Наша Вселенная намного, намного проще, чем кажется

12 Октября 2015 в 16:30, Илья Хель 20 756 просмотров 45

Простая вселенная

Вы будете удивлены, услышав, что наша Вселенная на самом деле довольно простая — это наши космологические теории оказываются неоправданно сложными, утверждает один из ведущих физиков-теоретиков мира. Такой вывод может показаться нелогичным: в конце концов, чтобы понять истинную сложность Природы, приходится мыслить шире, изучать вещи в более и более мелких масштабах, добавлять новые переменные в уравнения, придумывать «новую» и «экзотическую» физику. Когда-нибудь мы выясним, что такое темная материя, получим представление о том, где прячутся гравитационные волны — если только наши теоретические модели станут более развитыми и более… сложными.

Это не так, говорит Нил Турок, директор Института теоретической физики Периметра в Онтарио, Канада. По мнению Турока, если Вселенная, на самых больших и малых масштабах, о чем-то нам говорит, так это о своей невероятной простоте. Но чтобы в полной мере это осознать, нам необходима революция в физике.

В интервью Discovery Турок отметил, что крупнейшие открытия последних десятилетий подтвердили структуру Вселенной на космологических и квантовых масштабах.

«На крупных масштабах мы составили карту целого неба — космического микроволнового фона — и измерили эволюцию Вселенной, процесс ее изменения, процесс ее расширения… и эти открытия показывают, что Вселенная поразительно проста, — говорит он. — Другими словами, вы можете описать структуру Вселенной, ее геометрию, плотность материи всего одним числом».

Самый захватывающий вывод этого рассуждения в том, что описать геометрию Вселенной всего одним числом проще, чем описать численно простейший из известных нам атомов — атом водорода. Геометрия атома водорода описывается тремя числами, которые вытекают из квантовых характеристики электрона на орбите вокруг протона.

«Это говорит нам, что Вселенная гладкая, но имеет небольшой уровень колебаний, который описывается этим числом. И все. Вселенная — самое простое, что мы знаем».

Где-то там, на противоположном конце масштаба, нечто подобное произошло, когда физики исследовали поле Хиггса, используя самую сложную машину, когда-либо построенную людьми, — Большой адронный коллайдер. Когда в 2012 году физики исторически открыли частицу-посредника поля Хиггса — бозон Хиггса — она оказалась простейшим типом, описываемым Стандартной моделью частиц.

Водород

«Природа использует минимальное решение, минимальный механизм, который только можно представить, чтобы дать частицам их массу, их электрический заряд и так далее», — говорит Турок.

Физики 20 века научили нас, что если увеличивать точность и углубляться в квантовый мир, вы обнаружите зоопарк новых частиц. Поскольку экспериментальные результаты производили множество квантовой информации, теоретические модели предсказывали еще больше и больше частиц и сил. Но теперь мы достигли распутья, когда многие из наших передовых теоретических идей о том, что лежит «за пределами» нашего текущего понимания физики, ожидают некоторых экспериментальных результатов, которые подтвердят прогнозы.

«Мы оказались в странной ситуации, когда Вселенная с нами говорит; она говорит нам о том, что она чрезвычайно проста. В то же время теории, которые были популярны (последние 100 лет развития физики), становятся все более сложными, произвольными и непредсказуемыми», — говорит он.

Турок указывает на теорию струн, которая была заявлена как «окончательная теория объединения», упаковывающая все тайны мироздания в аккуратную упаковку. А также на поиск доказательств инфляции — быстрого расширения Вселенной, которое она пережила почти сразу после Большого Взрыва где-то 14 миллиардов лет назад — в форме первичных гравитационных волн, выгравированных на космическом микроволновом фоне, «эхе» Большого Взрыва. Но поскольку мы ищем экспериментальные доказательства, мы хватаемся за соломинку; экспериментальные доказательства просто не согласуются с нашими невыносимо сложными теориями.

Наше космическое происхождение

Теоретическая работа Турока отведена происхождению Вселенной, темой, которая привлекла много внимания в последние месяцы.

В прошлом году коллаборация BICEP2, которая использует телескоп, расположенный на Южном Полюсе, для изучения реликтового излучения, объявила об обнаружении сигналов первичных гравитационных волн. Это своего рода «святой Грааль» космологии — открытие гравитационных волн, порожденных Большим Взрывом, может подтвердить инфляционные теории Вселенной. Но, к сожалению для команды BICEP2, они объявили «открытие» еще до того, как европейской космический телескоп Планка (который тоже составляет карту микроволнового фона) показал, что сигнал BICEP2 был вызван пылью в нашей галактике, а не древними гравитационными волнами.

