Kõik ootavad oma teooriat

Raamatus The Hitchhiker's Guide to the Galaxy esitati Deep Thought hüperarvutile (1) "suur küsimus". Pärast seitset ja pool miljonit aastat keerulisi arvutusi andis ta vastuse elu, universumi ja kõige muu kohta. Sellele oli kirjutatud "42".

Augustis Nature avaldas füüsik Mostafa Ahmadi oma meeskonnakaaslastega oma uuringu kohta artikli, mis näitas, et antivesiniku aatomite emissioonijoon on sama, mis vesiniku oma 21 cm kaugusel. Seega on kokkuvõttes vesiniku ja vesiniku kiiratavad lained. antivesinik on 42 cm pikk!

Hüüumärk mängib siin üsna naljakat rolli. Kuid ülaltoodud "assotsiatiivne jada" ei ole kuigi kaugel mõnest kaasaegse füüsika valdkonnas toimuvast mõtlemisest. Teadlased on pikka aega mõelnud, kas mustrid ja kohandused, mida me universumis tajume, ei ole ainult meie mõistuse protsess ega mingite objektiivsete nähtuste peegeldus. Teatud vaatenurgast võinuks ilma põhjuseta tekkida suvaline arv universumeid. Leidsime end ühes neist, konkreetsest, milles oli täidetud terve hulk peeneid tingimusi, et inimene sellesse ilmuks. Me kutsume teda o. antroopiline maailm (2), st selline, kus kõik on suunatud meie tuntud elu tekkimisele.

Otsitud aastakümneid Kõigi teooria seal võib olla ka number "42", mis tuleneb vaatluste, katsete, arvutuste, järelduste tulemustest – ja tegelikult sa ei tea, mida sellega peale hakata.

Just nagu sa ei tea, mida sellega peale hakata Standardmudel. See on suurepärane kirjeldav tööriist kaasaegse füüsika jaoks. Probleem on aga selles, et ma ei anna temast veel alla, energiast rääkimata. Ja küsimus mateeria ja antiaine hüpoteetilisest tasakaalust Universumis teeb muret juba peaaegu kõigile. Paljud füüsikud tunnistavad rahulikult, et kuulsas LHC Hadron Collideris ja teistes seda tüüpi keskustes tehtud katsete tegelik eesmärk ei ole mitte niivõrd selle mudeli kinnitamine, vaid ... selle õõnestamine! Siis arvan, et teadus liiguks edasi, ületades praeguse ummikseisu.

Kindlasti on Theory of Everything hüpoteetiline füüsikaline teooria, mis kirjeldab sidusalt kõiki füüsilisi nähtusi ja võimaldab ennustada mis tahes füüsilise kogemuse tulemust.

Seda terminit kasutatakse praegu tavaliselt esialgsete mõistete kirjeldamiseks, kuid siiani pole ühtegi neist ideedest eksperimentaalselt kontrollitud. Peamiseks probleemiks osutusid ületamatud erinevused mõlema teooria sõnastuses. Lisaks on palju probleeme, mida ükski neist teooriatest ei lahenda, nii et isegi kui need kokku liita, ei anna need teile kõiketeooriat.

Väsitav ühendamine

Esimene kaasaegne sobivus füüsikas, Newtoni gravitatsioonimudel, oli mõningaid puudusi. Peaaegu kaks sajandit hiljem otsustas šotlane, et elektrit ja magnetismi tuleks vaadelda kui läbistavaid jõuvälju. Seda võib käsitleda kui lainet, mille hari tekitab elektrivälja, mis omakorda tekitab oma võnkumise kaudu magnetvälja, mis jällegi tekitab elektrivälja.

Elektri ja magnetismi põimumise jäädvustas Šoti füüsik nelja kuulsa võrrandi abil. Seega ühendati mõlemad jõud üheks, s.o. elektromagnetism. Samuti ei tasu unustada, et sel korral tegi Maxwell veel ühe avastuse, tänu millele valgus lõpuks defineeriti elektromagnetlaine. Siin oli aga märkimisväärne probleem, millele tollal tähelepanu ei pööratud. Valguse kiirus, s.o. Selle elektromagnetlaine levik ei sõltu kiirusest, millega selle kiirgusallikas liigub, mis tähendab, et see kiirus jääb erinevate vaatlejate jaoks samaks. Seega tuleneb Maxwelli võrranditest, et valguslaine kiirusele lähedase kiirusega liikuva objekti puhul peab aeg aeglustuma.

