоого жеткенге чейин фотондор классикалык кванттык суперпозицияда болот, б.а. алар вертикалдуу да, туурасынан да багытталган. Бул саатты окуган байкоочу ал бир бөлүгү болуп калган ааламга таасир этүүчү кванттык түйшүктү аныктайт дегенди билдирет. Андай байкоочу кванттык ыктымалдуулуктун негизинде удаалаш фотондордун поляризациясын кабылдай алат.

Бул концепция абдан азгыруучу, анткени ал көптөгөн көйгөйлөрдү түшүндүрөт, бирок табигый түрдө бардык детерминизмдерден жогору турган жана бүт баарын башкара турган «супер байкоочуга» муктаждыкка алып келет.

6. Multiverse - Визуализация

Биз байкаган жана субъективдүү түрдө "убакыт" катары кабыл алган нерселерибиз чындыгында бизди курчап турган дүйнөдөгү өлчөнгөн глобалдык өзгөрүүлөрдүн жемиши. Атомдор, протондор жана фотондор дүйнөсүнө тереңирээк кирген сайын убакыт түшүнүгү барган сайын азыраак мааниге ээ болорун түшүнөбүз. Окумуштуулардын айтымында, күн сайын бизди коштоп жүргөн саат физикалык көз караштан алганда, анын өтүшүн өлчөбөйт, тескерисинче, жашообузду уюштурууга жардам берет. Ньютондун универсалдуу жана бардыгын камтыган убакыт концепцияларына көнүп калгандар үчүн бул түшүнүктөр таң калтырат. Бирок аларды бир гана илимий салтчылар кабыл алышпайт. Белгилүү физик-теоретик Ли Смолин, мурда биз тарабынан быйылкы Нобель сыйлыгынын мүмкүн болгон жеңүүчүлөрү катары айтылган, убакыт бар жана абдан реалдуу деп эсептейт. Бир жолу - көптөгөн физиктер сыяктуу - ал убакыт субъективдүү иллюзия деп ырастаган.

Эми ал «Кайра жаралган убакыт» деген китебинде физикага таптакыр башкача көз карашта болуп, илимий чөйрөдө популярдуу сап теориясын сынга алат. Анын айтымында, көп аалам жок (6) анткени биз бир ааламда жана бир убакта жашайбыз. Ал убакыт биринчи даражадагы мааниге ээ жана азыркы учурдун реалдуулугун биздин тажрыйбабыз иллюзия эмес, реалдуулуктун негизги табиятын түшүнүүнүн ачкычы деп эсептейт.

Энтропия нөл

Санду Попеску, Тони Шорт, Ноа Линден (7) жана Андреас Винтер 2009-жылы Physical Review E журналында тыянактарын сүрөттөшкөн, анда объекттер тең салмактуулукка, б.а. энергиянын бирдей бөлүштүрүлгөн абалына, алар менен кванттык чырмалышкан абалга кирүү менен жетишерин көрсөткөн. чөйрө. 2012-жылы Тони Шорт чырмалуунун чектүү убакыт теңдештигин пайда кылаарын далилдеген. Объект айлана-чөйрө менен өз ара аракеттенгенде, мисалы, бир чөйчөктөгү кофенин бөлүкчөлөрү аба менен кагылышканда, алардын касиеттери тууралуу маалымат сыртка «чыккан» жана бүткүл чөйрөдө « бүдөмүк» болуп калат. Маалыматтын жоголушу кофенин абалынын токтоп калышына алып келет, ал тургай бүт бөлмөнүн тазалык абалы өзгөрүүнү улантат. Попескунун айтымында, анын абалы убакыттын өтүшү менен өзгөрбөйт.

7. Ноа Линден, Санду Попеску жана Тони Шорт

Бөлмөнүн тазалык абалы өзгөргөн сайын кофе капыстан аба менен аралашуусун токтотуп, өзүнүн таза абалына кириши мүмкүн. Бирок, кофенин таза абалына караганда айлана-чөйрө менен аралашкан мамлекеттер бар, ошондуктан дээрлик эч качан пайда болбойт. Бул статистикалык ыктымалсыздык убакыттын жебеси кайра кайтарылгыс деген ойду жаратат. Убакыттын жебеси маселеси кванттык механика тарабынан бүдөмүк болуп, табиятты аныктоону кыйындатат.

