Somos o suficientemente intelixentes como para comprender o universo?
O universo observable ás veces pódese servir nun prato, como fixo recentemente o músico Pablo Carlos Budassi cando combinou mapas logarítmicos da Universidade de Princeton e da NASA nun disco de cor. Este é un modelo xeocéntrico: a Terra está no centro da placa e o plasma do Big Bang está nos bordos.
A visualización é tan boa como calquera outra, e incluso mellor que outras, porque está próxima ao punto de vista humano. Hai moitas teorías sobre a estrutura, a dinámica e o destino do universo, e o paradigma cosmolóxico que leva décadas aceptado parece que se está a romper un pouco ultimamente. Por exemplo, cada vez se escoitan máis voces que negan a teoría do Big Bang.
O universo é un xardín de rarezas, pintado ao longo dos anos no "mainstream" da física e da cosmoloxía, cheo de fenómenos estraños como quásares xigantes voa lonxe de nós a unha velocidade vertixinosa, materia escuraque ninguén descubriu e que non mostra sinais de aceleradores, pero é "necesario" para explicar a rotación demasiado rápida da galaxia e, finalmente, Gran explosiónque condena a toda a física a loitar contra o inexplicable, polo menos polo momento, peculiaridade.
non había fogos artificiais
A orixinalidade do Big Bang segue directa e inevitablemente das matemáticas da teoría xeral da relatividade. Porén, algúns científicos ven isto como un fenómeno problemático, porque as matemáticas só poden explicar o que pasou inmediatamente despois... - pero non sabe o que pasou nese momento tan peculiar, antes dos grandes fogos artificiais (2).
Moitos científicos evitan esta característica. Se só porque, como dixo recentemente Pero Ahmed Farah da Universidade de Ben en Exipto, "as leis da física deixan de funcionar alí". Farag cun colega Saurya Dasem da Universidade de Lethbridge en Canadá, presentado nun artigo publicado en 2015 en Physics Letters B, un modelo no que o universo non ten principio nin fin e, polo tanto, non ten singularidade.
Ambos físicos inspiráronse no seu traballo. David Bohm dende os anos 50. Considerou a posibilidade de substituír as liñas xeodésicas coñecidas pola teoría xeral da relatividade (as liñas máis curtas que conectan dous puntos) por traxectorias cuánticas. No seu artigo, Farag e Das aplicaron estas traxectorias de Bohm a unha ecuación desenvolvida en 1950 polo físico. Para Amala Kumara Raychaudhury da Universidade de Calcuta. Raychaudhuri tamén foi o profesor de Das cando tiña 90 anos. Usando a ecuación de Raychaudhuri, Ali e Das obtiveron a corrección cuántica Ecuación de Friedmanque, á súa vez, describe a evolución do Universo (incluído o Big Bang) no contexto da relatividade xeral. Aínda que este modelo non é unha verdadeira teoría da gravidade cuántica, inclúe elementos tanto da teoría cuántica como da relatividade xeral. Farag e Das tamén esperan que os seus resultados sexan certos mesmo cando finalmente se formule unha teoría completa da gravidade cuántica.
A teoría de Farag-Das non predice nin o Big Bang nin gran accidente volver á singularidade. As traxectorias cuánticas utilizadas por Farag e Das nunca se conectan e, polo tanto, nunca forman un punto singular. Desde o punto de vista cosmolóxico, explican os científicos, as correccións cuánticas poden verse como unha constante cosmolóxica e non hai necesidade de introducir enerxía escura. A constante cosmolóxica leva ao feito de que a solución das ecuacións de Einstein pode ser un mundo de tamaño finito e idade infinita.
Esta non é a única teoría dos últimos tempos que socava o concepto do Big Bang. Por exemplo, hai hipóteses de que cando apareceron o tempo e o espazo, orixinouse e segundo universono que o tempo flúe cara atrás. Esta visión é presentada por un grupo internacional de físicos, composto por: Tim Kozlovsky da Universidade de New Brunswick, Mercados Flavio Perímetro do Instituto de Física Teórica e Julian Barbour. Os dous universos formados durante o Big Bang, nesta teoría, deberían ser imaxes especulares de si mesmos (3), polo que teñen diferentes leis da física e un sentido diferente do fluxo do tempo. Quizais se penetren entre si. Se o tempo flúe cara adiante ou cara atrás determina o contraste entre a alta e a baixa entropía.