Isaac Newtoni traditsiooniline füüsika ei tundnud end nende paljastustega kuigi mugavalt. Dünaamika looja ei eeldanud, et ajal peaks olema mingi tähendus – see peaks olema muutumatu ja kõigi jaoks võrdne. Maxwell astus esimese väikese sammu selle veendumuse vaidlustamiseks, kuid vaja oli kujundit, mis esitab radikaalse väljakutse, näidates, et gravitatsioon ja valgus eksisteerivad veidi erinevatel põhimõtetel, kui seni arvati. tegelane nagu Albert Einstein.

Neil optimistlikel aegadel tundus The Theory of Everything olevat Maxwelli võrrandite laiendus ja üldistus. Eeldati, et on olemas üks elegantne valem, mis sobiks kogu universumi füüsikaga, lisades sellele muid teadaolevaid interaktsioone.

Einsteini idee aja ja ruumi, energia ja mateeria omavahelisest seotusest oli revolutsiooniline. Pärast eri- ja üldrelatiivsusteooria väljakuulutamist otsustas geenius, et on aeg leida kõige teooria, mis tema arvates oli tema käeulatuses. Einstein oli kindel, et on oma eesmärgile lähedal ja piisas sellest, kui leiti viis, kuidas ühendada oma relatiivsusteooria Maxwelli elektromagnetismiga, et tuletada valem, mis selgitab kõiki füüsikuid huvitavaid protsesse.

Kahjuks ilmus peaaegu kohe pärast Einsteini suurimaid õnnestumisi uus füüsika valdkond – kvantmehaanika. Või äkki “õnneks”, sest ilma selle poolt kirjeldatud elementaarosakeste mikrokosmose nähtusi arvesse võtmata ei oleks Einsteini hüpoteetiline teooria kõige teooria. Kuid asjad, mis alguses tundusid piisavalt lihtsad, hakkasid muutuma keerulisemaks.

Lõpuks, mõlemat teooriat silmas pidades, asusid füüsikud, mitte ainult Einstein, ühinema. Üks esimesi pärast Einsteini tööd oli Kaluzi-Kleini teooria  pakuti välja 1919. aastal Theodora Caluzen ja muudetud 1926. aastal. Oscar Klein. Ta ühendas relatiivsusteooria Maxwelli elektromagnetismiga, laiendades neljamõõtmelist aegruumi hüpoteetilise lisaga. viies mõõde. See oli esimene laialt tuntud teooria, mis põhines uuel hüperruumi kontseptsioonil.

Nagu füüsikute järgmine põlvkond näitas, liigutavad aatomit varem tundmatud jõud peale gravitatsiooni või elektromagnetismi. Esimene oli tugev interaktsioon, mis vastutab prootonite ja neutronite hoidmise eest aatomituumas. Teine - nõrk koostoime, mis põhjustab aatomi lagunemise ja sellega seotud radioaktiivsuse.

Ühinemise idee kerkis uuesti esile. Kuid seekord oli lõpliku teooria loomiseks vaja ühendada mitte kaks, vaid neli jõudu, mis kontrollivad kõike, mis meid ümbritseb. Kuigi inimkond on õppinud kasutama aatomi potentsiaali, on ta eemaldunud kõigi asjade olemusest. Füüsikud hakkasid ehitama uurimisrajatisi aatomiosakeste kokkupõrkeks. Kiirendikatsed näitasid kiiresti, et need, mida me nimetasime elementaarosakesteks, saab jagada väiksemateks tükkideks. Seega vabastati kogu “ZOO”. subatomaarsed osakesed, ja teadlased hakkasid mõtlema, mis on aine põhiline ehitusplokk.

Aastaid hiljem ilmus teine ​​geenius Richard Feynman. Ta joonistas uue teooria - kvantelektrodünaamika (QED). See puudutas footoni interaktsiooni subatomaarsete osakestega, eriti elektroniga.

siis Abdus Salam ja Steven Weinberg ei suutnud nõrka mõju selgitada. Teadlased on ennustanud koguni kolme seda tüüpi jõu eest vastutava osakese olemasolu: W (+), W (-) ja Z (0). Nad märkasid, et piisavalt kõrge energia korral käituvad need osakesed samamoodi.

