Mga limitasyon sa pisika ug pisikal nga eksperimento
Usa ka gatos ka tuig ang milabay ang kahimtang sa pisika sukwahi gayud sa kung unsa kini karon. Ang mga siyentista anaa sa ilang mga kamot sa mga resulta sa napamatud-an nga mga eksperimento, gisubli sa daghang mga higayon, nga, bisan pa, sa kasagaran dili ikapatin-aw gamit ang kasamtangan nga pisikal nga mga teoriya. Ang kasinatian klaro nga nag-una sa teorya. Ang mga teorista kinahanglan nga magtrabaho.
Ang balanse sa pagkakaron tipping ngadto sa mga theorists kansang mga modelo lahi kaayo sa makita gikan sa posibleng mga eksperimento sama sa string theory. Ug morag nagkadaghan ang wala masulbad nga mga problema sa pisika (1).
1. Ang labing importante nga modernong uso ug mga problema sa pisika - visualization
Ang sikat nga Polako nga pisiko, prof. Andrzej Staruszkiewicz, atol sa debate "Ang mga limitasyon sa kahibalo sa pisika" niadtong Hunyo 2010 sa Ignatianum Academy sa Krakow, miingon: “Ang natad sa kahibalo miuswag pag-ayo sa miaging siglo, apan ang natad sa pagkawalay alamag miuswag pa. (...) Ang pagkadiskobre sa kinatibuk-ang relativity ug quantum mechanics maoy dagkong mga kalamposan sa panghunahuna sa tawo, nga ikatandi sa mga kalamposan ni Newton, apan kini mosangpot sa pangutana sa relasyon tali sa duha ka estruktura, usa ka pangutana kansang sukod sa pagkakomplikado makapakurat lang. . Niini nga sitwasyon, natural nga motungha ang mga pangutana: mahimo ba nato kini? Ang atong determinasyon ug tinguha sa pagkab-ot sa kamatuoran motakdo ba sa mga kalisdanan nga atong giatubang?”
Eksperimental nga patay nga katapusan
Sulod sa daghang mga bulan karon, ang kalibutan sa pisika mas kontrobersyal kaysa sa naandan. Sa journal Nature, si George Ellis ug Joseph Silk nagpatik sa usa ka artikulo nga nagdepensa sa integridad sa pisika, nga nagsaway sa mga labi nga andam nga i-postpone ang mga eksperimento aron sulayan ang labing bag-o nga mga teorya sa kosmolohiya hangtod sa umaabot nga petsa. Sila kinahanglan nga gihulagway pinaagi sa "igo nga elegance" ug explanatory nga bili. "Kini nagbungkag sa kasiglohan-daan nga siyentipikanhong tradisyon sumala sa siyentipikanhong kahibalo napamatud-an sa empirikal nga kahibalo," ang mga siyentipiko dalugdog. Ang mga kamatuoran tin-aw nga nagpakita sa "experimental dead end" sa modernong pisika.
Ang pinakabag-o nga mga teorya bahin sa kinaiyahan ug istruktura sa kalibutan ug sa Uniberso, ingon nga usa ka lagda, dili mapamatud-an sa mga eksperimento nga magamit sa katawhan.
Pinaagi sa pagdiskobre sa Higgs boson, ang mga siyentipiko "nakompleto" sa Standard Model. Bisan pa, ang kalibutan sa pisika layo sa pagkatagbaw. Nahibal-an namon ang bahin sa tanan nga mga quark ug lepton, apan wala kami ideya kung giunsa kini pag-uyon sa teorya sa grabidad ni Einstein. Wala kami kahibalo kung unsaon pagkombinar ang quantum mechanics sa gravity aron makahimo og hypothetical theory sa quantum gravity. Wala usab kita kahibalo kung unsa ang Big Bang (o kung tinuod ba kini nga nahitabo!) (2).
Sa pagkakaron, ang tawag niini sa mga klasikal nga pisiko, ang sunod nga lakang human sa Standard Model mao ang supersymmetry, nga nagtagna nga ang matag elementarya nga partikulo nga atong nahibal-an adunay "kauban."
Gidoble niini ang kinatibuk-ang gidaghanon sa mga bloke sa pagtukod sa butang, apan ang teorya hingpit nga mohaum sa mga equation sa matematika ug, hinungdanon, nagtanyag usa ka higayon nga masulbad ang misteryo sa cosmic dark matter. Ang nahabilin mao ang paghulat sa mga resulta sa mga eksperimento sa Large Hadron Collider, nga magpamatuod sa paglungtad sa mga supersymmetric nga mga partikulo.