Pola súa banda, o autor doutra nova proposta sobre o modelo de todo, Wong Tzu Shu da Universidade Nacional de Taiwán, describe o tempo e o espazo non como cousas separadas, senón como cousas estreitamente relacionadas que poden converterse unhas noutras. Nin a velocidade da luz nin a constante gravitatoria son invariantes neste modelo, senón que son factores da transformación do tempo e da masa en tamaño e espazo a medida que o universo se expande. A teoría Shu, como moitos outros conceptos no mundo académico, por suposto pode verse como unha fantasía, pero o modelo dun universo en expansión cun 68% de enerxía escura que provoca a expansión tamén é problemático. Algúns sinalan que, coa axuda desta teoría, os científicos "substituíron baixo a alfombra" a lei física de conservación da enerxía. A teoría de Taiwán non viola os principios de conservación da enerxía, pero á súa vez ten un problema coa radiación de fondo de microondas, que se considera un resto do Big Bang. Algo por algo.
Non podes ver a escuridade e todo
Nomeados de honra materia escura Moito. Partículas masivas que interactúan débilmente, partículas masivas que interactúan fortemente, neutrinos estériles, neutrinos, axións - estas son só algunhas das solucións ao misterio da materia "invisible" no Universo que foron propostas polos teóricos ata agora.
Durante décadas, os candidatos máis populares foron hipotéticos, pesados (dez veces máis pesados que un protón) interactuando débilmente. partículas chamadas WIMP. Supoñíase que estaban activos na fase inicial da existencia do Universo, pero a medida que se arrefriaba e as partículas se espallaban, a súa interacción esvaeceuse. Os cálculos mostraron que a masa total dos WIMP debería ser cinco veces maior que a da materia ordinaria, que é exactamente tanto como se estimou a materia escura.
Non obstante, non se atoparon rastros de WIMP. Entón, agora é máis popular falar de busca neutrinos estériles, hipotéticas partículas de materia escura con carga eléctrica nula e moi pouca masa. Ás veces os neutrinos estériles considéranse como a cuarta xeración de neutrinos (xunto cos neutrinos de electróns, muóns e tau). O seu trazo característico é que interactúa coa materia só baixo a acción da gravidade. Denotado polo símbolo νs.
As oscilacións de neutrinos poderían teoricamente facer estériles os neutrinos muónicos, o que reduciría o seu número no detector. Isto é especialmente probable despois de que o feixe de neutrinos atravesase unha rexión de materia de alta densidade como o núcleo da Terra. Por iso, o detector IceCube do Polo Sur utilizouse para observar neutrinos procedentes do hemisferio norte no rango de enerxía de 320 GeV a 20 TeV, onde se esperaba un sinal forte en presenza de neutrinos estériles. Desafortunadamente, a análise dos datos dos eventos observados permitiu excluír a existencia de neutrinos estériles na rexión accesible do espazo de parámetros, o chamado. Nivel de confianza do 99%.
En xullo de 2016, despois de vinte meses de experimentar co detector de xenón subterráneo grande (LUX), os científicos non tiñan nada que dicir excepto que... non atoparon nada. Do mesmo xeito, os científicos do laboratorio da Estación Espacial Internacional e os físicos do CERN, que contaron coa produción de materia escura na segunda parte do Gran Colisionador de Hadrons, non din nada sobre a materia escura.
Así que temos que mirar máis alá. Os científicos din que quizais a materia escura sexa algo completamente diferente aos WIMP e neutrinos ou o que sexa, e están a construír LUX-ZEPLIN, un novo detector que debería ser setenta veces máis sensible que o actual.