Teadlased jälgisid lööki ning käsitlesid elektrone ja neutriinosid samamoodi – kui sama mündi kahte külge. Selle põhjal ennustatakse, et Suure Paugu esimestel hetkedel, s.o. tohutu energiaintensiivsusega aeg, nõrk vastastikmõju ja elektromagnetism olid ühendatud (3). See oli esimene murranguline ühinemine pärast James Maxwelli. Salam ja Weinberg tuvastasid elektrinõrk interaktsioon.

3. Illustratsioon kõigi interaktsioonide ühise päritolu kohta

Need avastused andsid füüsikutele energiat tugeva jõuga töötamiseks. Kuna footonid kannavad elektromagnetilist interaktsiooni ning osakesed W(+), W(-) ja Z(0) on nõrgad, peavad analoogia põhjal olema mõned osakesed, mis vastutavad tugeva interaktsiooni eest. Need osakesed, mis sünteesivad kvarkidest prootoneid ja neutroneid, nimetati kiida mind. Nimetus tuleneb sellest, et gluoonid toimivad subatomaarsete osakeste liimina.

Tänapäeval nimetatakse kõiketeooria kontseptsiooni peaaegu vaheldumisi suureks ühtseks teooriaks, tuntud ka kui GUT (). See on siiski pigem rühm teooriaid, mis püüavad ühendada kvantkromodünaamikat (tugevat interaktsiooni) ja elektronõrga interaktsiooni teooriat.

Nad kirjeldavad tugevat, nõrka ja elektromagnetilist vastasmõju kui ühe interaktsiooni ilmingut. Ükski olemasolevatest suurtest ühtsetest teooriatest pole aga saanud eksperimentaalset kinnitust. Need viitavad uutele sümmeetriatele elementaarosakeste vahel, mis võimaldab tõlgendada neid ühe osakese erinevate ilmingutena. Enamik teooriaid postuleerib näiteks uute (veel avastamata) osakeste olemasolu ja nende osalusel toimuvaid uusi protsesse. Suure ühtse teooria ühine joon on prootoni lagunemise ennustamine. Seda protsessi pole aga veel täheldatud. Sellest järeldub, et prootoni eluiga peab olema vähemalt 10³² laisk.

Kõige tõsisemaks probleemiks jääb makrotasandil gravitatsiooni kirjeldava üldrelatiivsusteooria ühendamine z, mis kirjeldab subatomilisel tasandil fundamentaalseid vastastikmõjusid. Siiani ei ole õnnestunud konstrueerida täielikult toimivat koherentset teooriat. kvantgravitatsioonmis ennustaks uusi nähtusi, mida saaks katseliselt testida.

Vaatamata vaieldamatule revolutsioonile, mille tõi kaasa nõrkade, tugevate ja elektromagnetismi ühendamine, võitleb standardmudel, mis sisaldab ülalkirjeldatud ühendamist, endiselt omamoodi ebamugava allakäiguga pärast Newtoni ja Einsteini. Ja gravitatsioon pole tema ainus probleem...

Sümfooniat pole kunagi mängitud

Standardmudel võtab kokku meie praegused teadmised osakeste füüsikast. Seda on testitud paljudes katsetes ja see on osutunud edukaks varem tundmatute osakeste olemasolu ennustamisel. Siiski ei anna see kõigi põhijõudude ühtset kirjeldust, kuna teiste jõudude teooriaga sarnast gravitatsiooniteooriat on endiselt raske luua. Ja isegi täiendatud Fr. Higgsi osake See ei seleta vähe tumeenergia, gravitatsiooni, mateeria ja antiaine asümmeetria ning isegi neutriinovõnkumiste suuri tänapäevaseid saladusi.

Kuni viimase ajani oli lootus, et standardmudelit saab selles suunas loovalt arendada supersümmeetria (SUSY), mis ennustab, et igal meile tuntud elementaarosakel on sümmeetriline partner – nn. s-osake (4). See kahekordistab mateeria ehitusplokkide koguarvu, kuid teooria sobib suurepäraselt matemaatiliste võrranditega ja, mis kõige tähtsam, pakub võimalust lahti harutada kosmilise tumeaine müsteerium. Jäi vaid oodata Suure Hadronipõrgetise katsete tulemusi, mis kinnitavad supersümmeetriliste osakeste olemasolu. Kahjuks pole teadlased veel avastatud ja seetõttu on SUSY endiselt suure küsimärgi all.

