Co to jest "nic"? Mówi astrofizyk Martin Rys.

Data:

2018-08-20 00:40:10

Przegląd:

657

Ranking:

1Kochać 0Niechęć

Udział:

Co to jest Source:

Filozofowie dyskutowali o naturę "nicości", "nic", "nic", "pustki" tysiące lat, ale co może współczesna nauka o tym powiedzieć? Na to pytanie odpowie Martin Ryż, astronom Królewski społeczeństwo i honorowy profesor kosmologii i astrofizyki uniwersytetu w Cambridge. Wyjaśnia, że kiedy fizyki dyskutują o "nic", mają na myśli pustej przestrzeni (próżni). To może wydawać się dość pospolite, ale eksperymenty pokazują, że puste miejsce w rzeczywistości nie jest pusta — w nim kryje się tajemnicza energia, która może nam powiedzieć coś o losach wszechświata.

Wywiad z Martinem Ryżem wprowadziła dziennik The Conversation.

Puste miejsce — to samo, co nic?

Puste miejsce wydaje nam się niczym. Przez analogię, woda może wydawać się "nijak" do ryb — to właśnie ona zostaje, gdy zabierają wszystko, co pływa w morzu. Dokładnie tak samo puste miejsce okazuje się dość trudne w praktyce.

Wiemy, że Wszechświat jest bardzo pusty. Średnia gęstość przestrzeni wynosi około jeden atom na każde dziesięć metrów sześciennych — środa znacznie bardziej разреженная, niż jakaś próżnia, który możemy uzyskać na Ziemi. Ale nawet jeśli usunie się całą materię, przestrzeń ma swego rodzaju elastyczność, która (jak zostało niedawno potwierdzone), pozwala na grawitacyjne fale — fale samego miejsca — rozprzestrzenią się na niego. Co więcej, dowiedzieliśmy się, że w samym pustej przestrzeni jest egzotyczny wygląd energii.

po raz Pierwszy dowiedzieliśmy się o tej energii próżni w 20 wieku, wraz z pojawieniem się mechaniki kwantowej, która wyjaśnia zachowanie atomów i cząstek w najmniejszych skalach. Z niej wynika, że pusta przestrzeń składa się z pola tle wahań energii, która daje życie fale i wirtualnych cząstek, pojawiającymi się i zniknął w nigdzie. Mogą nawet stworzyć małą moc. Ale co z pustej przestrzeni na dużą skalę?

Fakt, że pusta przestrzeń tworzy szeroko zakrojoną życie, została odkryta 20 lat temu. Astronomowie odkryli, że ekspansja Wszechświata przyspiesza. To była niespodzianka. O rozszerzeniu było wiadomo od ponad 50 lat, ale wszyscy myśleli, że rozszerzenie będzie zwalniać z powodu grawitacyjnego przyciągania, która galaktyki i inne struktury wpływają na siebie nawzajem. Dlatego dla wszystkich stało się wielkim zaskoczeniem to, że spowolnienie na skutek grawitacji został przesunięty niż to, że "расталкивало" szczegóły rozszerzenia. Okazało się, że w samym pustej przestrzeni jest energia, która tworzy swego rodzaju odpychanie, która przeważa przyciąganie grawitacji na tych dużych skalach. To zjawisko — ciemna energia — najbardziej niesamowite przejaw faktu, że pusta przestrzeń nie jest pozbawiona zmarszczek i nie jest pusty. Co więcej, fakt ten określa dalsze losy naszego Wszechświata.

czy Istnieje granica tego, czego możemy się nauczyć? W skali, bilion bilionów razy mniej atomu, kwantowe fluktuacje czasoprzestrzeni mogą mieć nie tylko wirtualne cząstki, ale i wirtualne czarne dziury. To w granicach, które możemy obserwować nie możemy, do zrozumienia których przynajmniej hipotetycznego musimy połączyć teorii grawitacji z mechaniki kwantowej — a to bardzo trudne.

Istnieje kilka teorii mających na celu to, aby zrozumieć to, wśród których najbardziej znana jest teoria strun. Ale żadna z tych teorii, dopóki nie wiąże się z realnym światem — dlatego wciąż są one bezpodstawne. Myślę, że prawie każdy przyznaje, że przestrzeń sama w sobie ma skomplikowaną strukturą w małych skalach, gdzie spotykają się grawitacyjne i kwantowe efekty.