A ciencia dubida de que exista materia escura e, aínda así, os astrónomos observaron recentemente unha galaxia que, a pesar de ter unha masa similar á Vía Láctea, é un 99,99 % de materia escura. A información sobre o descubrimento foi facilitada polo observatorio V.M. Keka. Trátase de galaxia Libélula 44 (Libélula 44). A súa existencia só se confirmou o ano pasado cando o Dragonfly Telephoto Array observou un parche de ceo na constelación de Berenices Spit. Resultou que a galaxia contén moito máis do que parece a primeira vista. Dado que hai poucas estrelas nela, desintegraríase rapidamente se algunha cousa misteriosa non axudase a manter unidos os obxectos que a compoñen. Materia escura?
Modelado?
Hipótese Universo como hologramaa pesar de que se dedican persoas con títulos científicos serios, aínda se trata como unha zona de néboa na fronteira da ciencia. Quizais porque os científicos tamén son persoas, e é difícil para eles chegar a un acordo coas consecuencias mentais da investigación neste sentido. Juan MaldasenaA partir da teoría de cordas, debuxou unha visión do universo na que as cordas que vibran no espazo de nove dimensións crean a nosa realidade, que é só un holograma: unha proxección dun mundo plano sen gravidade..
Os resultados dun estudo de científicos austríacos, publicado en 2015, indican que o universo necesita menos dimensións das esperadas. O universo XNUMXD pode ser só unha estrutura de información XNUMXD no horizonte cosmolóxico. Os científicos compárao cos hologramas que se atopan nas tarxetas de crédito: en realidade son bidimensionais, aínda que os vemos como tridimensionais. Dacordo con Daniela Grumillera da Universidade Tecnolóxica de Viena, o noso universo é bastante plano e ten unha curvatura positiva. Grumiller explicou en Physical Review Letters que se a gravidade cuántica no espazo plano pode describirse holográficamente pola teoría cuántica estándar, entón tamén debe haber cantidades físicas que se poidan calcular en ambas as teorías, e os resultados deben coincidir. En particular, unha característica clave da mecánica cuántica, o enredo cuántico, debería aparecer na teoría da gravidade.
Algúns van máis aló, falando non de proxección holográfica, senón mesmo de modelado informático. Hai dous anos, un famoso astrofísico, gañador do Premio Nobel, George Smoot, presentou argumentos de que a humanidade vive dentro dunha simulación informática deste tipo. Afirma que isto é posible, por exemplo, grazas ao desenvolvemento dos xogos de ordenador, que teoricamente forman o núcleo da realidade virtual. Os humanos crearán algunha vez simulacións realistas? A resposta é si", dixo nunha entrevista. "Obviamente, houbo avances significativos neste tema. Basta con mirar o primeiro "Pong" e os xogos feitos hoxe. Ao redor de 2045, poderemos transferir os nosos pensamentos aos ordenadores moi pronto".
O universo como proxección holográfica
Dado que xa podemos mapear determinadas neuronas do cerebro mediante o uso de imaxes de resonancia magnética, utilizar esta tecnoloxía para outros fins non debería ser un problema. Entón pode funcionar a realidade virtual, que permite o contacto con miles de persoas e proporciona unha forma de estimulación cerebral. Isto puido suceder no pasado, di Smoot, e o noso mundo é unha rede avanzada de simulacións virtuais. Ademais, pode ocorrer un número infinito de veces! Así podemos vivir nunha simulación que está noutra simulación, contida noutra simulación que é... e así ata o infinito.
O mundo, e máis aínda o Universo, por desgraza, non se nos dá nun prato. Máis ben, nós mesmos formamos parte, moi pequenos, de pratos que, como demostran algunhas hipóteses, quizais non nos prepararan.
Esa pequena parte do universo que nós -polo menos nun sentido materialista- coñecerá algunha vez toda a estrutura? Somos o suficientemente intelixentes como para comprender e comprender o misterio do universo? Probablemente non. Porén, se algunha vez decidimos que finalmente fallaríamos, sería difícil non notar que isto tamén sería, en certo sentido, unha especie de visión final da natureza de todas as cousas...