4. Elementaar- ja sümmeetrilised osakesed

Siiani on levinud arvamus, et kõige teooria peamine või tegelikult ainus tõsiseltvõetav kandidaat on teooria või õigemini keelpillide teooria. Põhieelduseks on siin fundamentaalse objekti olemasolu, milleks on ühemõõtmeline "string" – avatud (vabade otstega) või suletud (kui otsad on ühendatud). Selline string võib võnkuda ja need erinevat laadi võnkumised genereerivad selle sõna kvanttähenduses meile standardmudelist tuntud elementaarosakesi (footonid, elektronid, kvargid, gravitonid jne). Näiteks avatud stringi kõige lihtsamad vibratsioonid käituvad nagu footonid või gluoonid. Suletud stringide lihtsaimatel vibratsioonidel on sellised omadused nagu gravitonid, mis on gravitatsioonivälja kvantid, mis moodustavad põhiobjektid. gravitatsiooni kvantteooria.

Meile teadaolevate väikseimate osakeste taandamine keelpillide vibratsiooniks on postuleeritud suur ühinemine ja otsene tee Kõige teooriasse. Sellest ka stringiteooria tohutu populaarsus. Mõisteid tuleb aga vastavalt teaduse nõuetele katsetada, eelistatavalt eksperimentaalselt. Ja siin saab keelpillisümfoonia võlu kohe otsa, sest nähtavat empiirilise kontrollimise meetodit pole keegi välja mõelnud. Ehk siis keelpillikompositsiooni pole kunagi päris pillidel mängitud.

See ei heiduta teoreetikuid, kes on otsustanud jätkata selle kunagi uuesti loodud keelpillimuusika nootide salvestamist, otsides matemaatilistes valemites uusi toone ja helisid. Loodud sh. supersümmeetriliste stringide teooria Oraz M-teooria - stringiteooria üldistusena, mis eeldab täiendava, üheteistkümnenda dimensiooni olemasolu, mis on lisatud eelnevalt ennustatud kümnele. M-teooria põhiobjektiks on kahemõõtmeline diafragma, mis taandatakse põhistringiks, vähendades seda lisamõõdet. Teoreetikud rõhutavad ka, et mõlemat ideed ei tohiks liigitada iseseisvateks teooriateks – need on põhimõtteliselt ühe, kõige üldisema kontseptsiooni ilming.

Kvantgravitatsiooni ahelad

Üks hiljutistest katsetest sobitada kokkusobimatuna näivaid kvantmehaanika teooriaid üldrelatiivsusteooriaga. ahela kvantgravitatsioon (PGK), tuntud ka kui silmusgravitatsioon või kvantgeomeetria. PGC üritab luua gravitatsiooni kvantteooriat, milles ruum ise on kvantiseeritud. Mõiste "kvant" tähendab, et see kontseptsioon on klassikalise teooria kvantversioon – antud juhul üldrelatiivsusteooria, mis võrdsustab gravitatsiooni aegruumi geomeetriaga (5).

Üldrelatiivsusteoorias võib mõõdikuid ja seoseid pidada teatud funktsioonideks, mis on defineeritud mis tahes aegruumi punktis ja mis on võimelised võtma mis tahes väärtuse mis tahes punktis. Teisest küljest ei ole tsükli gravitatsiooni korral meetrika ja ühendus tavalised "funktsioonid", vaid järgivad teatud kvantmehaanika reegleid - näiteks ei saa nad võtta mingeid väärtusi (võivad dramaatiliselt muutuda) ja te ei saa samaaegselt määrata mõõdik ja seos mis tahes täpsusega.

PGK teooria seisab aga silmitsi oluliste väljakutsetega. Sellesse on raske lisada peale geomeetria enda ka mateeriat, millest me koosneme ja mis meid ümbritseb. Samuti pole väga selge, kuidas saada vastava piiriga kvantversioonis klassikalisi Einsteini võrrandeid.

Lahenduse äärel

Kõige teooria on eriline, originaalne ja emotsionaalne viis holograafiline hüpotees, tõlkides kognitiivsed probleemid veidi teisele tasandile. Mustade aukude füüsika näib viitavat sellele, et meie universum pole selline, nagu meie meeled seda näitavad. Reaalsus, mis meid ümbritseb, võib olla hologramm – kahemõõtmelise tasandi projektsioon (6).