Элементардык бөлүкчө так физикалык касиеттерге ээ эмес жана ар кандай абалда болуу ыктымалдыгы менен гана аныкталат. Мисалы, каалаган убакта бөлүкчө саат жебеси боюнча 50 пайызга, ал эми карама-каршы багытта 50 пайызга бурулушу мүмкүн. Физик Джон Беллдин тажрыйбасы менен бекемделген теорема бөлүкчөнүн чыныгы абалы жок экенин жана алар ыктымалдуулуктун жетегинде калганын айтат.

Анда кванттык белгисиздик башаламандыкка алып келет. Эки бөлүкчөлөр өз ара аракеттенгенде, аларды өз алдынча аныктоо мүмкүн эмес, өз алдынча өнүгүү ыктымалдыгы таза абал деп аталат. Анын ордуна, алар эки бөлүкчө чогуу сүрөттөгөн бир кыйла татаал ыктымалдык бөлүштүрүүнүн чырмалышкан компоненттери болуп калышат. Бул бөлүштүрүү, мисалы, бөлүкчөлөр карама-каршы багытта айланып же жокпу, чече алат. Система бүтүндөй таза абалда, бирок айрым бөлүкчөлөрдүн абалы башка бөлүкчө менен байланышкан.

Ошентип, экөө тең бир-биринен көптөгөн жарык жылын басып кете алышат жана ар биринин айлануусу бири-бирине байланыштуу бойдон калат.

Убакыттын жебесинин жаңы теориясы муну кванттык чырмашуудан улам маалыматтын жоголушу катары сүрөттөйт, ал бир чыны кофени курчап турган бөлмө менен тең салмактуулукка жеткирет. Бара-бара, бөлмө чөйрөсү менен тең салмактуулукка жетет жана ал, өз кезегинде, акырындык менен ааламдын калган бөлүгү менен тең салмактуулукка жакындайт. Термодинамиканы изилдеген эски окумуштуулар бул процессти Ааламдын энтропиясын жогорулатуучу энергиянын акырындык менен чачылышы катары карашты.

Бүгүнкү күндө физиктер маалымат барган сайын чачырап баратат, бирок эч качан толугу менен жок болбойт деп эсептешет. Энтропия жергиликтүү түрдө көбөйсө да, алар ааламдын жалпы энтропиясы нөлдө туруктуу бойдон калат деп эсептешет. Бирок, убакыттын жебесинин бир жагы чечилбей келет. Окумуштуулар адамдын келечекти эмес, өткөндү эстеп калуу жөндөмдүүлүгүн өз ара аракеттенген бөлүкчөлөрдүн ортосундагы мамилелердин калыптанышы катары да түшүнүүгө болот деп ырасташат. Кагаздан бир кабарды окуганыбызда мээ аны менен көзгө жеткен фотондор аркылуу байланышат.

Мындан кийин гана биз бул билдирүү эмнени айтып жатканын эстей алабыз. Попеску жаңы теория ааламдын баштапкы абалы эмне үчүн тең салмактуулуктан алыс болгонун түшүндүрбөйт деп ишенип, Чоң жарылуунун табиятын түшүндүрүү керектигин кошумчалады. Кээ бир изилдөөчүлөр бул жаңы ыкмага шектенүүлөрүн билдиришкен, бирок бул концепциянын жана жаңы математикалык формализмдин өнүгүшү азыр термодинамиканын теориялык маселелерин чечүүгө жардам берет.

мейкиндик-убакыттын дандарына жетиңиз

Кара тешиктердин физикасы, кээ бир математикалык моделдер айткандай, биздин ааламдын үч өлчөмдүү эмес экенин көрсөтүп жаткандай. Сезүү органдарыбыздын айткандарына карабастан, бизди курчап турган чындык голограмма болушу мүмкүн - алыскы тегиздиктин проекциясы, чындыгында эки өлчөмдүү. Ааламдын бул сүрөтү туура болсо, мейкиндик-убакыттын үч өлчөмдүү табияты жөнүндөгү иллюзия биздин карамагыбыздагы изилдөө куралдары адекваттуу сезгич боло баштаганда эле жок кылынышы мүмкүн. Ааламдын фундаменталдык түзүлүшүн көп жылдар бою изилдеген Фермилаб университетинин физика профессору Крейг Хоган бул деңгээлге жаңы эле жеткенин айтууда.

