Bevezetés
Univerzumunknak van kezdete. És egyszer ennek is lesz vége – de melyik? Ahogy a kozmosz tágul, a csillagok és galaxisok elhomályosulnak, lassan minden hidegebbé és elszigeteltebbé válik? A világegyetem tágulását felgyorsító sötét energia végül felhasítja a téridőt? Lehetséges, hogy a világunk és az univerzum többi része egy napon figyelmeztetés nélkül megszűnjön létezni? Ebben az epizódban Steven Strogatz a végső nagy finálét tárgyalja vele Katie Mack, a kanadai Waterloo-i Perimeter Institute for Theoretical Physics elméleti kozmológusa. Mack a szerzője is Mindennek vége (asztrofikusan szólva), amely 2020 augusztusában jelent meg, amelyben leírta a tudósok által azonosított öt forgatókönyvet hogyan érhet véget az univerzum.
Figyelj Apple Podcastok, Spotify, Google Podcastok, Fűzőgép, TuneIn vagy kedvenc podcast-alkalmazását, vagy megteheti onnan streamelni Quanta.
Másolat
Steven Strogatz (00:03): Steve Strogatz vagyok, és ez az A miért öröme, egy podcast innen Quanta Magazine ez a matematika és a természettudomány mai legnagyobb megválaszolatlan kérdései közé vezet. Ebben az epizódban azt kérdezzük, mi lesz ennek az egésznek a vége?
(00:18) Képzeld el, hogy egy nap a városban sétálsz. A járdán sétáló többi gyalogosból be- és kilépsz. Hallod, hogy autók dudálnak, csendes beszélgetések szivárognak ki a közeli kávézókból. Ez a mi mindennapi világunk, ahogyan ismerjük. De mi történik, ha egy napon ez a világ egyszerűen összeomlik és megszűnik létezni? Milyen lenne, ha hirtelen minden véget érne? Tudjuk, hogy a csillagok, beleértve a saját napunkat is, korlátozott élettartamúak. Egyszer kiégnek, még ha nem is a mi életünkben. De mi a helyzet a galaxisunkkal? Vagy az egész univerzum? Mi lesz mindennek a vége? És hogyan történhetett?
(01:00) Ez nem egy szuperhősfilm alkotása. Ez az a fajta elméleti fizika, amelyen Dr. Katie Mack sokat gondolkodik. Dr. Mack elméleti kozmológus a Perimeter Institute for Theoretical Physics-ben, a kanadai Waterloo-ban, körülbelül egy órára Torontótól távol. Ő a Stephen Hawking kozmológiai és tudományos kommunikációkutatási tanszék, ahol az egyik célja a fizika hozzáférhetőbbé tétele a nyilvánosság számára. Dr. Mack a szerzője annak a nagy sikerű könyvnek is, Mindennek vége (asztrofikusan szólva)2020 augusztusában jelent meg. Az öt fő elméletet részletezi arról, hogy a tudósok szerint miként fog véget érni az univerzum. Katie, köszönöm, hogy csatlakoztál ma hozzánk.
Katie Mack (01:47): Köszönöm szépen, hogy velem vagy.
Strogatz (01:48): Ez egy igazi csemege számunkra. Kezdhetem egy személyes kérdéssel? Mi vonzotta erre a témára – az univerzum végére gondolva? Miért, miért ragad meg ez?
Mack (01:56): Tudod, azt hiszem, ez csak része a kozmosz iránti általános kíváncsiságomnak. Úgy nőttem fel, hogy sokat gondolkodtam az univerzum kezdetén, az Ősrobbanáson. Tudod, ezek a nagy kérdések, hogy honnan jövünk. És valamikor a kozmológiai tanulmányaim során folyamatosan szembekerültem a befejezés kérdésével. Emlékszem, amikor általános iskolás koromban olvastam a Big Rip-ről – az egyik ilyen lehetőségről, amikor az univerzum szétszakad –, és egyszerűen lenyűgözött az a gondolat, hogy az univerzum ilyen erőszakos módon is véget érhet. Aztán, miközben folytattam a kozmológiai kutatásokat, találkoztam a vákuumbomlással – tudod, az univerzumnak ez a fajta hirtelen vége –, és egyszerűen lenyűgözött az a gondolat, hogy az univerzum látszólag ok nélkül is eltűnhet. .
(02:46) És ezek a témák folyamatosan előkerültek a szakmai munkám során végzett olvasmányokban. És csak ezt szerettem volna jobban felfedezni. És el akartam mesélni ezt a történetet, amelyről azt gondolom, hogy nem túl gyakran mondják el a kozmológiáról szóló nyilvános beszédben. Sok szó esik a kezdetről, az Ősrobbanásról, de nagyon keveset a végéről.
(03:05) És azt hiszem, ez csak valami, ami mindig is lenyűgöző volt számomra, valahányszor találkoztam vele. Csak látva a vitákat arról, hogy miként fejeződhet be univerzumunk végső evolúciója, és mit mond ez arról, ami most történik. A kozmosz szerkezetéről, a létezés általános formátumáról. Ez egy izgalmas kérdés számomra.
Strogatz (03:27): Igen, úgy értem, ez – szerintem teljesen természetes, hogy rácsodálkozunk. Azt hiszem, a legtöbben, akik érdeklődnek a tudomány iránt, vagy csak nagy kérdéseik vannak az élettel kapcsolatban, csodálkozunk ezen.
(03:38) Íme egy, amivel szerintem érdemes kezdenünk: a hőhalál, a forgatókönyv, amit az univerzum hőhalálának nevezünk, már régóta létezik. Mesélj nekünk erről, mert megértem, hogy szerinted ez a legvalószínűbb.