Bisan pa, wala pa nadungog gikan sa Geneva bahin sa ingon nga mga nadiskobrehan. Siyempre, sinugdanan pa lang kini sa bag-ong bersyon sa LHC, nga doble ang kusog sa pagbangga (pagkahuman sa bag-ong pag-ayo ug modernisasyon). Sa pipila ka bulan, mahimo silang mag-shoot sa mga champagne corks aron sa pagsaulog sa supersymmetry. Bisan pa, kung dili kini mahitabo, daghang mga physicist ang nagtuo nga ang mga supersymmetric nga teorya kinahanglan nga anam-anam nga bawion, sama sa superstring, nga gibase sa supersymmetry. Tungod kay kung ang Large Collider dili mokumpirma niini nga mga teorya, unsa man?
Bisan pa, adunay pipila ka mga siyentipiko nga dili ingon niana. Tungod kay ang teorya sa supersymmetry "matahum nga mahimong sayup."
Mao nga gituyo nila nga susihon pag-usab ang ilang mga equation aron pamatud-an nga ang mga masa sa supersymmetric nga mga partikulo naa ra sa gawas sa sakup sa LHC. Husto kaayo ang mga theorist. Ang ilang mga modelo maayo sa pagpatin-aw sa mga panghitabo nga mahimong masukod ug masulayan sa eksperimento. Busa, ang usa mahimong mangutana ngano nga kinahanglan naton nga dili iapil ang pag-uswag sa mga teorya nga dili pa naton mahibal-an sa empiriko. Kini ba usa ka makatarunganon ug siyentipikong pamaagi?
Uniberso gikan sa wala
Ang natural nga siyensiya, ilabina ang pisika, gibase sa naturalismo, sa ato pa, ang pagtuo nga atong mapatin-aw ang tanan gamit ang mga puwersa sa kinaiyahan. Ang tahas sa siyensya naggikan sa pagkonsiderar sa relasyon tali sa lainlaing mga kantidad nga naghulagway sa mga katingalahan o piho nga istruktura nga naglungtad sa kinaiyahan. Ang pisika wala mag-atubang sa mga problema nga dili mahulagway sa matematika, nga dili na masubli. Kini, taliwala sa ubang mga butang, ang hinungdan sa kalampusan niini. Ang deskripsyon sa matematika nga gigamit sa pagmodelo sa natural nga mga panghitabo napamatud-an nga labi ka epektibo. Ang mga kalamposan sa natural nga siyensiya miresulta sa ilang pilosopikal nga pag-generalisasyon. Ang mga direksyon sama sa mekanikal nga pilosopiya o siyentipikong materyalismo gihimo, nga nagbalhin sa mga resulta sa natural nga siyensya nga nakuha sa wala pa matapos ang ika-XNUMX nga siglo sa natad sa pilosopiya.
Ingon og nahibal-an namon ang tibuuk kalibutan, nga adunay hingpit nga determinismo sa kinaiyahan, tungod kay mahimo naton mahibal-an kung giunsa ang paglihok sa mga planeta sa milyon-milyon nga mga tuig, o kung giunsa nila paglihok milyon-milyon ka tuig ang milabay. Kini nga mga kalamposan nagpatunghag garbo nga nakapahingpit sa hunahuna sa tawo. Sa usa ka mahukmanon nga gidak-on, ang metodolohikal nga naturalismo nagdasig sa pag-uswag sa natural nga siyensiya karon. Adunay, bisan pa, pipila ka mga punto sa pagputol nga daw nagpakita sa mga limitasyon sa naturalistic nga pamaagi.
Kung ang Uniberso limitado sa gidaghanon ug mitumaw "gikan sa wala" (3), nga walay paglapas sa mga balaod sa pagkonserba sa enerhiya, pananglitan, isip usa ka pag-usab-usab, nan kinahanglan nga walay mga pagbag-o niini. Sa kasamtangan, kami nagtan-aw kanila. Naningkamot sa pagsulbad niini nga problema sa basehan sa quantum physics, kita moabut ngadto sa konklusyon nga lamang sa usa ka mahunahunaon tigpaniid actualizes sa posibilidad sa paglungtad sa maong usa ka kalibutan. Mao kini ang hinungdan nganong nahibulong kita nganong ang partikular nga atong gipuy-an gibuhat gikan sa daghang lain-laing mga uniberso. Mao nga nakahinapos kita nga sa dihang mitungha ang tawo sa Yuta ang kalibutan - sumala sa atong naobserbahan - "nahimo" gyud ...
Sa unsang paagi ang mga pagsukod nakaimpluwensya sa mga panghitabo nga nahitabo usa ka bilyon ka tuig ang milabay?
4. Eksperimento ni Wheeler - paghanduraw
Usa sa modernong pisiko, si John Archibald Wheeler, misugyot ug kosmikong bersiyon sa sikat nga double-slit experiment. Sa iyang mental nga pagtukod, ang kahayag gikan sa usa ka quasar usa ka bilyon ka light years ang gilay-on subay sa duha ka magkaatbang nga kilid sa galaksiya (4). Kung gilain sa mga tigpaniid ang matag usa niini nga mga agianan, makita nila ang mga photon. Kung ang duha magdungan, makita nila ang balud. Busa ang mismong buhat sa obserbasyon nagbag-o sa kinaiyahan sa kahayag nga mibiya sa quasar usa ka bilyon ka tuig na ang milabay!