6. Universum kui hologramm

Craig Hogan, prof. Fermilabi uurimiskeskuse füüsikud viitavad, et paljud katsete tulemused, näiteks LHC-s läbiviidud, näitavad, et hologrammi põhieraldusvõime tase on just saavutatud. Niisiis, kui universum on hologramm, siis võib-olla oleme just jõudnud reaalsuse eraldusvõime piiridesse. Mõned füüsikud on välja pakkunud intrigeeriva hüpoteesi, et aegruum, milles me elame, ei ole lõppkokkuvõttes pidev, vaid nagu digifotograafiast saadud kujutis, koosneb selle kõige elementaarsemal tasemel teatud "terakestest" või "pikslitest".

Hogan ehitas interferomeetri nimega Hogani holomeetermille eesmärk on saavutada ruumi enda kvantloomus ja selle olemasolu, mida teadlased nimetavad "holograafiliseks müraks". Holomeeter koosneb kahest kõrvuti asetsevast interferomeetrist. Nad lasevad ühe kilovatise laserkiire seadme pihta, mis jagab need kaheks risti asetsevaks 40 meetri pikkuseks kiireks, mis peegelduvad tagasi eralduspunkti, tekitades valguskiirte heleduse kõikumisi. Kui need põhjustavad jaotusseadmes teatud liikumise, annab see tunnistust ruumi enda vibratsioonist.

Mõned usuvad, et holograafilise universumi teooria suudab lõpuks relatiivsusteooria kvantmehaanikaga ühitada. Hüpotees jääb holograafilise põhimõtte lähedaseks Universum kui simulatsioonmille kuulsaim kaitsja ta on Niklas Bostrum. Teadlane pakub, et piisavalt võimsa arvutiga saab luua terve tsivilisatsiooni või isegi kogu universumi usaldusväärse simulatsiooni.

Southamptoni ülikooli eksperdid, kes töötavad kolleegidega Kanadas ja Itaalias, väidavad, et on konkreetseid tõendeid selle kohta, et universum võib olla mingi illusioon. Esineb mõningaid ruumianomaaliaid mikrolaine taustkiirgus, tuntud ka kui taustkiirgus või CMB (). Selle ülikooli teoreetiliste füüsikute meeskond, otsides kinnitust universumi holograafilise olemuse teooriale, analüüsis tohutul hulgal andmeid, püüdes leida taustkiirguse ebahomogeensust. Teadlased katsetasid mitmeid erinevaid holograafilisi mudeleid ja võrdlesid nende ennustusi väga varajases universumis aine jaotumise vaatlustega, mis saadi Plancki satelliidi mõõtmistest. Sel moel oli võimalik kõrvaldada mitu mudelit, kuid teised mudelid leiti olevat suures osas vaatlustega kooskõlas.

Teisisõnu väidavad teadlased, et leitu kinnitab, et elame hologrammis ja selle fakti äratundmine tooks kaasa füüsika ühendamise kindlaks kõige teooriaks. Kui see füüsiline mudel aktsepteeritaks, oleks see Suure Paugu teooria või selliste kontseptsioonide nagu universumi inflatsioon lõpp. Teisest küljest seletaks see ka näiteks vaatleja paradoksi kvantfüüsikas ehk vaatepunkti, mille kohaselt nähtuse vaatlemise fakt mõjutab vaatluse tulemust, nagu ka viis milliseid teadaolevaid holograafilisi kujutisi vaadeldakse, mõjutab nende välimust.

Kas see oli teooria kõigest, mida me tahtsime? Raske öelda. Lõppude lõpuks ei tea me neist ikka veel ühtegi ...

Multiversum, see tähendab, et kõik kaotab oma tähenduse

Beyond the Universum kui hologramm ja/või teise, mõnevõrra tige nali, mis tuleneb meie püüdlustest leida kõige teooria. multiversumi hüpotees. Paljude maailmade kvantteooria järgi Hugh Everett III, mida ta nimetab "kvantmehaanika mitmekülgseks tõlgenduseks", kõik, mis võib juhtuda, juhtub kindlasti ühes reaalsuse harust. Everetti jaoks on iga superpositsiooni olek võrdselt reaalne ja realiseeritud teises paralleeluniversumis. Kvantmultiversum on nagu lõputu hargnev puu.