Mack (03:50): Igen, tehát a hőhalál a legelfogadottabb a fizikában. Néha Big Freeze-nek hívják, köznyelvben. A hőhalál mögött az az elképzelés áll, hogy tudjuk, hogy az univerzum tágul, és tudjuk, hogy a tágulás felgyorsul. Tehát a galaxisok, amelyek a távoli univerzumban vannak, egyre távolabb kerülnek tőlünk. Egyre távolabb kerülnek egymástól. És ez a terjeszkedés folytatódik, és idővel egyre gyorsabb. Nem tudjuk, miért gyorsul – csak rávilágítok erre. Pillanatnyilag ez valami olyasminek köszönhető, amit sötét energiának nevezünk. Nem tudjuk, mi a sötét energia, de ez valami gyorsabban tágul az univerzum.
(04:23) A sötét energiával kapcsolatos elképzeléseink között szerepel annak a lehetősége, hogy a sötét energia csak egyfajta tulajdonsága az univerzumnak, amelyet kozmológiai állandónak neveznek, és minden kis térben van egyfajta nyúlékonyság, ami éppen be van építve. És ahogy több helyünk van, ahogy az univerzum tágul, annál nagyobb a nyúlásunk is, mert több a sötét energia, több a kozmológiai állandó. Így az univerzum csak tágul, tágul és tágul.
(04:48) És ha ez a helyzet, ha valóban ez fog történni, akkor azt kapod, hogy minden galaxis vagy galaxishalmaz egyre jobban elszigetelődik a többitől, és az univerzum egyre jobban és egyre üresebb, egyre diffúzabb, idővel hidegebb. Mert tudod, tudjuk, hogy az univerzum kezdetben nagyon forró és sűrű volt. Azóta bővül. Lehűl, egyre diffúzabb. Szóval ez így folytatódik a végtelenségig. És ahogy ez megtörténik, ha egy olyan galaxisban tartózkodik, amely hirtelen elszigetelődik, mert az összes többi galaxis olyan távol van, akkor nincs kölcsönhatás, nem jönnek be olyan galaxisok, amelyek új gázt hoznának új csillagok kialakulásához. Te, mint egy galaxis, felégeted az összes csillagodat. Átégeted az összes hidrogént, így nem tudsz új csillagokat alkotni. A csillagok meghalnak, kiégnek és elsötétülnek.
(05:36) Van egy csomó fekete lyuk. Végül, ha elég sokáig békén hagyunk egy fekete lyukat, az valahogy kisugározza az energiáját – a fekete lyukak elpárolognak, és minden ebbe a rendezetlen energiává bomlik. Tehát minden, ami ebben a galaxisban volt, kisugárzik. Az anyag elbomlik és szétesik. És csak ez a rendezetlen energia áll rendelkezésére, csak egyfajta hulladékhő, ha így gondolja, az összes létező dolog közül.
(06:01) És amikor eljutsz arra a szintre, ahol minden elromlott, eléred az úgynevezett maximális entrópiát. Tehát a termodinamika második főtétele azt mondja nekünk, hogy az entrópia vagy rendezetlenség a jövőben növekedni fog. És tudod, [ugyanazért] nem lehet örökmozgógéped, mert ha megpróbálsz valamit örökké forogni, az elromlik, energiát veszít a súrlódás és a hő miatt, és szétesik. Hasonlóképpen, az univerzumban minden bomlik a hulladékhővé. És ezért hívják hőhalálnak. Arról van szó, hogy mindened megvan ahhoz, hogy rendezetlen energiává bomlik, és eléred ezt a maximális entrópia állapotot, ahol többé nem fordulhat elő rendetlenség, ahol minden teljesen értelmetlen. Lényegében teljesen, teljesen szerkezet nélküli.
(06:49) Ez az univerzum végső hőhalála. És az emberek úgy gondolják, hogy ez egy nyomasztó út, mert a végén minden nagyon hideg és sötét, üres és elszigetelt, és örökre elmúlik.
Strogatz (07:03): Értem, miért adja a Big Freeze nevet, mert a hőhalál úgy hangzik, mintha meleg lenne. Míg ha jól hallom, ez valami langyos vagy rosszabb lesz.
Mack (07:11): Pontosan. Igen. És ebben az esetben a „hő” a szó technikai, fizikai jelentése, ahol az egész teremtés hulladékhője.
(07:19) De a jó oldala az, hogy nagyon hosszú időbe telik, mire ez megtörténik. Tehát körülbelül 100 milliárd év múlva nem fogunk látni más galaxisokat, mert túl messze vannak, és túl gyorsan távolodnak. Tehát tudja, és hogy galaxisunk legkisebb tömegű csillagai közül néhány akár billió évig is kitarthat. Tehát van egy kis időnk, mielőtt hideg, sötét és üres lesz az univerzumunkban, ha errefelé megyünk.
Strogatz (07:41): Ennek egy másik érdekessége az üresség, a tér nyúlása miatt. Ez nem csak igazán unalmas, homogén és rendezetlen, de nagyon magányos is. Mint minden olyan szétszórt minden mástól.
Mack (07:56): Igaz. És ennek egy igazán érdekes aspektusa az, hogy eljut egy bizonyos pontig, ahol nem lesz bizonyítékunk arra, hogy más galaxisok is léteznek. Nem lesz közvetlen megfigyelési bizonyíték arra, hogy megtörtént az Ősrobbanás, mert nem fogjuk látni azt a táguló univerzumot. És nem fogjuk tudni azt mondani, hogy „Nos, ha az univerzum most egyre nagyobb, akkor a múltban kisebbnek kellett lennie.” Nem fogjuk látni azt a fajta visszamaradt fényt az Ősrobbanásból, a kozmikus mikrohullámú hátteret, amely lehetővé teszi számunkra a nagyon-nagyon korai univerzum tanulmányozását. Ez nem csak egy hideg, sötét és üres univerzum lesz, hanem egy olyan univerzum, ahol nagyon keveset kell tanulni, mert nem fogunk tudni látni dolgokat a közvetlen környezetünkön túl.
