Apakah kita cukup cerdas untuk memahami alam semesta?
Alam semesta yang dapat diamati kadang-kadang dapat disajikan di atas piring, seperti yang dilakukan musisi Pablo Carlos Budassi baru-baru ini ketika dia menggabungkan peta logaritmik Universitas Princeton dan NASA menjadi satu cakram warna. Ini adalah model geosentris - Bumi berada di tengah lempeng, dan plasma Big Bang berada di tepinya.
Visualisasi sama baiknya dengan yang lain, dan bahkan lebih baik dari yang lain, karena dekat dengan sudut pandang manusia. Ada banyak teori tentang struktur, dinamika, dan nasib alam semesta, dan paradigma kosmologis yang telah diterima selama beberapa dekade tampaknya sedikit runtuh akhir-akhir ini. Misalnya, semakin banyak suara yang menyangkal teori Big Bang.
Alam semesta adalah taman keanehan, terlukis selama bertahun-tahun dalam "arus utama" fisika dan kosmologi, dipenuhi dengan fenomena aneh seperti quasar raksasa terbang menjauh dari kita dengan kecepatan sangat tinggi, materi gelapyang belum ditemukan siapa pun dan yang tidak menunjukkan tanda-tanda akselerator, tetapi "diperlukan" untuk menjelaskan rotasi galaksi yang terlalu cepat, dan, akhirnya, Dentuman Besaryang membuat semua fisika berjuang dengan yang tidak bisa dijelaskan, setidaknya untuk saat ini, keanehan.
tidak ada kembang api
Orisinalitas Big Bang mengikuti secara langsung dan pasti dari matematika teori relativitas umum. Namun, beberapa ilmuwan melihat ini sebagai fenomena yang bermasalah, karena matematika hanya dapat menjelaskan apa yang terjadi segera setelah ... - tetapi tidak mengetahui apa yang terjadi pada saat yang sangat aneh itu, sebelum kembang api yang hebat (2).
Banyak ilmuwan menghindari fitur ini. Kalau saja karena, seperti yang dia katakan baru-baru ini Tapi Ahmad Farah dari Universitas Ben di Mesir, "hukum fisika berhenti bekerja di sana." Farag dengan seorang rekan Saurya Dasem dari University of Lethbridge di Kanada, disajikan dalam sebuah artikel yang diterbitkan pada tahun 2015 di Physics Letters B, sebuah model di mana alam semesta tidak memiliki awal dan akhir, dan karena itu tidak ada singularitas.
Kedua fisikawan itu terinspirasi oleh karya mereka. David Bohm sejak tahun 50-an. Dia mempertimbangkan kemungkinan mengganti garis geodesik yang diketahui dari teori relativitas umum (garis terpendek yang menghubungkan dua titik) dengan lintasan kuantum. Dalam makalah mereka, Farag dan Das menerapkan lintasan Bohm ini pada persamaan yang dikembangkan pada tahun 1950 oleh fisikawan Kepada Amala Kumara Raychaudhury dari Universitas Kalkuta. Raychaudhuri juga guru Das ketika dia berusia 90 tahun. Dengan menggunakan persamaan Raychaudhuri, Ali dan Das memperoleh koreksi kuantum persamaan Friedmanyang, pada gilirannya, menggambarkan evolusi Alam Semesta (termasuk Big Bang) dalam konteks relativitas umum. Meskipun model ini bukan teori gravitasi kuantum yang sebenarnya, model ini mencakup unsur-unsur teori kuantum dan relativitas umum. Farag dan Das juga berharap hasil mereka tetap benar bahkan ketika teori lengkap gravitasi kuantum akhirnya dirumuskan.
Teori Farag-Das tidak memprediksi Big Bang maupun kecelakaan besar kembali ke singularitas. Lintasan kuantum yang digunakan oleh Farag dan Das tidak pernah terhubung dan karenanya tidak pernah membentuk titik tunggal. Dari sudut pandang kosmologis, para ilmuwan menjelaskan, koreksi kuantum dapat dilihat sebagai konstanta kosmologis, dan tidak perlu memperkenalkan energi gelap. Konstanta kosmologis mengarah pada fakta bahwa solusi persamaan Einstein bisa berupa dunia dengan ukuran terbatas dan usia tak terbatas.
Ini bukan satu-satunya teori belakangan ini yang merusak konsep Big Bang. Misalnya, ada hipotesis bahwa ketika ruang dan waktu muncul, itu berasal dan alam semesta keduadi mana waktu mengalir mundur. Visi ini dipresentasikan oleh sekelompok fisikawan internasional, yang terdiri dari: Tim Kozlovsky dari Universitas New Brunswick, Pasar Flavio Perimeter Institut Fisika Teoritis dan Julian Barbor. Dua alam semesta yang terbentuk selama Big Bang, dalam teori ini, seharusnya merupakan bayangan cermin dari diri mereka sendiri (3), jadi mereka memiliki hukum fisika yang berbeda dan pengertian aliran waktu yang berbeda. Mungkin mereka saling menembus. Apakah waktu mengalir maju atau mundur menentukan kontras antara entropi tinggi dan rendah.