Ühe kvantmehaanika tõlgenduse kohaselt on selles ruumis universumid, mis pärinevad meie universumist. Aeg-ajalt luuakse selles ruumis uusi universumeid. See juhtub alati, kui universumis on valikuvõimalus – näiteks antud osake võib minna mitut rada pidi ja siis tekib nii palju uusi universumeid, kui on võimalikke radu ja igaühes neist liigub molekul erinevat teed pidi. Teist tüüpi multiversumit kirjeldatakse juba mainitud M-teoorias. Tema sõnul tekkisid meie ja teised universumid membraanide kokkupõrgete tagajärjel üheteistkümnemõõtmelises ruumis. Erinevalt "kvantmultiversumi" universumitest võivad neil olla väga erinevad füüsikaseadused.

Multiversumi või multiversumi kontseptsioon lahendab palju probleeme, näiteks täiuslik häälestamine, kuid teaduslikus mõttes tundub see olevat ummiktee. Sest see tekitab kõik küsimused "miks?" tähtsusetu. Pealegi tundub teiste universumite uurimine üldiselt mõeldamatu. Ja kõige teooria kontseptsioon kaotab siin oma tähenduse.

Jõudu viiendas

Võib-olla me ei peaks üle minema suurte, ambitsioonikate teooriate poole? Võib-olla piisab, kui pöörata tähelepanu avastustele, mis seni tunduvad märkamatud, kuid võimalik, et need viivad suurepäraste tulemusteni?

Möödunud aasta augustis avaldasid California ülikooli Irvine'i teoreetilised füüsikud ajakirjas Physical Review Letters artikli, milles väidavad, et lisaks gravitatsioonilisele, elektromagnetilisele, nõrgale ja tugevale vastastikmõjule on tõenäoliselt veel üks interaktsioon ...

2015. aastal otsisid Ungari Teaduste Akadeemia teadlased viienda loodusjõu nn hüpoteetilist kandjat. Kui liitiumi isotoop – 7Li – põrkas kokku prootonitega, avastasid nad uue bosoni (7), mis oli elektronist umbes kolmkümmend korda raskem. Siiski ei osanud nad öelda, kas ta oli mõjude kandja. Irvine'i California ülikooli teadlased uurisid Ungari teadlaste andmeid ja analüüsisid selles valdkonnas seni tehtud katseid. Selle tulemusena esitasid nad uue teooria. See ühendab kõik olemasolevad andmed ja näitab tõenäolist avastust. viies loodusjõud. Nende arvates võib see salapärane osake olla nö boson X, mida nimetatakse "protonofoobseks" - selle elementaarosakesega suhtlemise puudumise tõttu. Teadlased usuvad ka, et viies loodusjõud võib koos teiste vastasmõjudega moodustada veel ühe alusprintsiibi erinevaid aspekte või on jälg, mis viib tumeaine.

7. X-bosoni moodustumise mudel

Rahatähe tume osa

Hinnanguliselt jääb nähtamatuks koguni 27% kogu universumi ainest ja pealegi on kõik, mis on "nähtav" – sinu võileivast kuni kvasarideni – vaid 4,9% ainest. Ülejäänud on tume energia.

Astronoomid annavad endast parima, et selgitada, miks tumeaine eksisteerib, miks seda nii palju on ja miks see ikkagi peidus jääb. Kuigi see ei kiirga nähtavat energiat, on see piisavalt tugev, et hoida galaktikaid klastrites, takistades neil aeglaselt kosmoses levimast. Mis on tumeaine? Aksioon, WIMP, graviton või superaine Kaluza-Kleini teooriast?

Ja kõige olulisem küsimus – kuidas saab mõelda kõige teooriast ilma tumeaine (ja loomulikult tumeenergia) probleemi selgitamata?

Teoreetilise füüsiku pakutud uues gravitatsiooniteoorias Erika Verlinde Amsterdami ülikoolist, leidis viisi, kuidas sellest tüütust probleemist lahti saada. Vastupidiselt traditsioonilisele lähenemisele gravitatsioonile kui põhilisele loodusjõule näeb Verlinde selle tekkimist ruumi omadus. See tekkimine on protsess, mille käigus loodus loob midagi võimsat, kasutades väikeseid lihtsaid elemente. Selle tulemusena on lõplikul loomingul omadused, mida väiksematel osakestel pole.

tekkiv või entroopiline gravitatsioon, nagu uus teooria seda nimetab, vastutab galaktikate pöörlemise kõikumiste ja kõrvalekallete eest, mida nüüd seostatakse tumeaine aktiivsusega. Verlinde'i kontseptsioonis ilmneb gravitatsioon teabe põhiühikute muutumise tulemusena. Ühesõnaga, gravitatsioon oleks entroopia tagajärg, mitte kosmose põhijõud. Aegruum koosneks kolmest teadaolevast dimensioonist ja sellele lisanduks aeg. See oleks paindlik.

