Ar tiesa, kad Visata per sudėtinga ir ją tyrinėti nenaudinga: astrofizikas griauna populiarius mitus
įvairenybės / / July 21, 2023
Ar yra galimybė, kad viskas aplink yra erdvės simuliacija, o kur ieškoti kitų pasaulių.
Daugelis mūsų planetos gyventojų nesupranta, kodėl reikia tirti galaktikas, esančias už dešimčių milijonų šviesmečių. Jie mano, kad daug produktyviau būtų spręsti žemiškas problemas – pavyzdžiui, vėžio diagnozę.
Ar šie pragmatikai teisūs ir kodėl apskritai reikia tyrinėti Visatą? pasakojo forume „Mokslininkai prieš mitus“ astrofizikas Sergejus Pilipenko. Forumo organizatoriai - ANTROPOGENESIS.RU - paskelbė savo paskaitos įrašą apie juos YouTube kanalas, o Lifehacker padarė santrauką.
Sergejus Pilipenko
Fizinių ir matematikos mokslų kandidatas, Lebedevo fizinio instituto Astrokosmoso centro Teorinės astrofizikos ir kosmologijos katedros vyresnysis mokslo darbuotojas, 40 mokslinių straipsnių autorius
Paprasti žmonės labai mažai girdi apie naujus astrofizikų atradimus. Galbūt todėl apie visatą ir jos kilmę sklando tiek daug mitų. Taip pat apie mokslininkų bejėgiškumą priešais didžiulį kosmosą. Pabandykime atskirti mitus nuo tiesos ir pakalbėkime apie kosmologiją – visatos mokslą.
1 mitas. Visata yra per sudėtinga, kad žmonės suprastų, kaip ji veikia
Viena vertus, šis teiginys skamba logiškai. Žmonės tyrinėjo Žemę tūkstančius metų ir nežinojo, kas vyksta toli nuo jų gimtosios planetos.
Ir tada jie išrado teleskopus. Ir paaiškėjo, kad Visatoje vyksta sprogimai, kurių metu išsiskiria daugiau energijos, nei Saulė gali atiduoti per dešimt milijardų metų. Ir kad Saulės sistema yra mažytė galaktikos dalis, turinti daugiau nei 100 milijardų žvaigždžių. Tokių galaktikų yra daug. Be to, jie nėra atsitiktinai, o sudaro aiškią ląstelinę struktūrą, kuri iš tolo atrodo kaip putplastis. Ir visa kosmoso erdvė užpildyta šiomis milijardų galaktikų putomis.
Be to, žmonės sužinojo, kad visata laikui bėgant nuolat kinta ir vystosi. Pavyzdžiui, dabar jis plečiasi. Atrodo, kad sunku suformuluoti dėsnius, lemiančius didžiulių kosminių pasaulių egzistavimą ir vystymąsi. Bet iš tikrųjų taip nėra.
Gamtos dėsniai, kuriuos žinome čia, Žemėje, veikia ir kitose Visatos vietose, kitose galaktikose. Ir jie taip pat elgėsi tolimoje šios Visatos praeityje. Tai nėra tik nepagrįstas tvirtinimas, kuriuo reikia tikėti. Tai faktas, kurį galima patikrinti eksperimentiškai.
Sergejus Pilipenko
Yra keletas būdų įrodyti, kad fiziniai dėsniai yra vienodi visoje visatoje. Panagrinėkime du iš jų:
1. Palyginkime skirtingais fiziniais principais veikiančių laikrodžių greitį. Paimkime senus vaikštynes su siūbuojančia švytuokle. Jo svyravimo periodas priklauso nuo gravitacijos jėgos. Tai yra, čia pagrindinė veikianti jėga yra gravitacija. Elektroniniai rankiniai laikrodžiai taip pat turi švytuoklę. Bet jis svyruoja dėl spyruoklės veikimo. Gravitacija su tuo neturi nieko bendra, o veikia elektromagnetinės jėgos.
Visų šių laikrodžių greitį lemia visiškai skirtingi pagrindiniai fiziniai dėsniai ir skirtingos pagrindinės konstantos. Mokslininkai palygino mechanizmų elgesį per metus, kad pamatytų, ar pagrindinės fizinės konstantos kinta viena kitos atžvilgiu. Paaiškėjo, kad jie išlieka tokie patys – iki 16 skaitmenų po kablelio. Tai yra, fiziniai dėsniai nepriklauso nuo laiko. Norėdami konsoliduoti rezultatą, mokslininkai ištyrė natūralų branduolinį reaktorių, kuris buvo Afrikoje ir veikė prieš du milijardus metų.