Strogatz (08:34): Gondolom arra az esetre, ha valaki összezavarodik – nem hiszem, hogy bárki is az lenne – a „mi” hivatkozással nem gondolja komolyan, igaz? Nem vagyunk itt, nem vagyunk a közelben, hogy lássunk semmit azon a ponton. Mi is szétestünk.
Mack (08:45): Már rég elmentünk. Úgy értem, a nap egy bizonyos ponton olyan fényes lesz, hogy a föld óceánjaiból ki fog forrni. És ez csak körülbelül egymilliárd évig tart. Tehát félmilliárd és egymilliárd év van hátra, mire a Föld teljesen lakhatatlanná válik. Szóval igen, ez már régen elmúlt. Bármi is jön utánunk, vagy ha sikerül kis intelligens gépeket létrehoznunk, amelyek tovább tudják vinni a tudatunkat, vagy ha szétterjedünk a csillagok között, és tudod, más helyeken élünk és hasznosítjuk azt a kevés energiát, ami ezekben maradt. haldokló csillagok. Tudod, valamikor lesz, és kifogyunk a tennivalóinkból, mert nem lesz elég energia koncentrálva a megfelelő módon a felhasználásához.
Strogatz (09:26): Tegyünk úgy, mintha ezt hisszük a tér és az idő kvantálva van például, a la kvantumgravitáció a Planck-hossz léptékű dolgokba. Ha csak véges számú tér- és időparcella van, nagy szám, de véges szám, még a hőhalál forgatókönyve esetén is, akkor nem történik-e olyan megismétlődés, ahol minden állapot végül – úgy értem, nagyon-nagyon hosszú időtávon – Gyere vissza? Ez nem lenne a vég, még a hőhalál után sem.
Mack (09:54): Erről beszélek a könyvben a hőhalál fejezetben, az örök megismétlődés gondolatáról. Igen, tehát van egy mód a hőhalálra, amikor az ember ebben az örök hőhalál állapotában van, ahol az entrópia maximális. De még maximális entrópia állapotban is lehetnek véletlenszerű ingadozások, ahol valami összeállhat. És voltak érdekes számítások, ahol egy teljesen homogén rendezetlen univerzum alapján ki lehet számítani, hogy mennyi időbe telik, amíg egy zongora véletlenszerűen összeáll az univerzum közepén, éppen az űr közepén.
(10:29): És ez egy nagyon-nagyon nagy szám, igaz? De ha megvan ez az igazán örök állapot, akkor ez meg fog történni. Ez végtelen számú alkalommal fog megtörténni valamilyen ismétlődő időskálán. És ezt kibővítheti, és azt mondhatja: nos, ha egy zongora össze tudja állítani magát, akkor a Föld is, akkor a galaxis is, akkor az univerzumban valaha létezett bármely állapot teljessége is. Tehát amikor eljutunk arra a pontra, akkor azt mondhatjuk: nos, ebben a pillanatban, most, az atomok és molekulák sajátos eloszlása az univerzumban jelenleg, ezen a ponton lehetővé kell tenni, hogy ez ismét megtörténjen – egy igazán , nagyon hosszú időtávon, de lehetővé kell tenni, hogy ez megismétlődjön. És akkor az univerzum ismét a halál felé fog fejlődni, innentől kezdve.
(11:13) És így eljutsz ehhez a gondolathoz, ahol minden pillanat, ami valaha is megtörtént az univerzum történetében, megismétlődhet, végtelen számú alkalommal. És ez egy igazán elgondolkodtató koncepció. Nos, a szakirodalomban erről szólnak viták, függetlenül attól, hogy ez ésszerű számítás. De valahogy visszahozza – van egy rémálomszerű forgatókönyv, amelyet Nietzsche írt le, és amely ezen az elképzelésen alapult. Hogy te, ugyanazt a pillanatot éled meg újra és újra örökké. És nem lenne szörnyű? És tudod, ez talán fizikailag lehetséges, talán ez egy olyan dolog, ami megtörténhet. A szakirodalom valahogy össze-vissza jár arról, hogy érdemes-e ezen gondolkodni vagy sem. De érdekes. És ehhez a lehetőséghez kapcsolódik az is, hogy tegyük —. Ha egy zongora össze tud állni az univerzumban, akkor képes lehet egyetlen agy is, amely azt hiszi, hogy megtapasztalta a kozmosz egészét? Ezt Boltzmann agyi hipotézisnek hívják.
Strogatz: Ó, hallottam már erről. nem tudtam, hogy mi az. OK, klassz.
Mack (12:12): Tehát talán minden létező helyett van egy agy, amely ebben a pillanatban azt hiszi, hogy ezt a beszélgetést folytatja, és egy egész életet leélt egy 13.8 milliárd éves univerzumban. És akkor egy ponton az agy megint csak pislogni fog a létezésből, mert részecskék véletlenszerű gyűjteménye volt egy üres, hőhalál utáni univerzumban.
Strogatz: RENDBEN…
Mack (12:33): Tehát ezt a számítást is meg tudod csinálni. És ha ezt a számítást egy bizonyos módon elvégzi, azt találja, hogy ez sokkal valószínűbb, mint az univerzum létezése.
Strogatz: UH Huh.