Para kang Wheeler, ang ibabaw nagpamatuod nga ang uniberso dili maglungtad sa pisikal nga diwa, labing menos dili sa diwa nga kita naanad sa pagsabot sa usa ka “pisikal nga kahimtang.” Dili kini mahitabo sa nangagi, hangtod ... nagkuha kami usa ka pagsukod. Busa, ang atong kasamtangan nga dimensyon nakaimpluwensya sa nangagi. Uban sa among mga obserbasyon, nadiskobrehan ug mga sukod, among gihulma ang mga panghitabo sa nangagi, sa lawom nga panahon, hangtod sa ... pagsugod sa Uniberso!
Si Neil Turok sa Perimeter Institute sa Waterloo, Canada, miingon sa Hulyo nga isyu sa New Scientist nga “dili nato masabtan ang atong makita. Ang teorya nahimong labi ka komplikado ug sopistikado. Gibutang namon ang among kaugalingon sa usa ka problema sa sunud-sunod nga mga natad, mga sukat ug mga simetriko, bisan sa usa ka wrench, apan dili namon mapasabut ang pinakasimple nga mga kamatuoran. Daghang mga physicist ang klaro nga nasuko sa sitwasyon diin ang mga panaw sa panghunahuna sa modernong teorista, sama sa mga konsiderasyon sa ibabaw o superstring theory, walay komon sa mga eksperimento nga gihimo karon sa mga laboratoryo, ug walay paagi sa pagsulay niini sa eksperimento.
Sa quantum nga kalibutan kinahanglan nimo nga mokuha og mas lapad nga panglantaw
Sama sa giingon kaniadto sa mananaog sa Nobel Prize nga si Richard Feynman, walay usa nga nakasabut gayud sa kalibutan sa quantum. Dili sama sa maayo nga karaan nga Newtonian nga kalibutan, diin ang mga interaksyon sa duha ka mga lawas nga adunay piho nga mga masa gikalkula pinaagi sa mga equation, sa quantum mechanics kita adunay mga equation diin kini dili kaayo nakuha ingon nga sangputanan sa katingad-an nga pamatasan nga naobserbahan sa mga eksperimento. Ang mga butang sa quantum physics dili kinahanglan nga may kalabutan sa bisan unsa nga "pisikal", ug ang ilang kinaiya mao ang rehiyon sa usa ka abstract nga multidimensional nga luna nga gitawag og Hilbert space.
Ang mga pagbag-o nahitabo didto, nga gihulagway sa Schrödinger equation, apan ngano nga wala mahibal-an. Mausab ba kini? Posible pa ba nga makuha ang mga balaod sa quantum gikan sa mga prinsipyo sa pisika, sama sa daghang mga balaod ug mga prinsipyo, pananglitan nga adunay kalabotan sa paglihok sa mga lawas sa kawanangan, nakuha gikan sa mga prinsipyo ni Newton? Ang mga siyentista gikan sa Unibersidad sa Pavia sa Italya, Giacomo Mauro D'Ariano, Giulio Chiribella ug Paolo Perinotti, nangatarungan nga bisan ang quantum phenomena nga tin-aw nga supak sa sentido komon mahimong makuha sa masukod nga mga eksperimento. Ang imong gikinahanglan mao ang husto nga panglantaw - Tingali ang kakulang sa pagsabut sa mga epekto sa quantum naggikan sa dili pagkuha sa usa ka halapad nga pagtan-aw niini. Sumala sa nahisgutang mga siyentista sa New Scientist, ang makahuluganon ug masukod nga mga eksperimento sa quantum mechanics kinahanglang makatagbo sa daghang kondisyon. Kini:
- hinungdan – ang umaabot nga mga panghitabo dili makaimpluwensya sa nangaging mga panghitabo;
- pagkalahi – kinahanglan nga makahimo kita sa pagbulag sa mga estado gikan sa usag usa ingon nga bulag;
- komposisyon - kung nahibal-an namon ang tanan nga mga yugto sa proseso, nahibal-an namon ang tibuuk nga proseso;
- pagpugong – adunay mga paagi sa pagbalhin sa importante nga impormasyon mahitungod sa chip nga dili kinahanglan nga pagbalhin sa tibuok chip;
- tomography - kung kita adunay usa ka sistema nga naglangkob sa daghang mga bahin, ang mga estadistika sa mga pagsukod sa mga bahin igo na aron mahibal-an ang kahimtang sa tibuuk nga sistema.