8. GEO600 гравитациялык толкун детектору

Аалам голограмма болсо, анда, балким, биз жаңы эле реалдуулукту чечүү чегине жетти. Кээ бир физиктер биз жашап жаткан мейкиндик-убакыт акыры үзгүлтүксүз эмес, санарип фотосүрөт сыяктуу анын эң негизги деңгээлинде белгилүү бир «бүртүкчөлөрдөн» же «пикселдерден» турат деген кызыктуу гипотезаны айтышат. Андай болсо, биздин реалдуулуктун кандайдыр бир акыркы «резолюциясы» болушу керек. Кээ бир изилдөөчүлөр GEO600 гравитациялык толкун детекторунун (8) натыйжаларында пайда болгон «шууну» ушинтип чечмелешкен.

Бул укмуштуу гипотезаны текшерүү үчүн гравитациялык толкун физики Крейг Хоган жана анын командасы мейкиндик-убакыттын эң негизги маңызын эң туура өлчөө үчүн иштелип чыккан Хоган голометри деп аталган дүйнөдөгү эң так интерферометрди иштеп чыгышты. Fermilab E-990 деп аталган эксперимент башка көптөгөн эксперименттердин бири эмес. Бул мейкиндиктин кванттык табиятын жана окумуштуулар "голографиялык ызы-чуу" деп атаган нерсенин бар экенин көрсөтүүгө багытталган.

Голометр жанаша коюлган эки интерферометрден турат. Алар бир киловатт лазер нурларын узундугу 40 метр болгон эки перпендикуляр нурга бөлүүчү түзүлүшкө багытташат, алар чагылышып, кайра бөлүнгөн жерине кайтып келип, жарык нурларынын жарыктыгынын термелүүсүн пайда кылат (9). Алар бөлүү аппаратында белгилүү бир кыймылды пайда болсо, анда бул мейкиндиктин өзү титирөө далил болот.

9. Голографиялык эксперименттин графикалык көрүнүшү

Хогандын командасынын эң чоң көйгөйү - алар ачкан эффекттер эксперименталдык түзүлүштөн тышкаркы факторлордон келип чыккан толкундоолор гана эмес, мейкиндик-убакыт термелүүлөрдүн натыйжасы экенин далилдөө. Ошондуктан, интерферометрде колдонулган күзгүлөр аппараттын сыртынан келген эң кичинекей үндөрдүн жыштыгы менен синхрондолуп, атайын сенсорлор тарабынан кабыл алынат.

Антропикалык аалам

Дүйнө жана адам анда болушу үчүн физиканын мыйзамдары өтө спецификалык формага ээ болушу керек, ал эми физикалык константалар так тандалган баалуулуктарга ээ болушу керек ... жана алар! Неге?

Ааламда өз ара аракеттенүүнүн төрт түрү бар экенинен баштайлы: гравитациялык (түшүрүү, планеталар, галактикалар), электромагниттик (атомдор, бөлүкчөлөр, сүрүлүү, ийкемдүүлүк, жарык), алсыз ядролук (жылдыз энергиясынын булагы) жана күчтүү ядролук ( протондор менен нейтрондорду атомдук ядролорго бириктирет). Тартылуу күчү электромагнетизмден 1039 эсе начар. Эгер ал бир аз алсызыраак болгондо жылдыздар Күндөн жеңилирээк болмок, суперновалар жарылмак эмес, оор элементтер пайда болмок эмес. Эгер ал бир аз күчтүүрөөк болгондо, бактериядан чоңураак жандыктар эзилип, жылдыздар бат-баттан кагылышып, планеталарды талкалап, өздөрүн өтө тез күйгүзүшмөк.