Mack (12:42): Sokkal valószínűbb, hogy egyetlen agyat hoz létre, amely azt hiszi, hogy az univerzumban van, mint hogy egy új ősrobbanást, majd egy valódi kozmoszt. De ismételten megjegyzem, különböző módon lehet kiszámítani, ahol különböző válaszokat kap. Tehát ez egy másik kérdés, hogy van-e egyáltalán értelme ezeket a számításokat elvégezni? És ha elvégzi ezt a számítást, azt fogja tapasztalni, hogy nagyobb valószínűséggel véletlenszerű gondolatok vagyunk egy véletlenszerű agyban, csak az ürességben létezünk. Nem feltétlenül azt mondja meg, hogy ez az univerzum valószínű forgatókönyve, hanem azt, hogy ezek a számítások nem hasznosak, és nincs is igazán értelmesek a kozmosz összefüggésében, és valaminek el kell tévednie a feltételezéseinkkel kapcsolatban. De hogyan kezeljük a végtelen univerzum lehetőségét, amelyben bármi végtelen számú alkalommal megtörténhet, ez egy igazán érdekes kérdés a kozmológiában, ha eljutunk ezekhez az igazán, igazán hatalmas időskálákhoz.
Strogatz (13:36): Rendben, köszönöm, hogy elkényeztettél ezzel. RENDBEN. De biztos akarok lenni benne, hogy bekerülünk ezek közül néhányba.
Ez volt az 1. forgatókönyv, a hőhalál, a nagy fagyás, és ez a szép lábjegyzet az örökkévaló visszatérésről a vadonban – nem paradoxonokat akarok mondani, hanem igazán elgondolkodtató megfontolásokat. fel. OK, menjünk tovább a 2-re. Mi az a Big Rip?
Mack (13:58): Tehát a Big Rip egy ötlet, amely a sötét energia kérdéséhez tér vissza. Nem tudjuk, mi az, ami miatt az univerzum gyorsabban tágul. „Sötét” energiának hívjuk, mert nem tudjuk, mi az. De van valami, ami felgyorsítja az univerzum tágulását. Nos, ha ez csak egy kozmológiai állandó, ha ez csak a kozmosz egy tulajdonsága, akkor tudjuk, hogyan megy ez. Tudod, ez a hőhalálhoz vezet, ahol az összes galaxis maximálisan elszigetelt, aztán elhalványul.
(14:23): De vannak más hipotetikus lehetőségek is a sötét energiára. Vannak olyanok, ahol ahelyett, hogy állandó háttérként szolgálna a kozmoszban, ez valami dinamikus. Ez egy olyan dolog, ami idővel változhat. És konkrétan egyenleteket írhat le valamire, ahol az idővel erősebbé válik. Bármi is legyen ez, az a kozmoszba beépített rugalmasság, az egy dinamikus mező, egy energiamező, és idővel erősebbé válik. És úgy, hogy az univerzumot egyre gyorsabban kezdi nyújtani. Nem csak gyorsulást okoz, hanem felhalmozódik az objektumokon belül.
(14:57) Tehát egy dolog a kozmológiai állandóval kapcsolatban. Ha létezik kozmológiai állandó, akkor annak sűrűsége állandó az univerzumban. Ez azt jelenti, hogy ha egy gömböt rajzolunk egy bizonyos régió köré, akkor abban a gömbben van egy bizonyos mennyiségű kozmológiai állandó. És bár az univerzum tágul, még mindig ugyanannyi van ebben a szférában, igaz? A kozmológiai állandó változatlan marad. Egy olyan univerzumban, amelyet „fantom” sötét energiának nevezünk, a sötét energia mennyisége ebben a szférában idővel növekszik. Ha például abban a szférában élne egy galaxis, amely gravitációsan meg van kötve, és mindent a gravitáció tart össze, egy kozmológiai állandó univerzumban, az rendben van. A pályák nem változnak. A galaxis olyan marad, amilyen. A fantomsötét energiával rendelkező univerzumban a gömb belsejében felhalmozódik a rugalmasság mértéke. A sötét energia felhalmozódik, és szétválaszthatja a galaxist. El tudná húzni a csillagokat a galaxistól, el tudná húzni a bolygókat a csillagoktól, és csak felépülne és felépülne a tárgyakon belül.
(15:55) Tehát ahelyett, hogy egy olyan helyzet helyett, amikor a sötét energia csak távoli dolgokat távolít el egymástól, csak egyfajta üres teret hoz létre, valójában belülről feszíti ki a dolgokat. Gyakran mondom az embereknek, például: „Ó, tudod, az univerzum tágul, és az történik, hogy a távoli galaxisok távolodnak egymástól. De ez a szoba nem bővül." Egy fantomsötét energiával rendelkező univerzumban ez a szoba végül kitágul.
Strogatz: Látom.
Mack (16:19): Tehát azt tenné, hogy valóban nagy léptékű felépítéssel kezdené. Tehát széthúzná a régi galaxishalmazokat. Lehúzná a csillagokat a galaxis pereméről. De egyre erősebbé válna, így elkezdené elrángatni a bolygókat a csillagoktól, elkezdené elvenni a holdakat a bolygóktól, és a bolygókon belül felépülne, és végül magát a bolygót robbantaná fel. Aztán egyre erősebbé válik, ahogy egyre lejjebb megy, és végül molekulákat, atomokat, végül magát az univerzumot széttépi.
Strogatz (16:50): Valóban az a helyzet, hogy az általad leírt kép alatt olyan, mintha a hosszskálákon keresztül ereszkedne le a legnagyobbtól a legkisebbig. Ebben a sorrendben fog menni?
