www.3iks.fora.pl

Panesz

10 dzikich teorii o wszechświecie
Według magazynu How It Works , Andrew May 1 dzień temu

Dlaczego wszechświat jest taki, jaki jest? Naukowcy zbadali wiele sposobów wyjaśnienia kosmosu, co doprowadziło do powstania szalenie brzmiących pomysłów.
Dlaczego wszechświat jest taki, jaki jest? Przez lata naukowcy badali wiele pomysłów wyjaśniających nasz kosmos i jego przyszłość. Oto niektóre z najdziwniejszych pomysłów, od scenariusza brany, który obejmuje wszechświat unoszący się w wyższej przestrzeni wymiarowej, po „Wielką Plamę”, która opisuje, jak taka brana zderza się z inną, tworząc zupełnie nowy wszechświat.

1. Braneworld
Jednym z aspektów wszechświata, który przyjmujemy za pewnik, jest to, że jest trójwymiarowy — istnieją trzy prostopadłe kierunki, w których można się poruszać. Jednak niektóre teorie sugerują inny wymiar przestrzenny — którego nie możemy postrzegać bezpośrednio — w innym kierunku prostopadłym. Ta przestrzeń o wyższych wymiarach jest określana jako „masa”, podczas gdy nasz wszechświat jest trójwymiarową membraną – lub „braną” – unoszącą się wewnątrz masy.

Choć wydaje się to skomplikowane, obraz branowy rozwiązuje kilka problemów fizyki. Na przykład fizycy teoretyczni Lisa Randall z Harvard University i Raman Sundrum z University of Maryland zaproponowali wersję brany, która wyjaśnia asymetrię sił subatomowych, sugerując istnienie innych bran równoległych do naszego. Ale nie wystarczy, aby teoria wyjaśniała fakty, które już znamy — musi tworzyć nowe przewidywania, które można przetestować eksperymentalnie. W przypadku modelu Randalla-Sundruma takie testy mogą obejmować pomiar fal grawitacyjnych emitowanych przez czarne dziury łączące jedną branę z drugą.

2. Wielki Plam
W odległej przyszłości galaktyki w końcu odejdą tak daleko od siebie, że światło z jednej nigdy nie dotrze do drugiej. W rzeczywistości, gdy gwiazdy starzeją się i umierają, nadejdzie czas, kiedy zabraknie światła – ani ciepła. Wszechświat będzie ciemną, zimną, pustą pustką. Brzmi to jak koniec wszystkiego, ale według jednej teorii jest to w rzeczywistości początek następnego wszechświata w nieskończenie powtarzającym się cyklu. Pamiętasz teorię branświatów? Tak się dzieje, gdy jedna zimna, pusta błona zderza się z drugą — co, po odpowiednim czasie, w końcu nastąpi. Kosmolodzy Neil Turok i Paul Steinhardt wierzą, że taka kolizja wygeneruje wystarczającą ilość energii, aby stworzyć zupełnie nowy wszechświat . Nazywają to „teorią ekpirotyczną”, chociaż fizyk Michio Kaku bardziej sugestywnie nazwał ją „”.

3. Kosmos wypełniony plazmą
Big Bang pozostaje preferowanym teoria wielu naukowców, wspierany przez dwóch podstawowych uwag - ekspansji wszechświata i tła kosmicznego mikrofalowego (CMB). Natychmiast po Wielkim Wybuchu wszechświat był znacznie mniejszy i gorętszy, wypełniony jarzącą się plazmą jak słońce. Wciąż widzimy koniec tej super gorącej fazy w postaci morza promieniowania wypełniającego całą przestrzeń. Ekspansja wszechświata w ciągu minionych miliardów lat spowodowała schłodzenie promieniowania do minus 454 stopni Fahrenheita (minus 270 stopni Celsjusza), ale nadal jest wykrywalne przez radioteleskopy.

CMB wygląda praktycznie tak samo w każdym kierunku, czego nie da się wytłumaczyć, jeśli Wszechświat zawsze rozszerzał się w obecnym tempie. Wielu naukowców uważa, że przeszło przez krótki okres niezwykle gwałtownej „ inflacji ” ułamka sekundy po Wielkim Wybuchu, nagle powiększając się ze skali subatomowej do kilku lat świetlnych.

4. Holograficzny wszechświat
Pomyśl o hologramie bezpieczeństwa. Jest to w zasadzie dwuwymiarowy obiekt kodujący pełny trójwymiarowy obraz. Zgodnie z tą teorią, cały trójwymiarowy wszechświat może być „zakodowany” na jego dwuwymiarowej granicy. Może to nie brzmieć tak ekscytująco jak życie w symulacji, ale ma tę zaletę, że jest to naukowo testowalna teoria — badania przeprowadzone w 2017 roku na Uniwersytecie Southampton w Wielkiej Brytanii wykazały, że jest to zgodne z obserwowanym wzorcem fluktuacji CMB.

5. Wszechświat stanu stacjonarnego
Według NASA, Wielki Wybuch jest naszym najlepszym przypuszczeniem, jak powstał wszechświat . W przeszłości był gęstszy, a w przyszłości zmniejszy się. Nie wszyscy naukowcy byli z tego zadowoleni, więc wymyślili sposób, aby gęstość pozostała stała, nawet w rozszerzającym się wszechświecie. . Ta rozdzielczość obejmuje ciągłe tworzenie materii z szybkością około trzech atomów wodoru na metr sześcienny na milion lat. Model ten popadł w niełaskę wraz z odkryciem CMB, czego model nie jest w stanie łatwo wyjaśnić.