Kai geologai kartu su fizikais ištyrė šio natūralaus reaktoriaus liekanas, jie sugebėjo rinkinys: kad jis veiktų, pagrindinių konstantų reikšmės turėjo būti tokios pat kaip Dabar. Vėlgi, hipotezė pasitvirtino.
Sergejus Pilipenko
2. Panagrinėkime tolimų kosminių objektų spektrą. Kiekvienas periodinės sistemos atomas Mendelejevas yra spektras, pagal kurį galite tiksliai nustatyti, kokia tai medžiaga. Tai taip pat priklauso nuo pagrindinių fizinių konstantų.
Norėdami ištirti tolimų kūnų spektrą, astronomai ištyrė kvazarus, vienus ryškiausių visatos objektų. Maždaug 10 milijardų šviesmečių atstumu konstantos labai tiksliai pasirodė esančios tokios pačios kaip ir Žemėje. Ir kadangi šių kvazarų šviesa pas mus keliauja jau 10 milijardų metų, mokslininkai gavo dar vieną įrodymą, kad pagrindiniai dėsniai laikui bėgant nesikeičia.
Pasirodo, jie gali pakankamai tiksliai sukurti Visatos vystymosi modelius. Tam negali užkirsti kelio nei didžiuliai atstumai, nei milžiniški laiko intervalai.
2 mitas. Didžiojo sprogimo teorija patvirtina arba paneigia hipotezes apie pasaulio sukūrimą
Kai XX amžiaus pradžioje mokslininkai atrado, kad visata plečiasi, gimė Didžiojo sprogimo teorija. Ji teigia, kad pačioje Visatos vystymosi pradžioje buvo tam tikras nulinis momentas. Tai yra, iš pradžių visa masė buvo suspausta į tašką, o tada įvyko sprogimas. Jis pradėjo skaičiuoti, ir reikalas pradėjo sklaidytis. Taip gimė visata, kuri toliau plečiasi.
Daugelis filosofų iškart pareiškė: Didysis sprogimas yra kūrimo akimirka! Be galo didelio tankio ir temperatūros tašką kosmose įdėjo visagalis kūrėjas, jis taip pat surengė sprogimą!
Puiki teorija. Tačiau šiandien mokslininkams aišku, kad tai pernelyg supaprastintas modelis. Jei tai pasirodytų tiesa ir iš pradžių būtų tik vienas taškas, tai šiandien Visata pasirodytų vienalytė. Bet kurioje vietoje jo tankis būtų toks pat.
Tačiau iš tikrųjų materija pasaulyje pasiskirsto labai netolygiai. Pavyzdžiui, paprasto vandens tankis nuo Visatos vidurkio skiriasi 28 dydžiais. Tai per daug.
Visur vienoda visata būtų labai nuobodi. Šiuolaikinis mokslas teigia, kad iki karštosios Visatos egzistavo kažkoks kitas etapas, kurio iki šiol tiksliai nežinome. Tačiau yra keletas hipotezių, kas tai galėtų būti.
Sergejus Pilipenko
Na, o dabar apie įrodymus ir kūrimo proceso paneigimą. Pasaulio religijos sako, kad mūsų pasaulio kūrėjas yra visagalis. Todėl jis, žinoma, galėtų sukurti Visatą, kurioje veiktų visi mokslininkų atrasti fizikiniai dėsniai. Todėl jis vystosi griežtai laikantis mokslinių hipotezių.
Tačiau faktas yra tas, kad visiškai neįmanoma patikrinti sukūrimo fakto, buvimo šioje Visatoje ir žvelgiant į ją iš vidaus. Tai yra, mokslininkai negali nei patvirtinti šio fakto, nei paneigti. O hipotezė, kurios negalima patikrinti mokslininkams prieinamais metodais, laikoma nemoksliška. Tai yra už tyrimų ir išvadų ribų.
