¿Qué es la "nada"? Dice el astrofísico martin Arroz

Los Filósofos discutieron la naturaleza "de la nada", "nada", "nada", el "vacío" de miles de años, pero que puede la ciencia moderna confiar? A esta pregunta contesta martin Arroz, astrónomo de la real sociedad y el profesor emérito de la cosmología y astrofísica de la universidad de cambridge. Él explica que cuando la física hablan de "la nada", que tienen en cuenta el espacio en blanco (vacío). Esto puede parecer bastante corriente, pero los experimentos muestran que el espacio vacío en realidad no es en blanco — en ello se esconde la misteriosa energía que nos puede decir algo sobre el destino del universo.

La Entrevista con martin Arroz presentó la revista The Conversation.

el espacio en blanco es lo mismo que nada?

El espacio Vacío que nos parece en nada. Por analogía, el agua puede parecer "nada" para el pescado — es ella la que se queda cuando le quitas todo lo que flota en el mar. De la misma manera, el espacio vacío que resulta bastante complicado en realidad.

Sabemos que el universo es muy vacía. La densidad media de espacio es de alrededor de un átomo por cada diez metros cúbicos de un entorno mucho más rala, que cualquier vacío que podemos conseguir en la Tierra. Pero incluso si quitamos toda la materia, el espacio tiene una especie de elasticidad, que (como ha sido recientemente confirmada), permite que las ondas gravitatorias — las ondas del espacio mismo — se extenderán sobre él. Además, nos enteramos de que en el espacio vacío es una especie exótica de energía.

la Primera vez que nos enteramos de esta energía del vacío en el siglo 20 con la aparición de la mecánica cuántica, que explica el comportamiento de los átomos y de las partículas en el meollo de la escala. De ello se desprende que el espacio vacío se compone de los campos de la fluctuación de fondo de energía que da vida a las ondas y partículas virtuales, de vez en cuando aparecen y en peligro de extinción en el medio de la nada. Incluso pueden crear una pequeña fuerza. Pero ¿qué pasa con el espacio vacío a gran escala?

El hecho de que el espacio vacío que se crea una gran fuerza, fue descubierto hace 20 años. Los astrónomos descubrieron que la expansión del Universo se está acelerando. Esto fue una sorpresa. Sobre la ampliación se ha sabido más de 50 años, pero todo el mundo pensaba que la expansión será frenado por la fuerza de gravedad, que las galaxias y otras estructuras ejercen mutuamente. Por lo tanto, para todos fue una gran sorpresa entonces, que la desaceleración debido a la gravedad fue desplazada por algo que "расталкивало" extensión. Resultó que en el espacio vacío está presente la energía que se crea una especie de repulsión, que sobrepasa la atracción de la gravedad en estas escalas mayores. Este fenómeno — la energía oscura es más increíble manifestación del hecho de que el espacio vacío no está exenta de arrugas y no está vacío. Además, este hecho determina el destino de nuestro Universo.

¿Hay un límite a lo que podemos aprender? En la escala de un billón de billones de billones de veces menos que la de un átomo, fluctuaciones cuánticas del espacio-tiempo pueden dar a luz no sólo virtuales de partículas, pero virtuales y de los agujeros negros. Esto en la medida que podemos observar no se puede y para la comprensión de que al menos un hipotético necesitamos combinar la teoría de la gravedad con la mecánica cuántica — y es increíblemente difícil.

Hay varias teorías, para entender esto, entre las cuales la más conocida es la teoría de cuerdas. Pero ninguna de estas teorías hasta que no se relaciona con el mundo real — por lo que todavía son infundadas. Creo que casi todo el mundo reconoce que el espacio en sí mismo posee una estructura compleja en pequeñas escalas, donde se encuentran la gravedad y los efectos cuánticos.

Sabemos que nuestro Universo tiene tres dimensiones espaciales: se puede mover a la izquierda y a la derecha, adelante y atrás, arriba y abajo. El tiempo es como la cuarta dimensión. Sin embargo, hay una fuerte sospecha de que si se pasa de diminuto punto en el espacio hasta que no пощупаете esta pequeña escala, usted descubrirá que ella estaría muy comprimido origami de las cinco dimensiones adicionales, los cuales no vemos. Es como si se hubiera visto en la manguera de lejos y pensamos que esto es sólo una línea. Acercando más cerca, vería que una dimensión es esencialmente tres. La teoría de cuerdas comprende una compleja matemáticas, al igual que los de la competencia de la teoría. Pero ésta es precisamente la teoría que necesitamos, si queremos comprender en un nivel más profundo, el más cercano a la vacuidad de lo que se puede imaginar: el espacio en blanco, obviamente.