Wiemy, że w naszym Wszechświecie istnieją trzy wymiary przestrzenne: można poruszać się w lewo i w prawo, do przodu i do tyłu, w górę i w dół. Czas to czwarty wymiar. Jednak istnieje silne podejrzenie, że jeśli wzrost mały punkt w przestrzeni, dopóki nie пощупаете ta niewielka skala, okaże się, że będzie ona mocno zaciśniętych origami z pięciu dodatkowych pomiarów, których nie widzimy. Jak gdyby pan spojrzał na węża z daleka i myśleli, że to po prostu linia. Podchodząc bliżej, można zobaczyć, że jeden wymiar jest w zasadzie trzy. Teoria strun zawiera skomplikowaną matematykę — tak samo jak i konkurencyjnych teorii. Ale to właśnie ta teoria, która będzie nam potrzebna, jeśli chcemy zrozumieć na najgłębszym poziomie najbardziej zbliżone do próżni, co można sobie wyobrazić: pusta przestrzeń, oczywiście.

W ramach naszego obecnego zrozumienia, jak możemy wyjaśnić, że cały nasz wszechświat rozszerza się z niczego? Czy mogła się rozpocząć z małej fluktuacji energii próżni?

Niektóre tajemnicze przejścia lub wahania można nagle doprowadzić do tego, że część przestrzeni zaczęła się rozwijać — tak uważają niektórzy teoretycy. Fluktuacje, tkwiące w teorii kwantowej, mogłyby wstrząsnąć cały Wszechświat, gdyby była skompresowana do dość małych rozmiarów. To powinno było nastąpić w ciągu około 10-44 sekund — to планковское czas. Na tych skalach czas i przestrzeń są ze sobą powiązane, dlatego pomysł tykających nie ma sensu. Możemy ekstrapolować nasz wszechświat z wysokim stopniem pewności, z powrotem do nanosekundy i z dużym prawdopodobieństwem wrócimy bliżej планковскому czasu. Ale wtedy nasze domysły już nie mają siły — fizyka w tej skali zamiana jakiś inny, bardziej skomplikowaną teorią.

Jeśli czy może być tak, że fluktuacja w pewnej losowej częścipustej przestrzeni dała życie wszechświata, dlaczego to samo nie może wystąpić z inną częścią pustej przestrzeni — i dać życie równoległe wszechświaty, w niekończącej się wieloświata?

Pomysł o tym, że nasz Wielki Wybuch nie jest jedyny, i że to, co widzimy w nasze teleskopy — to mała część rzeczywistości fizycznej, bardzo popularny wśród fizyków. I istnieje wiele wersji cyklicznego wszechświata. Zaledwie 50 lat temu pojawiły się mocne dowody na to, że Wielki Wybuch w ogóle doszło. Ale od tego czasu krążą spekulacje, że mógł być tylko epizodem w cyklicznego wszechświata. Istnieje również tendencja do zrozumienia, że fizyczna rzeczywistość jest dużo większa, niż ilość miejsca i czasu, który możemy dotknąć, nawet za pomocą najpotężniejszych teleskopów.

Więc nie mamy pojęcia, był Wielki Wybuch jeden, czy było ich dużo — istnieją scenariusze, предсказывающие wiele Wielkich Wybuchów i scenariusze, предсказывающие jeden. Myślę, że musimy uczyć się ich wszystkich.

Jaki koniec czeka Wszechświat?

Najprostszy prognoza na daleką przyszłość — wszechświat będzie się rozwijać coraz szybciej i szybciej, stając się coraz bardziej zimny i pusty. Cząstki w niej mogą się rozpadać, nieskończenie rozpuszcza się w pustce. Możemy znaleźć się w ogromnej ilości miejsca, ale będzie jeszcze bardziej puste niż kosmos teraz. Jest to jeden ze scenariuszy. Są i inne, które przewidują "odwrócenie kierunku ciemnej energii, od odpychania do przyciągania, w wyniku którego czeka nas kompresja w gęstą punkt.