Muidugi saab tumeenergia probleemist lahti ka otsides teist teooriat, mis ütleb, et probleemi pole üldse, sest tumeenergiat pole olemas. Ungari-Ameerika teadlaste rühma 2017. aasta märtsis avaldatud uue arvutisimulatsiooni tulemuste kohaselt ei eksisteeri 68% vanemas mudelis, mille nimi on lühidalt Lambda-CDM, eeldatud universumist lihtsalt olemas.

Teadusmaailm on võtnud kasutusele tumeenergia kontseptsiooni, mis tekkis 90ndatel pärast valguse vaatlemist Ia tüüpi supernoovadelt, mida tuntakse ka kui "standardküünalt". Vaatluse tulemus on ka universumi paisumise kiirenemise teooria, pälvis 2011. aasta Nobeli füüsikaauhinna.

Samal ajal teatasid Ungari Eötvös Lorandi ülikooli ja USA Hawaii ülikooli teadlased hiljuti, et tumeenergia on "leiutis", mis tekkis lihtsustatud arvutuste tulemusena. Uues mudelis, mille teadlased kutsusid AveraUniversum paisub nagu seebivaht. Laienemiskiirus on sarnane vaadeldavaga ja kiirendus on õige ning kõik on kooskõlas Einsteini teooriatega. Ungari-Ameerika kontseptsioonis ei ole aga vajadust tumeenergiaga arvestada. Uuringu kirjeldus on avaldatud ajakirjas Monthly Notes of the Royal Astronomical Society.

Kõik võib toimida ilma teooriata

Teadusfilosoofias on realismile vastandlik seisukoht, nn instrumentalism. Tema sõnul on kõik objektid, mida meeltega ei saa jälgida, vaid "kasulikud väljamõeldised". Neid pole tegelikult olemas – või vähemalt on ebaselge, kas need on olemas. Need on aga kasulikud selle poolest, et tänu neile saame ennustada ja seletada nähtusi füüsikateooriate raames, mis on sõnastatud muidugi matemaatika keeles.

Teadlased mõistavad, et universumit ei saa ühendada ühe teooriaga, veel vähem matemaatilise võrrandiga. Kõik sümmeetriad ja ennustused võivad olla ainult matemaatika väljamõeldised ja on tavaliselt meie psühholoogiliste vajaduste tulemus, näiteks soov saada lõplikke ja lõplikke vastuseid. Üksi Universum ei pruugi aga piisavalt sujuvaks eksisteerimiseks ja toimimiseks üldse ühtlustada.

Nobeli karavan jätkub

Sama sujuvalt kui universum, töötab Nobeli füüsiliste saavutuste preemia andmise mehhanism, mis viib meid kõige teooriale vähe või üldse mitte lähemale. Veelgi enam, Nobeli teaduslikel avastustel põhinevad erinevad seadmed ja tehnilised leiutised juurduvad meie maailmas hästi. Piisab, kui meenutada mõne aasta eest auhinnatud sinise LED-uuringut, mis ei vaja universumi aluspõhimõtete selgitamist, et teenida meid peaaegu igal sammul.

Tõenäoliselt jagatakse sel aastal taaskord välja teadussaavutus, mis ei vasta kõikidele küsimustele ega anna kõigest täielikku arusaama, kuid võib olla väga kasulik - kui mitte praktiliselt, siis rakendustehnoloogia maailmas - vähemalt samm-sammult, et laiendada oma teadmisi tegelikkusest. Nagu näiteks järgnevate puhul gravitatsioonilainete tuvastamine.

Üks sageli mainitud tänavuse Nobeli preemia kandidaate on Prof Rainer "Paradiis" Weiss (kaheksa). Ta on tehnoloogia kaasleiutaja laserinterferomeeter, mida kasutatakse LIGO-s () - gravitatsioonilainete detektor, millel on kolm kinnitatud gravitatsioonilaine rekordit. LIGO on Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi, California Tehnoloogiainstituudi ja paljude teiste kolledžite teadlaste ühisettevõte. Projekti rahastab National Science Foundation. Idee luua detektor sündis 1992. aastal ja selle autorid olid Kip Thorne i Ronald Drever California Tehnoloogiainstituudist ja täpsemalt Rainer Weissist Massachusettsi Tehnoloogiainstituudist. Drever suri kahjuks selle aasta märtsis, kuid ülejäänud kaks võivad nimekirja sattuda oktoobris.