Mack (17:00): Nos, ami van, az egyre erősebb. Tehát először a leggyengébb kötésű dolgokat oldja fel, a legnagyobbakat pedig a leggyengébb kötéssel. Aztán ahogy egyre kisebb léptékekhez jutsz, úgy kezded megkedvelni az atomkötést, a magkötést. Tehát csak erősebb kötések.
Strogatz: Látom. Látom.
Mack: Valahogy ilyen értelemben felépül.
Strogatz (17:18): Hú, ez egy érdekes, a dolgok valahogy belülről szakadnak ki, nem pedig egyszerűen… Mint ahogy elképzeltem a hőhalál és a kozmológiai állandó forgatókönyvvel, majdnem olyan, mint amikor arról beszélünk. hogyan tágul az univerzum, és az emberek azt mondják: „Nos, mivé tágul?” És akkor valaki azt mondja: „Nem, festés pontokat egy rugalmas gumiballon felületére”, tudod, vagy hasonló. Ez egyfajta kozmológiai állandó. Úgy hangzik, mintha a ballon pontjai távolabb kerülnének egymástól. Ezek mondjuk a galaxisok távolodnak egymástól. Van olyan kép, ami helyettesíti a lufit a Big Ripnél? Sokkal erőszakosabban hangzik.
Mack (17:55): Nos, ha léggömb-metaforát használok, akkor azt szoktam mondani, hogy, képzeld, kis hangyák a Hold felszínén. És ahogy a léggömb nagyobb lesz, a hangyák egyre távolabb kerülnek egymástól. De maguk a hangyák nem igazán figyelnek erre. Amolyan saját kis tárgyaik. A Big Rip forgatókönyvben ez inkább olyan lesz, mint ha egy galaxist rajzol a ballonra, majd kibontja a ballont. Még maga a galaxis is nagyobb lesz ezen a képen. És így maguk a tárgyak is nagyobbak lesznek. És egy ponton eljutsz arra a pontra, ahol maga a léggömb felrobban. Ezt nem sikerült kitalálnia.
(18:26) Vannak gondok a léggömb analógiával a részleteket illetően, de ez egy ilyen kép.
(18:53): Most azt kell mondanom, hogy a legtöbb kozmológus nem gondolja, hogy a Nagy Hasítás meg fog történni. Megsért bizonyos szabályokat az univerzum energiaviszonyaira vonatkozóan. Tehát a dolgok, amelyekről úgy gondoljuk, igaznak kell lenniük azzal kapcsolatban, hogy az energia hogyan mozog a kozmoszban, a fantom-sötét energia megszegi ezeket a szabályokat. És ezért valószínűleg nem életképes forgatókönyvként. De ennek ellenére nem zárhatjuk ki teljesen a megfigyelést, csak annyit mondhatunk, hogy ha megnézzük, hogyan fejlődik most az univerzum, azt mondhatjuk, hogy a Nagy Hasítás szinte biztosan nem fog megtörténni a következőn belül, mondjuk. , 200 milliárd év. Mert soha nem mondhatod, hogy 100%-ban nem fog megtörténni. De méréseink alapján egyfajta határt szabhatunk az időnek, és azt mondhatjuk, hogy ez szinte biztosan nem fog megtörténni egy bizonyos időn belül.
Strogatz (19:15): Huh. Nos, menjünk tovább a 3-ra? Ez, amit hallottam, azokból a dolgokból származik, amelyeket a Nagy Hadronütköztetőnél tanultunk, és az utcán az a hír járja, hogy ez lehet a kedvence, még ha nem is tartja a legvalószínűbbnek. Ez a vákuum-bomlás elmélet neve.
Mack (19:33): Igen. Tehát a vákuumbomlásról csak akkor tudtam meg, amikor a Nagy Hadronütköztető felfedezte a Higgs-bozont. És azért hallottam róla akkor, mert az emberek elkezdtek újságokat írni a vákuum-bomlásról, válaszul a Higgs-bozon felfedezésére. Mivel a Higgs-bozon tulajdonságai azt sugallták, hogy a vákuumbomlás valóban lehetséges.
(19:56) Az ötlet mögött ez áll. Eléggé technikai történet, de megpróbálom leegyszerűsíteni. Tehát az ötlet az, hogy a Higgs-bozon érdekessége nem maga a részecske. Az a tény, hogy a Higgs-bozon a Higgs-mező létezését jelenti. Most a Higgs-mező egyfajta energiamező, amely az egész űrben megtalálható. És lényegében a Nagy Hadronütköztető az volt, hogy gerjesztette azt az energiamezőt, gerjesztett egy részecskét abból az energiamezőből, és a részecske volt az, amit azonosítottak. De ez azt jelenti, hogy létezik ez az energiamező, amely az univerzumon keresztül létezik. És ennek az energiamezőnek van némi értéke. És ezt az energiamezőt Higgs-mezőnek hívjuk. És van egy egész történet arról, hogy a részecskék hogyan lépnek kölcsönhatásba ezzel az energiamezővel, és milyen tömegűek bizonyos részecskék. És ez bele van kötve a teljes képbe.
(20:43) De a fizika szempontjából az a fontos a Higgs-mezővel kapcsolatban, hogy volt egy folyamat, ami a nagyon-nagyon korai univerzumban történt, ahol a Higgs-mező megváltozott. Tehát a nagyon-nagyon korai univerzumban a Higgs-mezőnek más értéke volt. Ez olyan, mintha egy mező lenne, amelynek értéke van abban az értelemben, hogy ebben a helyiségben a hőmérsékletnek mindenhol van értéke. Meghatározhat egy hőmérsékletmezőt, és ennek különböző értékei vannak, akár az ablakhoz, akár az ajtóhoz vagy bármi máshoz. A Higgs-mező olyan mező lenne, ahol mindenhol ugyanaz az értéke, de ez egy bizonyos értékű mező az egész térben. Valami energia kapcsolódik hozzá.