Gusto sa mga Italyano nga palapdan ang ilang mga prinsipyo sa pagputli, mas lapad nga panan-aw ug makahuluganon nga pag-eksperimento aron maapil usab ang pagkadili mabag-o sa thermodynamic phenomena ug ang prinsipyo sa pagdugang sa entropy, nga wala makadayeg sa mga pisiko. Tingali dinhi, usab, ang mga obserbasyon ug mga pagsukod naimpluwensyahan sa mga artifact sa usa ka panan-aw nga hiktin kaayo aron masabtan ang tibuuk nga sistema. "Ang sukaranan nga kamatuoran sa teorya sa quantum mao nga ang saba, dili mabalik nga mga pagbag-o mahimo nga mabalik pinaagi sa pagdugang usa ka bag-ong layout sa paghulagway," giingnan sa Italyano nga siyentipiko nga si Giulio Ciribella sa New Scientist.
Ikasubo, ingon sa mga maduhaduhaon, ang "pagputli" sa mga eksperimento ug usa ka mas lapad nga panan-aw sa pagsukod mahimong mosangput sa daghang kalibutan nga pangagpas, diin ang bisan unsang sangputanan posible ug diin ang mga siyentipiko, nga naghunahuna nga ilang gisukod ang husto nga dagan sa mga panghitabo, "pagpili" lang. usa ka partikular nga continuum sa pagsukod kanila.
5. Mga kamot sa oras sa porma sa mga kamot sa orasan
Walay oras?
Ang konsepto sa gitawag nga Arrows of Time (5) gipaila niadtong 1927 sa British astrophysicist nga si Arthur Eddington. Kini nga pana nagpunting sa oras, nga kanunay nga nag-agay sa usa ka direksyon, nga mao, gikan sa nangagi hangtod sa umaabot, ug kini nga proseso dili mabalik. Si Stephen Hawking, sa iyang A Mubo nga Kasaysayan sa Panahon, misulat nga ang sakit modaghan sa paglabay sa panahon tungod kay atong gisukod ang oras sa direksyon diin ang sakit mouswag. Kini nagpasabut nga kita adunay kapilian - mahimo naton, pananglitan, una nga maobserbahan ang mga tipak sa nabuak nga baso nga nagkatag sa salog, dayon ang higayon nga ang baso mahulog sa salog, dayon ang baso sa hangin, ug sa katapusan ang tawo nga nagkupot niini. sa kamot. Walay siyentipikanhong lagda nga nag-ingon nga ang "psychological arrow of time" kinahanglang molihok sa samang direksyon sa thermodynamic arrow ug ang entropy sa sistema mosaka. Bisan pa, daghang mga siyentipiko ang nagtuo nga kini tungod kay ang kusog nga mga pagbag-o nahitabo sa utok sa tawo, parehas sa atong nakita sa kinaiyahan. Ang utok adunay kusog sa paglihok, pag-obserbar ug pagpangatarungan tungod kay ang "engine" sa tawo nagsunog sa sugnod ug pagkaon ug, sama sa usa ka internal combustion engine, kini nga proseso dili na mabalik.
Bisan pa, adunay mga kaso kung, samtang gipadayon ang parehas nga direksyon sa sikolohikal nga pana sa oras, ang entropy parehas nga pagtaas ug pagkunhod sa lainlaing mga sistema. Pananglitan, kung magtipig og data sa memorya sa kompyuter. Ang mga module sa memorya sa makina gikan sa pagkaguba hangtod sa pagsulat sa disk. Busa, ang entropy sa kompyuter mikunhod. Bisan pa, ang bisan unsang pisiko mosulti kanimo nga gikan sa punto sa panglantaw sa Uniberso sa kinatibuk-an, kini nagtubo tungod kay ang pagsulat sa usa ka disk nanginahanglan kusog, ug kini nga kusog mawala sa porma sa kainit nga gipatungha sa makina. Ingon niini ang usa ka gamay nga "psychological" nga pagsukol sa natukod nga mga balaod sa pisika. Lisud alang kanato ang paghunahuna nga ang mogawas uban sa kasaba gikan sa fan mas importante kay sa pagrekord sa usa ka trabaho o uban pang bili sa memorya. Unsa kaha kung adunay nagsulat usa ka argumento sa ilang PC nga magbag-o sa modernong pisika, hiniusa nga teorya sa puwersa, o Teorya sa Tanan? Maglisod kami sa pagdawat sa ideya nga, bisan pa niini, ang kinatibuk-ang kaguliyang sa Uniberso miuswag.
