Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Наша вселенная: это "Простейшее", что мы знаем.

11.10.2015 в 05:53

( Наука@Science_Newworld).

Вселенная - это богатое и сложное место, но его геометрия удивительно простая. Возможно, она заставит нас сделать следующую большую революцию в физике мышления.

Наша вселенная проста на самом деле очень. Она представляет собой наши космологические теории, которые получаются неоправданно сложными. Такую мысль выразил один из ведущих физиков - теоретиков мира.


Этот вывод может показаться нелогичным. В конце концов, чтобы полностью понять истинную сложность природы, вы должны думать масштабнее, изучать вещи в более детальном виде, добавлять новые переменные уравнений, и придумать "Новую" и "экзотическую" физику. В конце концов, мы узнаем, что такое темная материя и получим представление о том, где эти гравитационные волны прячутся - если только наши теоретические модели были более развитыми и более … сложными.

"Это не Совсем так", - говорит нейл турок, директор института периметра теоретической физики в онтарио, Канаде. По его мнению, вселенная, в ее крупнейших и малых масштабах, говорит нам, что она на самом деле очень проста. Но, чтобы в полной мере осознать, что это значит, мы должны будем произвести революцию в физике.

В интервью с Discovery News, турок отметил, что самые большие открытия последних десятилетий подтвердили структуру вселенной в космологических и квантовых масштабах.

"На Большие Масштабы, мы Нанесли Карту Всего Неба - Космический Микроволновый фон - и Измеряли Эволюцию Вселенной, так, как она Меняется, в Зависимости от Расширения … и эти Открытия Показывают, что Вселенная Поразительно Проста", - сказал он. - "Другими Словами, вы Можете Описать Структуру Вселенной, ее Геометрию, и Плотность Вещества … вы Можете Существенно Описать все при Помощи Одного Номера".

Самый захватывающий исход этого рассуждения состоит в том, что описание геометрии вселенной с одним номером, это на самом деле проще, чем численное описание простейшего атома, который мы знаем - атома водорода. Геометрия атома водорода описывает 3 номера, которые возникают из квантовых характеристик электрона на орбите вокруг протона.

"Это в основном говорит нам, что вселенная является гладкой, но она имеет небольшой уровень колебаний, которые описывает это число. И это все. Вселенная - это самое простое, что мы знаем".

С другой стороны, нечто подобное произошло, когда физики проводили исследования в поле хиггса, используя самую сложную машину, когда-либо построенную человечеством - большой адронный коллайдер. Когда в 2012 году физики внесли историческое открытие частицы в поле хиггса, бозон хиггса, это оказался простой тип хиггса, который описывается в стандартной модели физики.

"Природа Нашла Выход с Минимальным Решением и Минимальным Механизмом, Который вы Могли Себе Представить, Чтобы Придать им Массы Частиц, Электрические Заряды и так Далее, и так Далее", - сказал турок.

Физики из 20-го века учили нас, как только вы получите более высокую точность, и опустите зонд глубже в квантовую сферу, вы обнаружите зоопарк новых частиц. Так как экспериментальные результаты генерируют щедростью квантовой информации, теоретические модели предсказывали более диковинные частицы и силы. Но теперь мы достигли перекрестка, где многие из наших самых передовых теоретических представлений о том, что лежит "за" нашим текущим пониманием физики, поворачивает до экспериментальных результатов, которые поддерживают свои прогнозы.

"Мы Находимся в Такой Странной Ситуации, Когда Вселенная Разговаривает с Нами, Сообщая нам, что эти Очень Простые в то же Время Теории, Которые Были Популярны (за Последние 100 лет Физики) Становятся все Более и Более Сложным и Произвольными", - сказал он.

Турок указал на теорию струн, выставленную в качестве "Окончательной Единой Теории", которая представила все тайны мироздания в аккуратной упаковке. Кроме того, поиск доказательств инфляции - быстрого расширения вселенной сразу после большого взрыва около 14 млрд. Лет назад - в виде первичных гравитационных волн, выгравированных в космическом микроволновом фоне (КМФ), или "эхо" большого взрыва. Но пока мы ищем экспериментальные доказательства, мы продолжаем хвататься за соломинку пословиц; экспериментальные данные просто не согласуются с нашими невыносимо сложными теориями.

Наши космические истоки.
Теоретическая работа турок сосредоточена вокруг происхождения вселенной, предмет, который собрал много внимания в последние месяцы.

В прошлом году организация Bicep2, в которой используется телескоп, расположенный на южном полюсе, для изучения реликтового излучения, объявила об открытии первичных гравитационных сигналов волн от эха большого взрыва. По сути это "Святой Грааль" космологии - открытие гравитационных волн, которые были порождены большим взрывом. Это смогло бы подтвердить определенные инфляционные теории вселенной. Но, к сожалению, для команды Bicep2, они объявили "Открытие" преждевременно и космический телескоп планка (что также отслеживает реликтовые излучения) показали, что сигнал Bicep2 был вызван пылью в нашей галактике, а не древними гравитационными волнами.

Но что делать, если эти исконные гравитационные волны никогда не найдут? Многие теоретики, которые возлагали свои надежды на большой взрыв с последующим быстрым периодом инфляции, могут быть разочарованы, но в соответствии с турок "это Очень Мощный Ключ", что большой взрыв (в классическом смысле) не может быть абсолютным началом вселенной.

"Самой Большой Проблемой для Меня Было Описание Самого Большого Взрыва Математически", - добавил турок.

Возможно, это циклическая модель универсальной эволюции - где наша вселенная разрушается и заново отскакивает - может лучше соответствовать наблюдениям. Эти модели не обязательно генерируют первичные гравитационные волны, и если эти волны не обнаружены, возможно, наши инфляционные теории должны быть выброшены или изменены.

Что касается гравитационных волн, которые согласно прогнозам будут получены в результате быстрого движения массивных объектов в нашей современной вселенной, турок уверен, что мы достигаем царства чувствительности, что наши детекторы гравитационных волн обнаружат их очень скоро, подтверждающие еще один эйнштейно - временной прогноз.

"Мы Ожидаем, что Гравитационные Волны Появятся от Столкновений Черных дыр в Течение Ближайших 5 лет", - сказал он.

Следующая революция?
От больших масштабов до маленьких, вселенная кажется "Безмасштабной". И эта Находка на самом деле предполагает, что вселенная имеет гораздо более простую природу, чем предполагают нынешние теории.

"Да, это Кризис, но это Кризис в Лучшем Виде", - сказал турок.

Таким образом, чтобы объяснить происхождение вселенной и прийти к согласию с некоторыми из самых загадочных ее тайн, таких как темная материя и темная энергия, нам, возможно, потребуется смотреть на наш космос по-разному. Для этого нужна революция в физике.

"Нам нужно совсем другое представление о фундаментальной физике. Пришло время для радикальных новых идей", - заключил он, отметив, что это прекрасное время в человеческой истории для молодых людей, чтобы отметиться в области теоретической физики. Скорее всего, они изменят способ, которым мы рассматриваем вселенную.