Pada gilirannya, penulis proposal baru lainnya tentang model segalanya, Wong Tzu Shu dari National Taiwan University, menjelaskan ruang dan waktu bukan sebagai hal yang terpisah, tetapi sebagai hal yang berkaitan erat yang dapat berubah menjadi satu sama lain. Baik kecepatan cahaya maupun konstanta gravitasi tidak berubah dalam model ini, tetapi merupakan faktor dalam transformasi waktu dan massa menjadi ukuran dan ruang saat alam semesta mengembang. Teori Shu, seperti banyak konsep lain di dunia akademik, tentu saja dapat dipandang sebagai fantasi, tetapi model alam semesta yang mengembang dengan energi gelap 68% yang menyebabkan perluasan juga bermasalah. Beberapa mencatat bahwa dengan bantuan teori ini, para ilmuwan "mengganti di bawah karpet" hukum fisika kekekalan energi. Teori Taiwan tidak melanggar prinsip kekekalan energi, tetapi pada gilirannya memiliki masalah dengan radiasi latar belakang gelombang mikro, yang dianggap sebagai sisa dari Big Bang. Sesuatu untuk sesuatu.
Anda tidak dapat melihat kegelapan dan sebagainya
Calon kehormatan materi gelap Banyak. Partikel masif yang berinteraksi lemah, partikel masif yang berinteraksi kuat, neutrino steril, neutrino, axion - ini hanyalah beberapa solusi untuk misteri materi "tak terlihat" di Semesta yang telah diajukan oleh para ahli teori sejauh ini.
Selama beberapa dekade, kandidat yang paling populer adalah hipotetis, berat (sepuluh kali lebih berat dari proton) berinteraksi dengan lemah partikel yang disebut WIMP. Diasumsikan bahwa mereka aktif pada fase awal keberadaan alam semesta, tetapi saat alam semesta mendingin dan partikel-partikelnya tersebar, interaksi mereka memudar. Perhitungan menunjukkan bahwa massa total WIMP seharusnya lima kali lebih besar dari materi biasa, yang persis sama dengan materi gelap yang telah diperkirakan.
Namun, tidak ada jejak WIMP yang ditemukan. Jadi sekarang lebih populer berbicara tentang pencarian neutrino steril, partikel materi gelap hipotetis dengan muatan listrik nol dan massa yang sangat kecil. Terkadang neutrino steril dianggap sebagai neutrino generasi keempat (bersama dengan elektron, muon, dan tau neutrino). Ciri khasnya adalah ia berinteraksi dengan materi hanya di bawah aksi gravitasi. Dilambangkan dengan simbol νs.
Osilasi neutrino secara teoritis dapat membuat neutrino muon menjadi steril, yang akan mengurangi jumlahnya di detektor. Hal ini sangat mungkin terjadi setelah pancaran neutrino melewati wilayah materi dengan kepadatan tinggi seperti inti bumi. Oleh karena itu, detektor IceCube di Kutub Selatan digunakan untuk mengamati neutrino yang berasal dari Belahan Bumi Utara dalam rentang energi dari 320 GeV hingga 20 TeV, di mana sinyal yang kuat diharapkan dengan adanya neutrino steril. Sayangnya, analisis data peristiwa yang diamati memungkinkan untuk mengecualikan keberadaan neutrino steril di wilayah yang dapat diakses dari ruang parameter, yang disebut. tingkat kepercayaan 99%.
Pada Juli 2016, setelah dua puluh bulan bereksperimen dengan detektor Large Underground Xenon (LUX), para ilmuwan tidak mengatakan apa-apa kecuali bahwa… mereka tidak menemukan apa pun. Demikian pula, para ilmuwan dari laboratorium Stasiun Luar Angkasa Internasional dan fisikawan dari CERN, yang mengandalkan produksi materi gelap di bagian kedua Large Hadron Collider, tidak mengatakan apa-apa tentang materi gelap.
Jadi kita perlu melihat lebih jauh. Para ilmuwan mengatakan bahwa mungkin materi gelap adalah sesuatu yang sama sekali berbeda dari WIMP dan neutrino atau apapun, dan mereka membangun LUX-ZEPLIN, sebuah detektor baru yang seharusnya tujuh puluh kali lebih sensitif daripada yang sekarang.