Yra keletas kitų pasaulio kilmės teorijų:
1. Kompiuteris. Remiantis šia hipoteze, visas mūsų pasaulis yra didžiulė simuliacija, o mes gyvename kažkieno sukurtame virtualiame modelyje. Įdomu tai, kad jis pasirodo šiek tiek moksliškesnis. Tai yra, galime tai bent iš dalies patikrinti. Faktas yra tas, kad bet koks kompiuteris, kad ir koks galingas jis būtų, turi apribojimų. Pavyzdžiui, skaitmenų sekos jame turi baigtinį ilgį. Ir mes galime ieškoti šių skaitinių efektų stebėjimuose. Taigi, mes ieškosime ir patikrinsime. Ir sužinokite, ar tai tiesa teorija.
2. infliacinis. Labai populiari hipotezė. Ji teigia, kad Visata gimė pirminio vakuumo perėjimo į kitą būseną procese. Šis procesas dažnai vadinamas infliacija. Teorija paaiškina, kodėl Visata nėra vienalytė, o nelygumo parametrai stebėtinai panašūs į tuos, kuriuos šiandien stebi fizikai ir astronomai. Jis tiksliai apibūdina galaktikų pasiskirstymą putų pavidalu. Numato ir kelių visatų gimimą, ir gravitacinių bangų egzistavimą erdvėje. Mokslininkai dabar aktyviai ieško šių bangų ir galbūt jas ras per artimiausius 30 metų. Taigi, jie gali patikrinti šią hipotezę.
3. Daugiamatis. Jame daroma prielaida, kad visatos gimsta, kai susiduria kai kurie daugiamačiai paviršiai, kurie yra panardinti į erdvę, kurioje yra didesnis matmenų skaičius nei mūsų. Pavyzdžiui, 11 matmenų. Šiame modelyje taip pat turi būti daug visatų.
Hipotezė gali būti patikrinta matuojant gravitaciją mikroskopinėmis svarstyklėmis. Mokslininkai mano, kad papildomi matmenys būtinai turi pakeisti gravitacinius parametrus, ir jie bando rasti šiuos nukrypimus.
4. Visatų atsiradimo juodosiose skylėse teorija. Teigia, kad visatos gimsta objektų viduje, gravitacinis laukas kuri yra tokia stipri, kad net šviesa negali iš jos išeiti. Ir šią teoriją galima patikrinti. Jei gyvename juodosios skylės viduje, mūsų visatos savybės turėtų keistis priklausomai nuo krypties erdvėje. Šie nukrypimai taip pat anksčiau ar vėliau bus aptikti. Kol kas mokslininkai nieko panašaus nerado, bet gal esmė yra šiuolaikinių matavimo metodų tikslumas.
Taigi mokslas gali paaiškinti visatos atsiradimą nesinaudodamas kūrimo hipoteze.
Sergejus Pilipenko
3 mitas. Niekada nesužinosime, ar yra kitų visatų
Daugelis hipotezių numato daugybės visatų atsiradimą. Tačiau skeptikai sako: kokia šių teorijų prasmė, jei vis tiek negalime tiksliai žinoti, ar iš tikrųjų egzistuoja keli pasauliai? Pasirodo, galime. Tai mums padės vadinamosios „kirmgraužės“.
Lengviausias būdas juos įsivaizduoti – paimti popieriaus lapą. Nuo vieno taško iki bet kurio kito šiame lape galite eiti įvairiais būdais. Bet jei perlenki lapą per pusę ir pradursi, atsiranda naujos trajektorijos, vedančios pro šią skylę. Tai yra kirmgrauža.
Sergejus Pilipenko
Per tokį trumpą kursą galite labai greitai patekti iš vieno visatos galo į kitą. Mokslininkai mano, kad tokios „skylės“ gali sujungti dvi skirtingas visatas.
Teorija teigia, kad stebėtojams iš skylės pusės turėtų atrodyti labai panašiai Juodosios skylės. Ir mokslininkai jau išmoko aptikti šiuos objektus. Be to, radijo teleskopo nuotraukos yra labai panašios į modelius, sukurtus naudojant teorinius skaičiavimus.
Pasak mokslininkų, juodųjų skylių viduje turėtume matyti koncentrinius šviesos apskritimus. Jie atsiranda todėl, kad dėl stiprios gravitacijos šviesa „suka ratu“ ir apibūdina kitas sudėtingas trajektorijas.