(21:15) Nos, a Higgs-mező milyen értéket vesz fel, összefüggésben van azzal, hogyan működik a részecskefizika a világegyetemben. Tehát a nagyon-nagyon korai univerzumban a Higgs-mező más volt. A részecskék másképpen léptek kölcsönhatásba vele, és másfajta részecskék voltak az univerzumban. Egyiküknek sem volt miséje. És az univerzumban különböző kölcsönhatások voltak. Tudod, elektromosság és mágnesesség, valamint erős és gyenge nukleáris erők helyett más erőink voltak. Az erők egyfajta kombinációja létezett, és különböző részecskék léteztek, és egyiknek sem volt tömege. És akkor volt egy szimmetriatörés nevű esemény, ahol a Higgs-mező megváltozott, más értéket vett fel. És amikor ez megtörtént, ez lehetővé tette az összes részecske és tüzelőanyag létezését az univerzumban, amelyet most megértünk. Tehát tudod, elektronok és kvarkok, és ez lehetővé tette az elektromágneses erő, valamint az erős és gyenge nukleáris erők létezését. Valahogy minden beleilleszkedett abba a fajta fizikába, amit ma tapasztalunk. És ez jó volt, mert ez azt jelenti, hogy lehetnek atomjaink és molekuláink, és létezhetnénk.
Strogatz (22:16): Elnézést, meg kellett állnom, mert ez nagyon biblikusan hangzott. – És ez jó volt, igaz? Ezt írja, igaz? "Legyen világosság. És Isten látta, hogy ez jó.”
Mack (22:26): Nos, úgy értem, ebben az esetben nagyon örülünk, hogy megváltozott a Higgs-mező, hogy ez a szimmetriabontó esemény azért következett be, mert lehetővé tette a létezést. Úgy értem, beszélhetsz róla, tudod, ha nem történt volna meg, nem léteznénk, hogy örüljünk neki. Ott egy egész vita van. De mindenesetre megtörtént; most létezünk.
(22:41) A probléma az, hogy amikor a Higgs-bozont felfedezték, a Higgs-mező tömegének és más részecskék tömegének mérései utalnak arra, hogy mit csinál a Higgs-mező a Higgs-mező fejlődésével kapcsolatban. És ezek a célzások arra utalnak, hogy a Higgs-mező ismét megváltozhat. Ez ugyanúgy rossz lenne, mint az első alkalommal, amikor a változás jó volt. Ha újra megváltozna, olyan helyzetbe hozna bennünket, ahol nem tudunk létezni, ahol a részecskéink nem tartanak össze. A természet állandói megváltoznának. Különböző erők és különböző részecskék lennének. Ez átváltozna minket az ún igazi vákuum állapot. Nem a „vákuumot” úgy értem, hogy semmi sem létezik. A vákuumállapotok lényegében a fizika működésének különböző állapotai. Tehát arról beszélünk, hogy egy bizonyos vákuum állapotban vagyunk. Lehet más vákuumállapot is. Tehát ha a Higgs-mezőnek valóban megvan ez a változási lehetősége, akkor ez azt jelenti, hogy azt a vákuumállapotot, amelyben vagyunk, hamis vákuumnak nevezzük. És az igazi vákuum az a vákuumállapot lenne, amelyben az univerzum szívesebben lenne, a Higgs-mező inkább. És végül, ha elég sokáig vársz, a Higgs-mező azzá fog változni. más értéket, és mintegy a valódi vákuum állapotba fog fejlődni.
(24:01) És ahogy ez történik, az valahogy… drámai. Tehát úgy képzelheti el, hogy az univerzum egyfajta metastabil, vagyis „nem teljesen stabil”, ugyanúgy, mint például, ha egy kávéscsészét az asztal szélére teszel, az ott fog ülni, de valami kopoghat. le, és leeshet, és tényleg szívesebben lenne a padlón. És elképzelhető, hogy a Higgs-mezőnk potenciálisan ilyen állapotban van, ahol csak arra lenne szükséged, hogy ebbe a másik állapotba tolhasd, vagy közvetlenül meg kell zavarnod a Higgs-mezőt ugyanúgy, ahogyan te. Tudod, leüthetsz egy kávéscsészét az asztalról. Vagy csak arra az elképzelésre kellene hagyatkoznia, hogy ezek a részecskék és mezők mindegyike a kvantummechanikára, a kvantummechanika szabályaira támaszkodik, és a kvantummechanika azt mondja, hogy néha a kávéscsészéje úgyis a padlóra esik, igaz? A kvantummechanikai bizonytalanság azt mondja, hogy időnként, ha egy részecskét helyezünk a fal egyik oldalára, az csak megjelenik a másik oldalon. Ezt kvantum alagútnak hívják. Ez egy olyan dolog, ami megtörténik, és folyamatosan megfigyeljük a szubatomi skálán. És ez vonatkozik a Higgs-mezőre is.
(25:03) Tehát van valamiféle bomlási idő a Higgs-mezőhöz abban az állapotban, amikor ha elég sokáig békén hagyod a Higgs-mezőt, végül annak a Higgs-mezőnek egy darabja valahol az univerzumban kvantum alagútba fog eljutni ebbe a másik állapotba. . És ez a szubatomi skálán lévő állapotként nem jelenthet problémát. De sajnos, ha a Higgs-mező egy darabja ebbe az új állapotba kerül, az igazi vákuumba kerül, akkor a körülötte lévő összes Higgs-mező is az igazi vákuumba kerül.