Что, если первичные гравитационные волны никогда не найдут? Многие теоретики, которые возлагали свои надежды на Большой Взрыв с последующим периодом быстрой инфляции, могут быть разочарованы, но, по словам Турока, «это будет мощным намеком» на то, что Большой Взрыв (в классическом понимании) может не быть абсолютным началом Вселенной.

Большой Взрыв

«Самое сложное для меня — это описать сам Большой Взрыв математически», — добавляет Турок.

Возможно, циклическая модель эволюции вселенной — когда наша Вселенная коллапсирует и начинает заново — будет лучше соответствовать наблюдениям. Таким моделям необязательно производить первичные гравитационные волны, и если эти волны не обнаруживаются, возможно, наши инфляционные теории нуждаются в улучшении.

Что касается гравитационных волн, которые, согласно прогнозам, производятся быстрым движением массивных объектов в нашей современной Вселенной, Турок уверен, что мы достигли такой степени чувствительности, что наши детекторы должны вскоре их обнаружить, подтверждая одно из предсказаний Эйнштейна на тему пространства-времени. «Мы ожидаем увидеть гравитационные волны от столкновений черных дыр в ближайшие пять лет».

Следующая революция?

От крупнейших масштабов до мельчайших, Вселенная кажется «безмасштабной» — другими словами, на какой бы пространственный или энергетический масштаб вы ни взглянули, нет в масштабах ничего «особенного». И этот вывод говорит в пользу того, что у Вселенной куда более простая природа, чем предполагают современные теории.

«Это кризис, но кризис в лучшем виде», — говорит Турок.

Таким образом, чтобы объяснить происхождение Вселенной и прийти к соглашению с некоторыми из самых загадочных тайн нашей Вселенной, вроде темной материи и темной энергии, нам, возможно, придется совершенно иначе взглянуть на космос. Для этого потребуется переворот в понимании физики, революционный подход, по силе сравнимый с эйнштейновским осознанием того, что пространство и время являются двумя сторонами одной медали, когда и была сформирована общая теория относительности.

«Нам нужно совсем другое представление фундаментальной физики. Пришло время для кардинально новых идей», — заключает Турок, отмечая, что сейчас прекрасное время для молодежи заниматься теоретической физикой, поскольку именно следующее поколение, вероятнее всего, перевернет наше понимание Вселенной.

Наша Вселенная намного, намного проще, чем кажется

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

45 комментариев

  1. SergioG.

    В общем, мы встретимся в следующей жизни! (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  2. Zarb

    "Другими словами, вы можете описать структуру Вселенной, ее геометрию, плотность материи всего одним числом"
    Конечно же это число - 42! ;)

  3. rainbringer

    Вообще-то, если уж совсем неслабо задуматься, использую свой головной мозг по прямому его назначению, анализируя все приведенные утверждения разносторонне, присовокупив к анализу собственный опыт, кругозор и общий здравый смысл (у кого такой присутствует), можно прийти к однозначному выводу, что, на самом деле, переливая из пустого в порожнее, статья ни о чем. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. Chekagos

    Интересный трейлер.... а теория подетальнее будет? (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  5. storm X

    наша вселенная - лишь сон собаки

  6. Higgs Boson

    Николай Михайлов отдыхает.

    • Nikolay-01

      Цитата из статьи:
      «Нам нужно совсем другое представление фундаментальной физики.
      Пришло время для кардинально новых идей».
      Эти новые идеи как раз и представлены на сайте николая михайлова.

      • JollyRoger

        Неисправим. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

      • CSKA

        Ключевое слово "отдыхает"

      • VZH

        Николай, вы уже посчитали аномальную прецессию орбиты Меркурия? Как совпадение с наблюдениями?

        • Nikolay-01

          Я посчитал удаление Луны от Земли по формулам гравитодинамики (по ее законам орбитального движения тел). Совпадение с лазерными измерениями удаления Луны - полное. Кроме этого сделан расчет снижения спутника Марса - Фобоса и станции МКС. Все это на сайте николая михайлова.

          • CSKA

            Хех

          • Viamo

            Так а почему при солнечном затмении Земля не сходит с орбиты? Согласно вашей теории должна сходить. Объясните пожалуйста физику затмения постараясь не грубить и не оскорблять! (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

          • VZH

            Какое же оно полное? У вас выходит 7см в год, а на самом деле - 4. Кроме того, для МКС у вас вообще какие-то невразумительные цифры выходят. При попытке посличтать удаление земли от солнца опять промах... Не годится такая теория. Ну и про Меркурий также не посчитали.