En el marco de nuestro actual entendimiento de cómo podemos explicar que todo nuestro universo se expande a partir de la nada? ¿Se podría comenzar con una pequeña fluctuación de la energía del vacío?

Algunos misteriosos de las transiciones o las fluctuaciones de repente puedan provocar que parte del espacio comenzó a expandirse — como creen algunos teóricos. Las fluctuaciones inherentes a la teoría cuántica, podría sacudir a todo el Universo, si hubiera sido comprimida hasta bastante pequeña escala. Esto tenía que ocurrir dentro de alrededor de 10^-44 segundos es планковское tiempo. En estas escalas de tiempo y espacio entrelazados, por lo tanto, la idea de un reloj no tiene sentido. Podemos extrapolar nuestro universo con un alto grado de confianza hacia atrás antes de nanosegundos y con un alto grado de probabilidad de que volveremos más cerca de планковскому tiempo. Pero después de esto nuestras conjeturas ya no tienen la fuerza física en esta escala se sustituye por otro, más difícil de la teoría.

Si ¿puede ser que la fluctuación en cierta accidental de parte deel espacio que le dio la vida el universo, ¿por qué el mismo no puede ocurrir con la otra parte del espacio en blanco — y dar vida a los universos paralelos, en el infinito multiverso?

La Idea de que nuestro big bang no es el único, y que lo que vemos en nuestros telescopios es una pequeña parte de la realidad física, es muy popular entre los físicos. Y hay muchas versiones de la cíclicos del universo. Hace solo 50 años han aparecido potentes evidencia de que la Gran Explosión, en general se ha producido. Pero desde entonces andan en la suposición de que él podría ser un episodio en el cíclicos del universo. También hay una tendencia hacia la comprensión de lo que la realidad física es mucho más que la cantidad de espacio y de tiempo, que podemos palpar, incluso con la ayuda de los más potentes telescopios.

Por lo tanto, no tenemos ni idea, fue una Gran Explosión de uno o muchos — hay escenarios que proyectan muchas de las Grandes Explosiones, y escenarios que proyectan una. Creo que debemos aprender de todos ellos.

¿Qué extremo está esperando el Universo?

La forma Más fácil de pronóstico en el futuro lejano — el universo continuará expandiéndose cada vez más rápido, cada vez más fría y vacía. Las partículas pueden dividirse infinitamente flotaba en el vacío. Nos podemos encontrar en una gran cantidad de espacio, pero será aún más vacío que el espacio ahora. Es uno de los escenarios. Hay otros que predicen la "vuelta" de la dirección de la energía oscura, de la repulsión a la atracción, a consecuencia de lo cual estamos a la espera de la compresión en la densa punto.

Hay una idea de roger Пенроуза que el universo continuará expandiéndose, cada vez más diluido, pero de alguna manera — cuando en ella no se nada de los fotones, partículas de luz de los objetos que ella перекалибруются y el espacio será, en cierto modo, el nuevo generador de la Gran Explosión. Será muy exótica versión del viejo cíclicos del universo — pero, por favor, no me pregunten explicar ideas Пенроуза.

¿Cómo estás seguro de que la ciencia algún día se abrirá el misterio de lo que es ese "nada"? Incluso si pudiéramos demostrar que el universo surgió de la extraña de las fluctuaciones en el vacío el campo, ¿acaso nosotros no valdría la pena preguntarse de dónde ha salido esto en vacío del campo?

La Ciencia trata de dar respuestas, pero cada vez que nos encontramos con el surgimiento de nuevas preguntas, con nosotros no será nunca completa de la obra. Cuando empecé a hacer investigación, a finales de la década de 1960, se duda de que una Gran Explosión en absoluto era. Ahora la duda ya no existe y podemos decir con exactitud aproximadamente en el 2%, que el universo no era la misma todos los 13,8 mil millones de años, hasta el primer nanosegundo. Es un gran avance. Absurdamente optimista para creer que en los siguientes 50 años, nos ocuparemos de cuestiones complejas sobre lo que ocurre en la cuántica o "инфляционную época.

Pero, por supuesto, surge otra pregunta: ¿qué ciencia se постижима para el cerebro humano? Puede ser que la matemática de la teoría de las cuerdas, en cierto sentido, es fiel a la descripción de la realidad, pero nunca podremos entender su bien, para comprobar si en el fondo de cualquier auténtico de la observación. Entonces tendremos que esperar a la aparición de algún post de la gente, para obtener una comprensión más completa.