Strogatz (24:33): Ó, tényleg? Tehát van valamiféle láncreakció, mintha begyújtaná az egészet.
Mack: Pontosan. Pontosan.
Strogatz: Nem tudom, hogy ez a megfelelő szó-e. De igen.
Mack (25:35): Igen, igen, az olyan lenne, mintha egy láncod lenne az asztalon, és te - és az egyik láncszem leesne az asztalról, akkor az az összes többi láncszemet lehúzná, ahogy leesik. És valami ilyesmi történne veled. Megvolna ez a kaszkád, ahol amint az esemény egy pontban megtörténik, az mindenhol megtörténik körülötte, és létrehozná a valódi vákuum állapotának ezt a buborékát, amely körülbelül fénysebességgel tágulna át az univerzumon.
Strogatz: Ó.
Mack (25:58): Ez több okból is rossz. Az egyik az, hogy a buborék széléhez, a buborékfalhoz kapcsolódik némi energia, ahol ha a buborékfal eltalálna, azonnal elégetne. Továbbá, ha átlépsz a buborékba, akkor ebben az igazi vákuumállapotban vagy, ahol a fizika törvényei mások, és a részecskéid már nem tartanak együtt. Aztán az 1980-as években végeztek egy számítást, amely azt sugallta, hogy ha már a valódi vákuum állapotba kerülünk, akkor az ottani tér alapvetően gravitációs szempontból instabil. És így azonnal egy fekete lyukba omolna.
Strogatz: Ember, minden irányból megkapod.
Mack (26:34): Pontosan, pontosan. És ha ez megtörténik, ha ez a kvantumesemény megtörténik az univerzum egy pontján, akkor az a buborék körülbelül fénysebességgel tágul, és mindent elpusztít az univerzumban. És mivel ez történik, fénysebesség volt, nem látod, hogy jön. Mire a jele eljut hozzád, már a tetején van. De másrészt nem éreznéd, mert tudod, az idegimpulzusaid nem terjednek olyan gyorsan, nem igazán vennéd észre, hogy megtörtént. De csak pislognál a létezésből.
Strogatz (27:04): Mármint a fénysebesség teszi érdekessé, hiszen az univerzum nagyon nagy, még a fénysebességhez képest is. Szóval megtörténhet valahol messze, 13 milliárd fényévnyire, nem?
Mack (27:16): Persze, persze. Minden bizonnyal igaz, hogy az univerzumnak vannak olyan részei, amelyeket az univerzum tágulása gyorsabban von el tőlünk, mint a fénysebesség. És így ha a buborék az egyik távoli régióban fordul elő, akkor az a buborék nem fog eljutni hozzánk. De mivel ez amolyan véletlenszerű esemény, ahol mindenhol azonos a bomlási sebesség, ha egy buborék nagyon távol történik, akkor az ugyanolyan valószínű, hogy a közelben is megtörténik.
Strogatz: Aha. OK, jó pont.
Mack (27:40): Szerencsére tehát a jelenlegi adatainkból megbecsülhető bomlási idő körülbelül 10-100 év. Tehát ez nem olyan dolog, amiről azt gondoljuk, hogy hamarosan megtörténik. Ha úgy gondoljuk, hogy ez meg fog történni, akkor szinte biztosan nagyon-nagyon hosszú idő múlva. De mivel ez egy kvantumesemény, alapvetően megjósolhatatlan, hogy pontosan mikor fog megtörténni, ugyanúgy, ahogy azt sem tudod megjósolni, hogy egy adott atom mikor bomlik le egy radioaktív bomlási folyamat során. Csak a cucc egy részének adhatsz egyfajta felezési időt. Hasonlóképpen, az univerzummal sem állíthatjuk biztosan, hogy ez nem itt fog megtörténni, tudod, a következő öt percben. Csak annyit mondhatunk, hogy a mi megfigyelhető univerzumunkban ez nem fog megtörténni a következő 10-ben 100 vagy 10-ben 500 év erejéig.
(28:25) A másik figyelmeztetés, amelyet szem előtt kell tartani, az az, hogy ezek a számítások azon alapulnak, hogy rendkívül komolyan veszik azt, amit a részecskefizika standard modelljéről tudunk. És a részecskefizika standard modellje, amely a részecskék működésének megértését jelenti ebben az univerzumban, úgy gondoljuk, hogy hiányos. Nem tartalmazza a sötét anyagot; nem tartalmaz sötét energiát. Biztosak vagyunk benne, hogy lyukak vannak benne. És ha valóban teljesebb képünk lenne a részecskefizikáról, akkor talán egyáltalán nem szerepelne benne a vákuumbomlás lehetősége.
Strogatz: RENDBEN.
Mack (28:58): Tehát a vákuumbomlás egy olyan elképzelés, amely akkor jön létre, ha valamivel túllépünk azon, amit úgy gondolunk, hogy ez elméleteink érvényességi határa. De ez egy lenyűgöző lehetőség. Azért élvezem annyira, mint egy gondolatot, mert ez a nagyon-nagyon mély kapcsolat a legapróbb mérlegek, a nagyon-nagyon korai univerzum és az egész kozmosz pusztulása között.
Strogatz (29:21): Szép. Jobb. Úgy értem, ez nagyon…. Csak van valami alapvető ebben a mechanizmusban, ahol a fizika törvényei egy szempillantás alatt megváltoznak. De azt is, hogy micsoda kép jön rád a vákuumbuborék széléről, vagy ahogy nevezed…. Igen.
Mack: Igen.