Balik sa 1967, ang Wheeler-DeWitt equation mitungha, diin kini misunod niadtong panahona nga wala na. Usa kadto ka pagsulay nga mathematically paghiusa sa mga ideya sa quantum mechanics ug general relativity, usa ka lakang padulong sa teorya sa quantum gravity, i.e. ang Teorya sa Tanan nga gitinguha sa tanan nga mga siyentipiko. Hangtud sa 1983 nga ang mga physicist nga si Don Page ug William Wootters misugyot og katin-awan nga ang problema sa oras mahimong malikayan gamit ang konsepto sa quantum entanglement. Sumala sa ilang konsepto, ang mga kabtangan lamang sa usa ka gihubit nga sistema ang mahimong masukod. Gikan sa usa ka punto sa matematika, kini nga sugyot nagpasabut nga ang mga orasan nga nahilain gikan sa sistema wala molihok ug nagsugod lamang kung kini nalambigit sa usa ka uniberso. Bisan pa, kung adunay motan-aw kanato gikan sa laing uniberso, makita nila kita ingon nga mga static nga butang, ug ang ilang pag-abot lamang kanato ang hinungdan sa quantum entanglement ug literal nga makapabati kanato sa paglabay sa panahon.
Kini nga pangagpas nahimong basehan sa trabaho sa mga siyentista gikan sa usa ka research institute sa Turin, Italy. Ang physicist nga si Marco Genovese nakahukom sa paghimo og usa ka modelo nga nagkonsiderar sa mga detalye sa quantum entanglement. Posible ang paghimo pag-usab sa pisikal nga epekto nga nagpakita sa pagkahusto niini nga pangatarungan. Usa ka modelo sa Uniberso nga gilangkuban sa duha ka mga photon ang nahimo.
Ang usa ka pares gipunting - patindog nga polarized, ug ang lain pinahigda. Ang ilang kahimtang sa quantum ug busa ang ilang polarization dayon nakit-an sa usa ka serye sa mga detektor. Kini nahimo nga hangtud nga ang usa ka obserbasyon gihimo nga sa katapusan nagtino sa bayanan sa pakisayran, ang mga photon anaa sa usa ka klasikal nga quantum superposition, i.e. sila gipunting nga patindog ug pinahigda. Kini nagpasabot nga ang tigpaniid nga nagbasa sa orasan nakamatikod sa quantum entanglement nga nakaapekto sa Uniberso diin siya nahimong bahin. Ang ingon nga tigpaniid makahimo sa pagtan-aw sa polarization sa sunud-sunod nga mga photon base sa quantum probability.
Kini nga konsepto makatintal kaayo tungod kay kini nagpatin-aw sa daghang mga problema, apan kini natural nga nagdala sa panginahanglan alang sa usa ka "super-observer" nga labaw sa tanan nga mga determinismo ug nagkontrol sa tanan sa kinatibuk-an.
6. Multiverse - visualization
Kung unsa ang atong naobserbahan ug unsa ang atong gilantaw nga "panahon" sa tinuud produkto sa masukod nga global nga mga pagbag-o sa kalibutan sa atong palibot. Sa atong pag-usisa pag-ayo sa kalibutan sa mga atomo, proton ug photon, atong naamgohan nga ang konsepto sa panahon nahimong dili kaayo importante. Sumala sa mga siyentista, ang orasan nga nag-uban kanato kada adlaw, gikan sa pisikal nga panglantaw, wala magsukod sa agianan niini, apan makatabang kanato sa pag-organisar sa atong mga kinabuhi. Alang sa mga naanad sa mga konsepto ni Newton sa unibersal ug sa tanan nga naglangkob sa panahon, kini nga mga konsepto moabut ingon usa ka kakurat. Apan dili lamang mga siyentipikong tradisyonalista ang dili modawat niini. Ang bantogan nga theoretical physicist nga si Lee Smolin, nga gihisgotan na namo kaniadto isip usa sa posibleng mga mananaog sa Nobel Prize karong tuiga, nagtuo nga ang panahon anaa ug tinuod gayud. Kaniadto - sama sa daghang mga pisiko - nangatarungan siya nga ang oras usa ka suhetibo nga ilusyon.
Karon, sa iyang libro nga Reborn Time, iyang gipresentar ang usa ka hingpit nga lahi nga panglantaw sa pisika ug gisaway ang string theory, nga popular sa siyentipikanhong komunidad. Matod niya, ang multiverse wala (6) tungod kay nagpuyo kita sa samang uniberso ug sa samang panahon. Nagtuo siya nga ang panahon mao ang labing hinungdanon ug nga ang atong kasinatian sa reyalidad sa karon nga panahon dili usa ka ilusyon, apan ang yawe sa pagsabut sa sukaranan nga kinaiya sa reyalidad.
Entropy zero
Gihubit ni Sandu Popescu, Tony Short, Noah Linden (7) ug Andreas Winter ang ilang mga nahibal-an sa 2009 sa journal nga Physical Review E, nga nagpakita nga ang mga butang makab-ot ang panimbang, nga mao, usa ka kahimtang sa managsama nga pag-apod-apod sa enerhiya, pinaagi sa pagsulod sa mga estado sa quantum entanglement uban sa ilang palibot. Kaniadtong 2012, gipamatud-an ni Tony Short nga ang entanglement nagpatunghag kaangayan sa wala’y katapusan nga oras. Kung ang usa ka butang makig-uban sa iyang palibot, sama sa kung ang mga partikulo sa usa ka tasa sa kape nabangga sa hangin, ang kasayuran bahin sa ilang mga kabtangan mogawas ug mahimong magkatag sa tibuuk nga palibot. Ang pagkawala sa impormasyon hinungdan sa pag-stagnate sa kape, bisan pa nga ang kalimpyo sa tibuok lawak nagpadayon sa pag-usab-usab. Sumala ni Popescu, ang iyang kahimtang mohunong sa pagbag-o sa paglabay sa panahon.