Jest jeszcze pomysł Rogera Penrose ' a o tym, że wszechświat będzie się rozwijać, stając się coraz bardziej rozcieńczony, ale w jakiś sposób — gdy w niej nie będzie nic poza fotony, cząstki światła — obiekty w niej перекалибруются i przestrzeń staje się w pewnym sensie generatorem nowego Wielkiego Wybuchu. To będzie bardzo egzotyczna wersja starej cyklicznego wszechświata — ale, proszę, nie każ mi tłumaczyć pomysły Penrose ' a.

jaką masz pewność, że nauka kiedyś ujawni tajemnicę tego, co to jest "nic"? Nawet gdybyśmy mogli udowodnić, że Wszechświat pojawił się z dziwnym fluktuacje w mieszadle polu, czy nie warto byłoby zadać pytanie, skąd się wzięło to próżniowe polu?

Nauka próbuje dać odpowiedzi, ale za każdym razem, gdy znajdziemy je, pojawiają się nowe pytania — u nas nigdy nie będzie pełnego obrazu. Kiedy zacząłem zajmować się badaniami w latach 1960-tych, były wątpliwości co do tego, że Wielki Wybuch w ogóle był. Teraz wątpliwości już nie ma i możemy powiedzieć z dokładnością około 2%, że wszechświat został tak samo wszystkie 13,8 miliardów lat, do pierwszej nanosekundy. Jest to ogromny postęp. Śmieszne optymistycznie założyć, że w ciągu 50 lat dowiemy się w skomplikowanych sprawach, o tym, co dzieje się w kwantową lub "inflacyjną" czasach.

Ale, oczywiście, pojawia się kolejne pytanie: jak nauka będzie zrozumiały dla ludzkiego mózgu? Może się okazać, że matematyka teorii strun w pewnym sensie jest wiernym opisem rzeczywistości, ale my nigdy nie będziemy w stanie zrozumieć jej na tyle dobrze, aby sprawdzić się na tle każdego prawdziwego obserwacji. Wtedy, być może, będzie musiał czekać na jakieś post-ludzi, aby uzyskać pełniejsze zrozumienie.

Bardziej:

Na Ziemi, w tym roku może spaść stary radziecki sonda do badania Wenus

Na Ziemi, w tym roku może spaść stary radziecki sonda do badania Wenus

Na orbicie ziemi jest bardzo dużo zanieczyszczeń. W większości są to drobne cząstki o wielkości od kilku milimetrów do kilku centymetrów. Zazwyczaj taka mała śmieci do Ziemi zagrożenia nie stanowi. Przedostając się do atmosfery cząstki te szybko spal...

Nowy kosmiczny teleskop NASA będzie 100 razy lepiej

Nowy kosmiczny teleskop NASA będzie 100 razy lepiej "Hubble ' a"

Nowa kosmiczna obserwatorium WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope, "Широкодиапазонный podczerwieni teleskop") aerospace agencji NASA będzie w stanie wykryć do 1400 nowych planet pozasłonecznych, z których część masy może być porównywalna z Zi...

Komputer izraelskiego lądownika księżycowego

Komputer izraelskiego lądownika księżycowego "Bereszit" dał się zawiesza

statek Kosmiczny "Bereszit" prywatnej izraelskiej firmy SpaceIL, aktualnie lecący na Księżyc, poczuł dziwne zawiesza komputer przed drugim włączeniem silników do korekty kursu. W tej chwili inżynierowie misji analizują sytuację, ale szczegółów o tym,...

Uwaga (0)

Ten artykuł nie ma komentarzy, bądź pierwszy!

Dodaj komentarz

Nowości

Chiny opowiedział o луноходе

Chiny opowiedział o луноходе "Чанъэ-4", który udał się na drugą stronę Księżyca

Chiny pokazał zdjęcia lądownika, a także łunochodu, które udadzą się w tym roku na odwrotną stronę Księżyca za pomocą statku kosmicznego "Чанъэ-4". Jak informuje lokalny wydanie "Xinhua", łunochod ma kształt prostokątnego bloku, w...

Ludzkość może przypadkiem ogłosić межзвездную wojnę obcej cywilizacji

Ludzkość może przypadkiem ogłosić межзвездную wojnę obcej cywilizacji

Wyobraź sobie siebie w świecie, nie bardzo odmiennym od Ziemi, która obraca się wokół gwiazdy, nie bardzo różni się od naszego Słońca. Temperatura i atmosfera idealnie nadają się na istnienie ciekłej wody na powierzchni, a mieszan...