Maždaug toks pat vaizdas turėtų būti ir prie kirmgraužos. Tamsios dėmės viduje turėtume matyti šviesos žiedus. Tačiau jie turėtų būti šiek tiek kitokio dydžio ir kitokios vietos nei juodosios skylės.
Teleskopai, kuriuos šiandien turi astronomai, dar neleidžia pamatyti tokių žiedų. Reikia detalesnių nuotraukų. Juos turėtų priimti naujas kosminis teleskopas „Millimetron“, kurį dabar kuria Rusijos mokslininkai.
Taigi, jei pasiseks, išsiaiškinsime, ar yra kitų visatų.
Sergejus Pilipenko
4 mitas. Visatos studijos yra nenaudingos praktiniu požiūriu
Skeptikai sako: na, tarkime, išsiaiškinome, kad 60 milijonų šviesmečių atstumu yra kirmgrauža, kuri gali nuvesti į kitą visatą. Tačiau šis atradimas niekaip nepakeis mūsų gyvenimo, o paprastiems žmonėms jis tiesiog nenaudingas! Todėl mokslininkai neturėtų užsiimti nereikalingais tyrimais. Geriau suvienyti jėgas ir sutelkti dėmesį į kažką tikrai vertingo. Pavyzdžiui, ieškote vaistų nuo vėžio.
Faktas yra tas, kad visos mokslo sritys yra tarpusavyje susijusios.
Neįmanoma plėtoti kai kurių konkrečių sričių, visiškai nevykdant kitų. Tada niekur nebus progreso.
Sergejus Pilipenko
Kosmologija iš tikrųjų yra susijusi su visatos tyrinėjimu, o ne su žemiškais reikalais. Tačiau tyrimų rezultatai astronomai ir fizikai rasti pritaikymą paprastų žmonių gyvenime.
Pavyzdžiui, mokslininkai ilgą laiką kūrė ir išbandė MUSE spektrometrą. Jis yra labai jautrus ir leidžia ištirti didelio dangaus ploto, kuriame yra dešimtys galaktikų, spektrą. Tada gydytojai kreipėsi į juos ir pasakė, kad jiems taip pat labai reikia labai jautraus spektrometro. Tai padės gauti tikslius duomenis apie žmogaus odos parametrus, o tai būtina diagnozuojant tam tikras vėžio rūšis.
Astronomai kartu su gydytojais atliko bandymus, o dabar, remdamiesi MUSE, kuria pigesnį ir kompaktiškesnį įrenginį, kuris gali būti naudojamas tiesiogiai klinikose.
Ir galiausiai, mano nuomone, svarbiausias dalykas: kosmologija suteikia mums idėją apie mūsų vietą Visatoje, mūsų planetos vietą.
Sergejus Pilipenko
Pasirodo, gyvybė yra labai svarbus veiksnys, kuris Visatoje daug ką keičia.
Mokslininkai apskaičiavo specifinę įvairių kosminių objektų galią. Pavyzdžiui, Saulė turi milžinišką šviesumą, bet ir labai tvirtą masę. Todėl masės vienetui išsiskiriančios energijos kiekis yra mažas. Tai ne daugiau nei šilumos energija, kurią per tą patį laiko vienetą išskiria rudenį pūvančių lapų krūva.
Bet jei paimtume gyvą augalą, paaiškėtų, kad fotosintezės procese jis sukaupia dešimt tūkstančių kartų daugiau energijos nei specifinė Saulės galia.
Tačiau stebime didžiausią šio parametro reikšmę smegenys gyvūnai ir žmonės. Tai reiškia, kad gyvos, o ypač protingos būtybės gali labai aktyviai veikti negyvąją gamtą. Ką matome savo planetoje.
O jei norime vadovauti atsakingam gyvenimo būdui ir suprasti visų savo veiksmų ir neveikimo pasekmes, tuomet turime atsižvelgti į visus šioje Visatoje egzistuojančius dėsnius. Turime juos suprasti. Ir žinoti, kokias galimybes turime, tai yra, ką iš principo sugeba gyvenimas ir ką mes galime.
Sergejus Pilipenko
Taip pat skaitykite🧐
- 7 mitai apie mūsų visatą, kurie yra labai populiarūs internete
- 10 keisčiausių objektų visatoje
- „Kažkodėl visatai reikia būtybių, kurios galėtų ją suprasti“: neuromokslininkai – apie tai, kokias paslaptis slepia mūsų smegenys