7. Noah Linden, Sandu Popescu ug Tony Short
Samtang nagbag-o ang kalimpyo sa kwarto, ang kape mahimong kalit nga mohunong sa pagsagol sa hangin ug mosulod sa kaugalingon nga limpyo nga kahimtang. Bisan pa, ang mga estado nga gisagol sa kalikopan labi ka daghan kaysa sa mga puro nga estado nga magamit sa kape, ug busa hapit wala gyud maglungtad. Kining estadistika nga imposible naghatag og impresyon nga ang pana sa panahon dili na mabalik. Ang problema sa udyong sa panahon giburot sa quantum mechanics, nga nagpalisud sa pagtino sa kinaiyahan.
Ang usa ka elementarya nga partikulo walay tukma nga pisikal nga mga kabtangan ug gitino lamang pinaagi sa posibilidad nga anaa sa lain-laing mga estado. Pananglitan, sa bisan unsa nga panahon, ang usa ka partikulo mahimong adunay 50 porsyento nga higayon nga moliko sa sunud-sunod nga orasan ug usa ka 50 porsyento nga higayon nga moliko sa atbang nga direksyon. Ang theorem, nga gisuportahan sa kasinatian sa physicist nga si John Bell, nag-ingon nga ang tinuod nga kahimtang sa usa ka partikulo wala maglungtad ug nga kini gipasagdan nga magiyahan sa kalagmitan.
Ang kawalay kasiguruhan sa quantum unya mosangpot sa kalibog. Sa diha nga ang duha ka mga partikulo makig-interact, sila dili bisan sa paghubit sa ilang kaugalingon, nga independente sa pagpalambo sa kalagmitan nga nailhan nga usa ka putli nga kahimtang. Hinunoa, sila mahimong nalambigit nga mga sangkap sa usa ka mas komplikado nga posibilidad nga pag-apod-apod nga ang duha ka mga partikulo naghulagway sa tingub. Kini nga pag-apod-apod makahukom, pananglitan, kung ang mga partikulo magtuyok sa atbang nga direksyon. Ang sistema sa kinatibuk-an anaa sa usa ka putli nga kahimtang, apan ang kahimtang sa indibidwal nga mga partikulo nalangkit sa laing partikulo.
Sa ingon, ang duha makabiyahe ug daghang light years ang gilay-on gikan sa usag usa ug ang pagtuyok sa matag usa magpabilin nga may kalabotan sa usag usa.
Ang bag-ong arrow of time theory naghulagway niini isip pagkawala sa impormasyon tungod sa quantum entanglement nga nagpadala sa usa ka tasa sa kape ngadto sa equilibrium sa palibot nga lawak. Sa ngadtongadto, ang lawak makaabot sa ekwilibriyo uban sa gawas nga palibot, nga sa baylo hinayhinay nga moduol sa panimbang sa ubang bahin sa uniberso. Ang karaang mga siyentipiko nga nagtuon sa thermodynamics naglantaw niini nga proseso ingong anam-anam nga pagkawagtang sa enerhiya, nga nagdugang sa entropy sa Uniberso.
Karon, ang mga physicist nagtuo nga ang impormasyon mas nagkatag, apan dili gayud mawala. Bisan tuod ang entropy sa lokal nga pagtaas, sila nagtuo nga ang kinatibuk-ang entropy sa uniberso nagpabilin nga kanunay sa zero. Bisan pa, ang usa ka aspeto sa pana sa panahon nagpabilin nga wala masulbad. Ang mga siyentista nangatarongan nga ang abilidad sa usa ka tawo sa paghinumdom sa nangagi, apan dili sa umaabot, mahimo usab nga sabton nga ang pagporma sa mga relasyon tali sa mga partikulo nga nag-interact. Kon magbasa kitag mensahe sa usa ka pirasong papel, ang utok makigkomunikar niini pinaagi sa mga photon nga makaabot sa mga mata.
Gikan lamang niining higayona atong mahinumduman kung unsa ang gisulti niini nga mensahe kanato. Nagtuo si Popescu nga ang bag-ong teoriya wala magpatin-aw kon nganong ang unang kahimtang sa Uniberso layo sa panimbang, ug midugang nga ang kinaiyahan sa Big Bang kinahanglang ipasabot. Ang ubang mga tigdukiduki nagpahayag sa mga pagduhaduha mahitungod niining bag-ong pamaagi, apan ang pagpalambo niini nga konsepto ug bag-ong matematikal nga pormalismo karon nakatabang sa pagsulbad sa teoretikal nga mga pangutana sa thermodynamics.