Odpady warzenia używają do budowy domów na Marsie

Odpady warzenia używają do budowy domów na Marsie

Nie ma wątpliwości, że kosmiczne misje załogowe misja na Marsa prędzej czy później się odbędzie i pierwszym osadnikom będzie trzeba gdzieś mieszkać. Przy tym materiał do domów musi być trwałe, niedrogie i odporne na trudne warunki...

Indie do 2022 roku będzie własnymi siłami wysłać człowieka w kosmos

Indie do 2022 roku będzie własnymi siłami wysłać człowieka w kosmos

Premier Indii Narendra Modi w przemówieniu do narodu oświadczył, że jego kraj zamierza wysłać człowieka w kosmos własnymi siłami do 2022 roku. O tym czytamy w komunikacie lokalnych MEDIÓW. W Indyjskiej organizacji badań kosmicznyc...

Zobacz na żywo: rosyjscy astronauci wychodzą w kosmos

Zobacz na żywo: rosyjscy astronauci wychodzą w kosmos

Dzisiaj, 15 sierpnia planowane jest wyjście w otwarty kosmos dwóch rosyjskich kosmonautów — Olega Artemiev i Siergieja Прокопьева. Dla Artemiev to wyjście będzie osobom, dla Прокопьева — pierwszy. Podczas pracy za burt...

Burza pyłowa na Marsie wycisza, ale rover

Burza pyłowa na Marsie wycisza, ale rover "Оппортьюнити" dopóki milczy

burze Pyłowe na Marsie – dość częste zjawisko. Zwykle zdarzają się, gdy na Południowej półkuli Czerwonej planety nadchodzi lato. I chociaż mogą zaczynać się bardzo niespodziewanie, trwają one zazwyczaj nie dłużej niż kilka tygodni...

Czym zająć wieczór? Wyrusz fotografować meteory na receptę od NASA

Czym zająć wieczór? Wyrusz fotografować meteory na receptę od NASA

Meteorów strumień Персеиды można nie tylko . Można go ściągnąć na aparat i pozostawić zdjęcie na długą pamięć. Dla tych, którzy chcą to zrobić, NASA opublikowała kilka . Postępując zgodnie z nimi, jesteś w stanie zrobić dobre zdję...

#aktualności wysokich technologii 256 | tajny plan Maska i kosmiczny biustonosz

#aktualności wysokich technologii 256 | tajny plan Maska i kosmiczny biustonosz

Każdy poniedziałek w nowym wydaniu «Wiadomości wysokich technologii» jesteśmy do podsumowania minionego tygodnia, mówimy o najbardziej znaczących i ważnych wydarzeniach kluczowych odkryć i ciekawych wynalazkach. Tym raze...

#aktualności wysokich technologii #256: tajny plan Maska i kosmiczny biustonosz

#aktualności wysokich technologii #256: tajny plan Maska i kosmiczny biustonosz

Każdy poniedziałek w nowym wydaniu «Wiadomości wysokich technologii» jesteśmy do podsumowania minionego tygodnia, mówimy o najbardziej znaczących i ważnych wydarzeniach kluczowych odkryć i ciekawych wynalazkach. Tym raze...

Sonda

Sonda "Parker" udał się badać kosmos

NASA pomyślnie wysłał na rakiecie ULA sonda "Parker" (Parker Solar Probe) badać kosmos. Rakieta Delta IV Heavy rozpoczęła się w 3:31 czasu lokalnego (EDT) z kosmicznego rozruchowego kompleksu 37 na bazie sił POWIETRZNYCH na przylą...

Jak i kiedy oglądać za метеоритным przepływem Персеиды od 11 do 13 sierpnia

Jak i kiedy oglądać za метеоритным przepływem Персеиды od 11 do 13 sierpnia

Efekt deszczu meteorytów wytwarzają cząsteczki ogona komety Swifta — Tuttle. Poruszając się po bardzo wydłużonej orbicie, ona wykonuje jeden obrót wokół Słońca w ciągu 133 roku. W nawiązywaniu kontaktów z gwiazdą jądro komety częś...