  7. Gidan

    Автор прав только в одном, что "НАША ВСЕЛЕННАЯ НАМНОГО, НАМНОГО ПРОЩЕ, ЧЕМ КАЖЕТСЯ", а остальное лабуда.
    Автор призывает к кардинально новым идеям, но основанным на старом мировоззрении: "гравитационные волны", "темная материя", "пространство-время"...
    То что "экспериментальные доказательства просто не согласуются с нашими невыносимо сложными теориями" его скорее озадачивает, чем тревожит. Он, как и весь ученый мир, просто не может расстаться с "нашими невыносимо сложными теориями", но при этом думает что "«Нам нужно совсем другое представление фундаментальной физики. Пришло время для кардинально новых идей»"
    Если вы хотите кардинальных перемен, то вернитесь в начало 20-го века и проанализируйте тот путь которым вот уже 100 с лишним лет движется, нет не движется - топчется наука, именно тут и зарыта собака, там вы найдете решение всех проблем...
    "Зри в корень", - Козьма Прутков был прав.

  8. botancik

    америка! .... и тихий ужас) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  9. Higgs Boson

    существуещее представление мира и физические теории не могут быть в корне быть пересмотрены. Они могу быть максимум подкорректированы под более масштабные всеобьемлющие законы, частными случаями которых будут те законы, которые уже открыты. Геометрия Эвклида не была ошибочной, она оказалась лишь частным случаем более широких и сложных геометрий отражающих не какую-то часть пространства, а боллее обширную её часть. Но и они не всеобьемлющи. Но никак не полной кардинальное пересмотрение.

  10. dawson.white

    Чую через n лет опять будут сжигать на костре за всякие "большие взрывы". Вот это и будет "проще чем кажется ") (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  11. Semen_Semen

    Уже давно писал, что новая физика будет включать в себя классическую (современную) как частный случай со стороны определённого наблюдателя (человека). Новая физика будет учитывать самого наблюдателя как часть измерения и эксперимента. Это будет больше философия и дзен, чем формулы. Запомните мои слова :) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  12. antey

    Статья интересна лишь тем, что автор, всемирно известный физик-теоретик, утверждает, что Вселенная устроена гораздо проще, чем ее пытается описать современная доминирующая доктрина. "Но чтобы в полной мере это осознать, нам необходима революция в физике."
    И вдохновляет то, что по мнению автора, "...именно следующее поколение, вероятнее всего, перевернет наше понимание Вселенной."

  13. Milik

    Не создавай сущностей... (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  14. Evil Surgeon

    Что-то тут не так... (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  15. PROFX520

    Поскорей бы появилось что-нибудь новое, а то эта теория относительности уже хорошенько поднадоела.

  16. r6311

    Да не надо ничего нового, всё уже давным давно придумано. И я не про теории относительности и прочую чушь, а про то что находится под запретом и называется страшным словом лженаука.
    Если вы немного углубитесь в данную тематику то осознаете как же на самом деле всё просто устроено, просто и логично. И не нужно выдумывать 10 или 11 измерений.
    Я так думаю, что современные учёные не глупее людей, которые жили в прошлом веке и в позапрошлом и они всё прекрасно понимают. Но им преходится работать над тем за что им платят. В противном случае они будут пречислены к мягко говоря чудикам и навсегда отстранены от научного мира.
    Ну не выгодно и недопустимо, чтобы электроэнергию получали за даром из воздуха, поэтому и уводят развитие науки в теоретические тупики.
    Не выгодно также, чтобы ёмкость аккумуляторов позволяла автомобилю ездить на одном заряде несколько тысяч километров (вместо жалких 300-400 км). Поэтому сейчас мы с вами вынуждены ездить на доисторическом углеродном топливе и заряжать свои смартфоны два раза в день. Микропроцессоры от примитивных скакнули до невероятно компактных и мощных, позволяющих создавать миниатюрные персональные компьютеры всего за пару десятков лет. Но на против за это же время в области аккумов не произошло ничего существенного.
    Извините отошёл от темы, но суть думаю донёс

    • CSKA

      Одна из причин почему лженаука называется лженаукой это то, что повторить эксперименты проводимые лжеучеными невозможно. Взять хоть тех же экстрасенсов. Ну хоть один подтвердил свои способности?

  17. Higgs Boson

    зря ты про измерения так...вот ты в них не6 веришь, а они в тебя верят. ))

  18. Ludvig.Eder

    Даешь Катющика в хай ньюс !!! (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  19. TuPen

    Фракталы-в них разгадка.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.