Pag-abot sa mga lugas sa spacetime
Ang pisika sa black hole daw nagpaila, ingon sa gisugyot sa pipila ka mga modelo sa matematika, nga ang atong uniberso dili tulo-ka-dimensiyon. Bisan pa sa gisulti kanato sa atong mga igbalati, ang reyalidad sa atong palibot mahimong usa ka hologram—usa ka projection sa usa ka halayo nga eroplano nga aktuwal nga two-dimensional. Kung kini nga hulagway sa Uniberso husto, ang ilusyon sa tulo-ka-dimensional nga kinaiyahan sa spacetime mahimong mawagtang sa higayon nga ang mga instrumento sa panukiduki nga atong magamit mahimong igo nga sensitibo. Si Craig Hogan, usa ka propesor sa pisika sa Fermilab nga naggugol sa mga tuig sa pagtuon sa sukaranan nga istruktura sa Uniberso, nagsugyot nga kini nga lebel bag-o lang nakab-ot.
8. GEO600 gravitational wave detector
Kung ang uniberso usa ka hologram, nan tingali nakab-ot na naton ang mga limitasyon sa resolusyon sa realidad. Ang ubang mga physicist nagpasiugda sa makaiikag nga pangagpas nga ang space-time nga atong gipuy-an dili sa kataposan padayon, apan, sama sa usa ka hulagway gikan sa usa ka digital nga letrato, anaa sa labing sukaranan nga lebel niini nga gilangkoban sa pipila ka "mga lugas" o "mga piksel." Kung mao kini, ang atong reyalidad kinahanglan nga adunay usa ka matang sa katapusan nga "resolusyon." Ingon niini ang paghubad sa pipila ka tigdukiduki sa "saba" nga nagpakita sa mga resulta sa GEO600 gravitational wave detector (8).
Aron sulayan kining talagsaon nga pangagpas, si Craig Hogan, usa ka gravitational wave physicist, siya ug ang iyang team nagmugna sa labing tukma nga interferometer sa kalibutan, nga gitawag og Hogan Holometer, nga gidesinyo sa pagsukod sa pinaka-basic nga esensya sa spacetime sa labing tukma nga paagi nga posible. Ang eksperimento, nga gi-codenamed Fermilab E-990, dili usa sa daghang uban pa. Tumong niini nga ipakita ang quantum nga kinaiyahan sa wanang mismo ug ang presensya sa gitawag sa mga siyentista nga "holographic noise."
Ang holometer naglangkob sa duha ka interferometer nga nahimutang sa kilid. Gitultolan nila ang usa ka kilowatt nga laser beam ngadto sa usa ka himan nga nagbahin niini ngadto sa duha ka perpendicular beam nga 40 metros ang gitas-on, nga gipabanaag ug gibalik ngadto sa split point, nga nagmugna ug mga pag-usab-usab sa kahayag sa mga light beam (9). Kung kini hinungdan sa usa ka piho nga paglihok sa aparato sa pagbahin, nan kini mahimong ebidensya sa pagkurog sa wanang mismo.
9. Graphic nga representasyon sa holographic nga eksperimento
Ang pinakadako nga hagit sa team ni Hogan mao ang pagmatuod nga ang mga epekto nga ilang nadiskobrehan dili lang mga kasamok nga gipahinabo sa mga hinungdan sa gawas sa eksperimento nga setup, apan ang resulta sa mga vibrations sa space-time. Busa, ang mga salamin nga gigamit sa interferometer i-synchronize sa mga frequency sa tanan nga pinakagamay nga mga kasaba nga gikan sa gawas sa device, nga nakuha sa mga espesyal nga sensor.
Antropiko nga uniberso
Aron ang kalibutan ug ang tawo maglungtad niini, ang mga balaod sa pisika kinahanglan nga adunay usa ka piho nga porma, ug ang mga pisikal nga makanunayon kinahanglan adunay tukma nga gipili nga mga kantidad ... ug sila naglungtad! Ngano man?
Magsugod kita sa kamatuoran nga adunay upat ka matang sa interaksyon sa Uniberso: gravitational (pagkahulog, planeta, galaksiya), electromagnetic (atom, partikulo, friction, elasticity, kahayag), mahuyang nukleyar (tinubdan sa stellar energy) ug lig-on nga nukleyar ( nagbugkos sa mga proton ug neutron sa atomic nuclei). Ang grabidad 1039 ka beses nga mas huyang kaysa electromagnetism. Kon kini mas huyang, ang mga bituon mas gaan kay sa Adlaw, ang mga supernova dili mobuto, ug ang bug-at nga mga elemento dili maporma. Kon mas lig-on pa kini, ang mga linalang nga mas dako kay sa bakterya madugmok, ug ang mga bituon kanunay nga magbangga, makaguba sa mga planeta ug makasunog sa ilang kaugalingon sa madali.