W NASA chcą stworzyć robota do bezpośredniego wyszukiwania życie pozaziemskie

W NASA chcą stworzyć robota do bezpośredniego wyszukiwania życie pozaziemskie

Do tej pory w NASA stworzyli narzędzia, przeznaczone do wyszukiwania биосигналов, które mogłyby wskazywać tylko na możliwość życia, ale nie samo życie, niezależnie od tego, jak ona jest prymitywny. W ramach nowego projektu w NASA ...

Jakie planety wydają się największymi z Ziemi?

Jakie planety wydają się największymi z Ziemi?

Mars nigdy nie będzie tak samo duży, jak Księżyc w pełni. Ale przecież to nie jest największa planeta. Z punktu widzenia człowieka, Słońce i Księżyc zawsze będą dominować w ziemskich niebie. Ale wiemy, że Jowisz, Saturn — wszystki...

STANY zjednoczone oświadczyły o tworzeniu

STANY zjednoczone oświadczyły o tworzeniu "kosmicznych sił" do 2020 roku. Czekamy na symetryczna odpowiedź?

Wice-prezydent USA Mike Grosza wystąpił przed Kongresem i oświadczył o konieczności przeznaczyć 8 mld dolarów na tworzenie kosmicznych sił i kosmiczną bezpieczeństwo za następne pięć lat. Dlaczego? Grosza nazwał Chiny i Rosję pote...

Słoneczny sonda

Słoneczny sonda "Parker" w pełni gotowy do uruchomienia субботнему

Słoneczny sonda "Parker" — nowy statek kosmiczny aerospace agencji NASA, który ma na celu "" — w pełni zmontowane, załadowany w rakietę nośną i gotowy do zaplanowanego na najbliższą sobotę (11 sierpnia) startu z wyrzut...

Ile i jak oglądać zaćmienie słońca 11 sierpnia 2018 roku

Ile i jak oglądać zaćmienie słońca 11 sierpnia 2018 roku

Lato w 2018 roku nadal zachwycają nas niesamowite wydarzenia, które dzieją się wokół naszej planety. Niedawno mogliśmy oglądać , a już 11 sierpnia będziemy mieli okazję zobaczyć częściowe zaćmienie słońca. Powiemy, którzy mają wię...

Tej nocy SpaceX po raz pierwszy ponownie uruchomić rakietę wersji Block 5

Tej nocy SpaceX po raz pierwszy ponownie uruchomić rakietę wersji Block 5

11 maja SpaceX uruchomiła nowy, zoptymalizowany do ponownego użycia opcji Block 5 rakiety Falcon 9. Wtedy sam Elon Musk odpowiedział na pytanie, kiedy zobaczymy pierwszy ponowny lot Block 5: "Jesteśmy bardzo poważnie zastanówmy si...

Kosmiczny teleskop Kepler jeszcze żyje. Może starczy jeszcze na jeden poszukiwania planet pozasłonecznych

Kosmiczny teleskop Kepler jeszcze żyje. Może starczy jeszcze na jeden poszukiwania planet pozasłonecznych

Kosmiczny teleskop NASA "Kepler" o wartości 600 milionów dolarów, исчерпавший swoje paliwo za prawie dziesięć lat po uruchomieniu w 2009 roku, obudził się po четырехнедельного snu w czwartek i teraz przekazuje dane na Ziemię, info...

Boeing i SpaceX odłożyć pierwsze starty swoich załogowych statków kosmicznych

Boeing i SpaceX odłożyć pierwsze starty swoich załogowych statków kosmicznych

Jak i prywatne kosmiczne firmy Boeing i SpaceX, a także amerykański kosmicznego NASA postanowili odłożyć ważne starty statków kosmicznych, których opracowanie ma na celu wznowienie programu załogowych lotów kosmicznych do ISS włas...

Kolonia na Księżycu: prawdziwa przyszłość lub fantazji miliarderów?

Kolonia na Księżycu: prawdziwa przyszłość lub fantazji miliarderów?

"W moim dzieciństwie — wspomina naukowy redaktor Wired Eric Ниилер, — my z bratem nie mogliśmy się nacieszyć «Kosmos: 1999» serialem połowy lat 70-tych, który гипнотизировал nas fajnymi efektami specjalnymi, ładny Barbar...