6. Wieloświat
Zgodnie z konwencjonalnym poglądem na Wielki Wybuch, aby wyjaśnić jednorodność CMB, konieczne jest założenie wczesnej fali superszybkiej ekspansji znanej jako inflacja. Niektórzy naukowcy uważają, że kiedy nasz wszechświat wypadł z tej fazy inflacyjnej, był to tylko maleńki bąbel w ogromnym morzu rozdętej przestrzeni. W tej teorii, zwanej „wieczną inflacją”, zaproponowanej przez Paula Steinhardta , inne bańki wszechświata nieustannie pojawiają się w innych częściach inflacyjnego morza, a cały zespół tworzy „ wieloświat ”.
Teoria staje się jeszcze dziwniejsza, ponieważ nie ma powodu, dla którego inne wszechświaty miałyby mieć takie same prawa fizyki jak nasz — niektóre mogą mieć silniejszą grawitację lub inną prędkość światła. Chociaż nie możemy bezpośrednio obserwować innych wszechświatów, jeden z nich mógłby kolidować z naszym. Naukowcy sugerują nawet, że „zimny punkt” w CMB jest śladem takiej kolizji.

7. Źle. Pomyliliśmy grawitację
Teorie wszechświata opierają się na dokładnym zrozumieniu grawitacji — jedynej siły w fizyce, która wpływa na materię na bardzo dużą skalę. Ale sama grawitacja nie może wyjaśnić niektórych obserwacji astronomicznych. Jeśli zmierzymy prędkość gwiazd na obrzeżach galaktyki, poruszają się one zbyt szybko, aby pozostać na orbicie, jeśli jedyną rzeczą, która je powstrzymuje, jest przyciąganie grawitacyjne widzialnej galaktyki. Podobnie, gromady galaktyk wydają się być utrzymywane razem przez siłę większą, niż można to wytłumaczyć grawitacją widzialnej materii.

Możliwe są dwa rozwiązania. Standardową – preferowaną przez większość naukowców – jest to, że wszechświat zawiera niewidoczną ciemną materię , która zapewnia brakującą grawitację. Indywidualną alternatywą jest to, że nasza teoria grawitacji jest błędna i powinna zostać zastąpiona przez coś, co nazywa się Zmodyfikowaną Dynamiką Newtona (MOND), zaproponowali naukowcy w 2002 roku w czasopiśmie Annual Review of Astronomy and Astrophysics . Dwie opcje — MOND i ciemna materia — są równie zgodne z obserwacjami, ale nie zostały jeszcze udowodnione. Potrzeba więcej eksperymentów.

8. Nadciekła czasoprzestrzeń
Nawet jeśli tylko przestrzeń ma trzy wymiary, jest jeszcze czwarty wymiar w postaci czasu, więc możemy wyobrazić sobie wszechświat istniejący w czterech-wymiarowej czasoprzestrzeni ti me . Według niektórych teorii, takich jak ta zaproponowana przez Stefano Liberatiego z International School for Advanced Studies i Luca Maccione z Ludwig Maximilian University, w czasopiśmie Physics Review Letters , nie jest to tylko abstrakcyjny układ odniesienia zawierający obiekty fizyczne, takie jak gwiazdy i galaktyki. , ale sama w sobie substancja fizyczna, analogiczna do oceanu wody. Tak jak woda składa się z niezliczonych cząsteczek, czasoprzestrzeń – zgodnie z tą teorią – składa się z mikroskopijnych cząsteczek na głębszym poziomie rzeczywistości, niż mogą dotrzeć nasze instrumenty.

Teoria wizualizuje czasoprzestrzeń jako nadciek o zerowej lepkości. Dziwną właściwością takich płynów jest to, że nie mogą one obracać się w sposób hurtowy, tak jak zwykły płyn, gdy się go miesza. Rozpadają się na maleńkie wiry — które w przypadku nadciekłej czasoprzestrzeni mogą być zarodkiem, z którego powstają galaktyki .

9. Teoria symulacji
Jak dotąd wszystkie teorie pochodzą od naukowców — ale oto jedna od filozofów. Jeśli wszystkie informacje o wszechświecie docierają do naszych mózgów za pośrednictwem naszych zmysłów i instrumentów naukowych, kto może powiedzieć, że to nie wszystko jest sprytnie zaprojektowaną iluzją? Cały wszechświat może być niczym innym jak ultra-wyrafinowaną symulacją komputerową. Jest to pomysł spopularyzowany przez filmy „Matrix”, ale choć pomysł brzmi dziwacznie, niektórzy filozofowie traktują go poważnie. Jednak nie zdaje egzaminu z prawdziwej teorii naukowej, ponieważ nie ma możliwości udowodnienia jej prawdziwości lub fałszu.

10. Kosmiczna podróż ego
Prawa fizyki obejmują kilka podstawowych stałych, które określają siłę grawitacji, elektromagnetyzmu i sił subatomowych . O ile nam wiadomo, liczby te mogą mieć dowolną możliwą wartość — ale gdyby odbiegały choćby nieznacznie od rzeczywistych wartości, wszechświat byłby zupełnie innym miejscem. Co najważniejsze dla nas, życie, jakie znamy – w tym oczywiście my sami – nie mogłoby istnieć. Niektórzy uważają to za dowód na to, że wszechświat został świadomie zaprojektowany, aby ewoluować życie podobne do człowieka — tak zwana teoria antropiczna egocentryczna, zaproponowana przez Nicka Bostroma w jego książce „ Anthropic Bias ”.