2015. aasta detsembris tuvastasid Louisiana osariigis Livingstonis ja Washingtonis Hanfordis asuva LIGO observatooriumi mõlemad detektorid gravitatsioonilaineid. Esimene ajalooline avastus toimus 2015. aasta septembris ja sellest teatati 2016. aasta veebruaris. See on esimene gravitatsioonilainete tuvastatud musta augu kokkupõrge, mis on tähistatud sümboliga GW150914. Avastus 2015. aasta jõulu teisel pühal GW151226, ja teave selle kohta ilmus 2016. aasta juunis. Kolmandast avastusest saime teada aasta hiljem.

Astronoomid võrdlevad hiljutisi sündmusi gravitatsioonilainetega seni läbitungimatu loori kergitamise ja võimalusega lõpuks vaadata, kuidas universum tegelikult toimib. Teisisõnu, elektromagnetlained on võnkumised ruumilises keskkonnas ja gravitatsioonilained on keskkonna enda võnkumised.

Ta oli aastaid raudkindel kandidaat Nobeli preemiale. Anton Zeilinger (9), Austria füüsik, kes on spetsialiseerunud kvantinterferomeetriale, Viini ülikooli eksperimentaalfüüsika professor. Tänu Euroopa koostööle Hiina uurimiskeskustega on austerlane seotud hiljuti tuntud orbitaalkatsetega. kvantteleportatsioon. Võimalik, et ta on autasustatute hulgas koos teleportatsiooni ja kvanttelekommunikatsiooni projektidega tegelevate Hiina teadlastega.

Zeilinger tegeleb mikromaailma põhinähtuste (eriti takerdunud olekute) uurimisega. 80ndatel viis ta läbi rea katseid neutronite häirete kohta. 1989. aastal koos Daniel Greenberger i Michael Hornemet kolme või enama osakese põimumine annab kvantkorrelatsioonid, mis on absoluutselt kokkusobimatud ühegi relativistliku klassikalise füüsika kontseptsioonidel põhineva pildiga. Zeilingeri kuulsaim eksperiment oli esimene kvantteleportatsioon kahe footoni vahel, mis loodi kahe eraldi kiirgussündmuse käigus (1997).

Samuti on mitu aastat räägitud sellest, et Nobeli komitee peaks avastuste laviini hindama. Päikesevälised planeedid. Spekulatsioon mainib kõigepealt Jeffrey W. Marcy, Ameerika astronoom, kes koostöös Paul Butler i Debra Fischer osales seitsmekümne esimese teadaoleva Päikesevälise planeedi avastamisel.

Kui aga Rootsi teadlased jäävad kinni edusammudest, millel on rohkem praktilisi tagajärgi ja tehnoloogilist potentsiaali, võivad nad tunnustada teadlasi, kes katsetavad nanojuhtme fotoonikasealhulgas esimese nanotraatlaseri loomine. Nad võivad olla ka nende huviorbiidis. Yosinori Tokura, Ramamurti Ramesh i James Scott - uurimiseks ferroelektriline andmekandja (Scott) ja uued ferroelektrilised materjalid (kaks muud).

Viimastel aastatel mainitud rakenduste hulgas oli ka tehnoloogiaid arendavaid teadlasi metamaterjalid negatiivse murdumisnäitajaga, s.o. pealkirjad nagu: Viktor Veselago (Victor Vecielago) John Pendry, David Smith, Xiang Zhang, Sheldon Schultz või Ulf Leonhardt. Ehk jääb Nobeli komiteele meelde fotooniliste kristallide loojaid ja uurijaid, s.o. teadlastele meeldib Eli Jablonovitš, Sean Lin või John Ioannopoulos.

Kõik seni autasustatud ja tulevased "väikesed" aadlikud – s.t. Auhinnad fragmentaarsete kontseptsioonide eest, mis viivad konkreetsete tehniliste leiutisteni, peaksid teoreetiliselt lõppema, kui "Kõige teooria" välja töötatakse. Seda seetõttu, et see peab andma igale küsimusele kõik võimalikud vastused ja lahendused.

Teoreetiliselt on see huvitav küsimus – kas kõige teooria tähendab teaduse lõppu, vajadust katsetada ja otsida? Ainult teoreetiliselt...