Ааламдын тыгыздыгы критикалык тыгыздыкка жакын, башкача айтканда, анын астында галактикалар же жылдыздар пайда болбой эле материя тез тарап кетмек, ал эми андан жогору Аалам өтө көп жашамак. Мындай шарттардын пайда болушу үчүн Биг Бенгдин параметрлеринин дал келүү тактыгы ±10-60 чегинде болушу керек эле. Жаш Ааламдын алгачкы бир тексиздиги 10-5 шкалада болгон. Эгер алар кичине болсо, галактикалар пайда болмок эмес. Эгер алар чоңураак болгондо галактикалардын ордуна чоң кара тешиктер пайда болмок.

Ааламдагы бөлүкчөлөрдүн жана антибөлүкчөлөрдүн симметриясы бузулган. Ал эми ар бир барионго (протон, нейтрон) 109 фотон туура келет. Эгер көбүрөөк болсо, галактикалар пайда болмок эмес. Эгер алар аз болсо, жылдыздар болмок эмес. Ошондой эле, биз жашаган өлчөмдөрдүн саны "туура" окшойт. Татаал структуралар эки өлчөмдө пайда болушу мүмкүн эмес. Төрттөн ашык (үч өлчөм плюс убакыт) менен туруктуу планетардык орбиталар жана атомдордогу электрондордун энергетикалык деңгээлдери көйгөйлүү болуп калат.

10. Адам ааламдын борбору катары

Антроптук принцип түшүнүгүн Брэндон Картер 1973-жылы Краковдо Коперниктин туулган күнүнүн 500 жылдыгына арналган конференцияда киргизген. Жалпысынан алганда, байкалуучу Аалам биз тарабынан байкалышы үчүн жооп берген шарттарга жооп бериши керек деп формулировкалоого болот. Буга чейин анын ар кандай версиялары бар. Алсыз антропикалык принцип биз бар болушубузду мүмкүн кылган ааламда гана жашай алабыз деп айтылат. Эгерде константалардын баалуулуктары башкача болсо, биз муну эч качан көрмөкпүз, анткени биз ал жерде болмок эмеспиз. Күчтүү антропикалык принцип (атайылап түшүндүрүү) аалам биз жашай ала тургандай деп айтат (10).

Кванттык физиканын көз карашы боюнча, каалаган сандагы аалам эч себепсиз пайда болушу мүмкүн. Биз белгилүү бир ааламга келдик, ал адам анда жашоо үчүн бир катар тымызын шарттарды аткарышы керек болчу. Анда биз антропикалык дүйнө жөнүндө сөз болуп жатабыз. Момун үчүн, мисалы, Аллах жараткан бир адамдык аалам жетиштүү. Материалисттик дүйнө тааным муну кабыл албайт жана көптөгөн ааламдар бар же азыркы аалам көп ааламдын чексиз эволюциясынын бир баскычы гана деп эсептейт.

Ааламдын моделдөө катары гипотезасынын заманбап версиясынын автору теоретик Никлас Бострем болуп саналат. Анын айтымында, биз кабылдаган реалдуулук биз билбеген симуляция гана. Окумуштуу эгер жетиштүү кубаттуу компьютердин жардамы менен бүтүндөй цивилизациянын же бүт ааламдын ишенимдүү симуляциясын түзүүгө мүмкүн болсо жана симуляцияланган адамдар аң-сезимди сезе алса, анда өнүккөн цивилизациялар чоң санды жаратышы толук ыктымал деп сунуштады. Мындай симуляциялардын бири жана биз алардын биринде Матрицага (11) окшош нерседе жашайбыз.

Бул жерде «Кудай» жана «Матрица» деген сөздөр айтылды. Бул жерде илим жөнүндө сөз кылуунун чегине жеттик. Көпчүлүк, анын ичинде илимпоздор, так эксперименталдык физиканын алсыздыгынан улам илим реализмге карама-каршы келген, метафизика жана фантастика жыттуу аймактарга кире баштайт деп эсептешет. Физика өзүнүн эмпирикалык кризисин жеңип чыгып, эксперименталдык жактан текшерилүүчү илим катары кайрадан кубануунун жолун табат деп үмүттөнүү керек.