Ang densidad sa Uniberso duol sa kritikal nga densidad, nga mao, sa ubos diin ang butang dali nga mawala kung wala’y pagporma sa mga galaksiya o mga bituon, ug sa ibabaw diin ang Uniberso mabuhi nga mubo ra. Aron motungha ang ingon nga mga kahimtang, ang katukma sa pagpares sa mga parameter sa Big Bang kinahanglan nga naa sa sulod sa ± 10-60. Ang inisyal nga inhomogeneities sa batan-ong Uniberso anaa sa sukod nga 10-5. Kon sila mas gagmay, ang mga galaksiya dili maporma. Kon kini mas dako, dagkong mga black hole ang maporma imbes nga mga galaksiya.
Ang simetriya sa mga partikulo ug antiparticle sa Uniberso nabuak. Ug sa matag baryon (proton, neutron) adunay 109 ka photon. Kung daghan pa niini, dili maporma ang mga galaksiya. Kung gamay ra sila, wala’y mga bituon. Usab, ang gidaghanon sa mga dimensyon nga atong gipuy-an ingon og "husto". Ang mga komplikadong istruktura dili mahimong motungha sa duha ka dimensyon. Uban sa labaw pa sa upat (tulo ka dimensyon dugang nga oras), ang paglungtad sa lig-on nga mga orbit sa planeta ug lebel sa enerhiya sa mga electron sa mga atomo nahimong problema.
10. Ang tawo isip sentro sa Uniberso
Ang konsepto sa anthropic nga prinsipyo gipaila ni Brandon Carter niadtong 1973 sa usa ka komperensya sa Krakow nga gipahinungod sa ika-500 nga anibersaryo sa pagkatawo ni Copernicus. Sa kinatibuk-an nga mga termino, mahimo kini nga maporma sa paagi nga ang maobserbahan nga Uniberso kinahanglan magtagbo sa mga kondisyon nga gitagbo niini aron maobserbahan naton. Naa pay lain-laing bersyon niini. Ang huyang nga anthropic nga prinsipyo nag-ingon nga kita mahimo lamang nga maglungtad sa usa ka uniberso nga nagpaposible sa atong paglungtad. Kung ang mga kantidad sa mga makanunayon lahi, dili naton kini makita, tungod kay wala kita didto. Ang lig-on nga anthropic nga prinsipyo (tinuyo nga pagpatin-aw) nag-ingon nga ang uniberso mao nga kita mahimong maglungtad (10).
Gikan sa punto sa panglantaw sa quantum physics, ang bisan unsang gidaghanon sa mga uniberso mahimong motungha nga walay hinungdan. Nakaplagan namo ang among kaugalingon sa usa ka espesipikong uniberso, nga kinahanglang tumanon ang ubay-ubayng maliputon nga mga kahimtang aron ang usa ka tawo makapuyo niini. Unya naghisgot kami bahin sa anthropic nga kalibutan. Para sa usa ka magtotoo, pananglitan, ang usa ka antropiko nga Uniberso nga gibuhat sa Dios igo na. Ang materyalistang panglantaw sa kalibotan wala modawat niini ug nagtuo nga adunay daghang uniberso o nga ang kasamtangang uniberso usa lang ka yugto sa walay kataposang ebolusyon sa multiverse.
Ang tagsulat sa modernong bersyon sa Uniberso isip simulation hypothesis mao ang theorist nga si Niklas Boström. Matod niya, ang reyalidad nga atong nalantawan usa lang ka simulation nga wala nato mahibaw-i. Gisugyot sa siyentista nga kung posible nga maghimo usa ka kasaligan nga simulation sa usa ka tibuuk nga sibilisasyon o bisan ang tibuuk nga uniberso gamit ang usa ka igo nga kusog nga kompyuter, ug ang mga simulate nga mga tawo makasinati sa panimuot, nan lagmit nga ang mga advanced nga sibilisasyon nakamugna sa usa ka dako nga gidaghanon. sa ingon nga mga simulation, ug kita nagpuyo sa usa niini sa usa ka butang nga susama sa "The Matrix" (11).
Dinhi ang mga pulong nga "Dios" ug "Matrix" gisulti. Karon miabot na kami sa limitasyon sa paghisgot bahin sa siyensya. Daghan, lakip ang mga siyentista, nagtuo nga tungod sa kawalay mahimo sa eksperimento nga pisika nga ang siyensiya nagsugod sa pagsulod sa mga dapit nga sukwahi sa realismo, pagpanimaho sa metaphysics ug science fiction. Manghinaut kita nga mabuntog sa pisika ang empirikal nga krisis niini ug mangita usa ka paagi aron malipay ingon usa ka nasulayan nga eksperimento nga siyensya pag-usab.