Sains meragukan apakah materi gelap itu ada, namun para astronom baru-baru ini mengamati sebuah galaksi yang, meskipun memiliki massa yang mirip dengan Bima Sakti, adalah 99,99% materi gelap. Informasi tentang penemuan tersebut diberikan oleh observatorium V.M. Keka. Ini tentang galaksi Capung 44 (Capung 44). Keberadaannya baru dikonfirmasi tahun lalu ketika Dragonfly Telephoto Array mengamati sepetak langit di konstelasi Berenices Spit. Ternyata galaksi itu mengandung lebih banyak daripada yang terlihat pada pandangan pertama. Karena hanya ada sedikit bintang di dalamnya, ia akan cepat hancur jika ada benda misterius yang tidak membantu menyatukan benda-benda penyusunnya. Materi gelap?
Pemodelan?
Hipotesis Alam semesta sebagai hologramTerlepas dari kenyataan bahwa orang-orang dengan gelar ilmiah yang serius terlibat di dalamnya, ia masih diperlakukan sebagai wilayah berkabut di perbatasan sains. Mungkin karena ilmuwan juga manusia, dan sulit bagi mereka untuk menerima konsekuensi mental dari penelitian dalam hal ini. Juan Maldasenadimulai dengan teori string, dia menguraikan visi alam semesta di mana string yang bergetar dalam ruang sembilan dimensi menciptakan realitas kita, yang hanyalah sebuah hologram - proyeksi dunia datar tanpa gravitasi..
Hasil studi ilmuwan Austria yang diterbitkan pada 2015 menunjukkan bahwa alam semesta membutuhkan dimensi yang lebih sedikit dari yang diharapkan. Alam semesta XNUMXD mungkin hanya struktur informasi XNUMXD di cakrawala kosmologis. Para ilmuwan membandingkannya dengan hologram yang ditemukan pada kartu kredit - mereka sebenarnya dua dimensi, meskipun kita melihatnya sebagai tiga dimensi. Berdasarkan Daniela Grumillera dari Universitas Teknologi Wina, alam semesta kita cukup datar dan memiliki kelengkungan positif. Grumiller menjelaskan dalam Physical Review Letters bahwa jika gravitasi kuantum dalam ruang datar dapat dijelaskan secara holografik dengan teori kuantum standar, maka harus ada juga besaran fisik yang dapat dihitung dalam kedua teori tersebut, dan hasilnya harus cocok. Secara khusus, salah satu ciri utama mekanika kuantum, keterikatan kuantum, harus muncul dalam teori gravitasi.
Beberapa melangkah lebih jauh, tidak berbicara tentang proyeksi holografik, tetapi bahkan tentang pemodelan komputer. Dua tahun lalu, seorang ahli astrofisika terkenal, pemenang Hadiah Nobel, George Smooth, menyajikan argumen bahwa umat manusia hidup di dalam simulasi komputer semacam itu. Ia berpendapat bahwa hal ini dimungkinkan, misalnya berkat perkembangan game komputer, yang secara teoritis merupakan inti dari realitas virtual. Akankah manusia pernah membuat simulasi realistis? Jawabannya adalah ya, ”katanya dalam sebuah wawancara. “Jelas, kemajuan signifikan telah dibuat dalam masalah ini. Lihat saja "Pong" pertama dan game yang dibuat hari ini. Sekitar tahun 2045, kami akan segera dapat mentransfer pemikiran kami ke dalam komputer.”
Alam Semesta sebagai Proyeksi Holografik
Mengingat kita sudah dapat memetakan neuron tertentu di otak melalui penggunaan pencitraan resonansi magnetik, menggunakan teknologi ini untuk tujuan lain seharusnya tidak menjadi masalah. Kemudian realitas virtual dapat berfungsi, yang memungkinkan kontak dengan ribuan orang dan memberikan bentuk stimulasi otak. Ini mungkin terjadi di masa lalu, kata Smoot, dan dunia kita adalah jaringan simulasi virtual yang canggih. Selain itu, itu bisa terjadi berkali-kali tanpa batas! Jadi kita bisa hidup dalam simulasi yang ada di simulasi lain, terkandung di simulasi lain yaitu... dan seterusnya ad infinitum.
Sayangnya, dunia, dan terlebih lagi Semesta, tidak diberikan kepada kita di atas piring. Sebaliknya, kita sendiri adalah bagian, sangat kecil, dari hidangan yang, seperti yang ditunjukkan beberapa hipotesis, mungkin tidak disiapkan untuk kita.
Akankah bagian kecil dari alam semesta yang kita - setidaknya dalam pengertian materialistis - pernah mengetahui seluruh strukturnya? Apakah kita cukup cerdas untuk memahami dan memahami misteri alam semesta? Mungkin tidak. Namun, jika kita pernah memutuskan bahwa kita pada akhirnya akan gagal, akan sulit untuk tidak memperhatikan bahwa ini juga, dalam arti tertentu, semacam wawasan akhir tentang sifat segala sesuatu ...