Strogatz (29:42): A 4. elmélet, itt az ideje, hogy a 4. elmélet pályára lépjen. Ez a Big Crunch néven ismert forgatókönyv, amely minden bizonnyal erőszakosan és érdekesen hangzik. Mi, mi az a Big Crunch?
Mack (29:56): Nos, a Big Crunch egy olyan ötlet, amely valóban elég régóta létezik. Ez volt az az elképzelés, amelyet az 1960-as években a legvalószínűbbnek fogadtak el. A Big Crunch mögött az az ötlet, hogy megfigyeltük, hogy az univerzum tágul. És ott a kérdés, amit fel kell tennünk: vajon az univerzum örökké tovább fog terjedni? Vagy valamikor újra összeomlik? Tehát tudjuk, hogy az univerzum kicsi volt, forró és sűrű volt a legelején. És azóta is bővül. És ebben az egész történetben kellene némi kölcsönhatás a terjeszkedés és a gravitáció között, nem? Tehát ahogy a galaxisok a tér kiterjedése miatt eltávolodnak egymástól, a gravitáció is húzódik egymás felé. Így az anyag létezésének a világegyetemben csak le kell lassítania a tágulást azáltal, hogy minden minden máshoz vonzódik.
(30:41) Az évek során megpróbálták kitalálni, vajon nyer-e a bővítés? Vagy a gravitáció győz? És most már tudjuk, hogy a terjeszkedés nagy valószínűséggel nyer, mert látjuk, hogy a terjeszkedés valójában felgyorsul, mert a sötét energia felgyorsítja a terjeszkedést. Így nem látunk egyértelmű utat, ahol az univerzum megállhat és újra összeomolhat. De az 1960-as években még nem tudtuk, és az előzetes adatok azt sugallták, hogy több a gravitáció, mint a tágulás abban az értelemben, hogy az univerzum megáll tágul, és végül újra összeomlik.
(31:13) És azt is el kell mondanom, hogy tudod, szerintünk ez most nem a kedvenc ötlet. De mivel nem tudjuk, mi a sötét energia, nem tudjuk biztosan, hogy ez nem olyan dolog, ami megfordulhat. Tudod, tudjuk, hogy ez most terjeszkedést okoz. Nem tudjuk, hogy ez nem olyasmi, ami változhat, lehet, hogy valami dinamikus mező, ahol egy ponton a tágulás helyett tömörítést okozna.
(31:34) Tehát nem tudjuk biztosan, de szerintem ezt a forgatókönyvet tartom a legfélelmetesebbnek, bár bizonyos értelemben talán az egyik legkevésbé valószínű, mert ellentmond a jelenlegi adatoknak. Az a gondolat, hogy az univerzum elkezdhet mindent összenyomni, nagyon-nagyon felkavaró. Mert tudod, most azt látjuk, hogy a galaxisok távolodnak. Látjuk, ahogy az univerzum lehűl és kiürül. Ha az univerzum összehúzódni kezdene, akkor azt látnánk, hogy ezek a távoli galaxisok mintegy rohannak felénk. És a galaxisok folyamatosan ütköznének egymással, de távoli galaxisok jönnének felénk, és az univerzum nagyon-nagyon sűrűvé és zsúfolttá válna.
(32:12) És ami még ennél is rosszabb, az univerzum összes sugárzása is összenyomódik. Ez nem csak azt jelenti, hogy melegebb lesz, hanem azért is, mert több sugárzás van egy kisebb térben. De az összes sugárzás egyfajta magasabb energiájú sugárzássá, magasabb frekvenciájú sugárzássá keményedne. Tehát van egy folyamat, amely az univerzumban a tágulás során megy végbe, az úgynevezett vöröseltolódás, ahol a sugárzás hosszabb hullámhosszokra nyúlik. Tehát tudod, a látható fény infravörössé válik, rádióvá. Ha lenne kompresszió, akkor az univerzumban valaha megjelent összes csillag látható fénye elkezdene ultraibolya, röntgen- vagy gamma-sugárzássá tömörülni. És elkezdené az univerzumot ezen a nagyon mélyen összekovácsolni.
(32:57) És volt egy igazán lenyűgöző tanulmány Martin Rees csillagásztól, azt hiszem, 1969-ből, ahol kiszámolta, hogy ebben a Big Crunch forgatókönyvben egy bizonyos ponton az űr környezeti hőmérséklete, az űrben mindenből származó sugárzás. hogy a csillagfény összenyomva elegendő lenne ahhoz, hogy termonukleáris reakciókat váltson ki a csillagok felszínén, és a csillagokat kívülről befőzné, pusztán a tér sugárzásából. És tudod, ezen a ponton mintha semmi sem lenne túlélhető. Szóval ez egy olyan gondolat, amelyet személy szerint nagyon felháborítónak találok, az a gondolat, hogy az űr sugárzása egyszerűen megfőzhet minket, miközben az univerzum összeomlik körülöttünk.
Strogatz (33:38): Hát igen, érdekes, hogy ez az, ami a legjobban zavar, mert úgy értem, mindegyiknek megvan a maga…. Tudod, akarsz hirtelen menni? Akarsz forralni? Meg akarsz fagyni?
Mack (33:49): Igaz. Jobb. Úgy értem, egyiknek sincs jó vége, igaz? De a hőhalál miatt nagyon hosszú idő áll előtted. Szóval szép. Tudod, ez mind szelíd. Vákuumos bomlás esetén nem látod, hogy jön. Szóval akármit is, észre sem veszed.
Strogatz: RENDBEN.
Mack (34:04): Ez egyfajta nem esemény, egy tudatos lény szemszögéből. De a Big Rip és a Big Crunch is eljön, és ez elég ijesztő.
Strogatz (34:13): Hűha. Azt hiszem, most az utolsóhoz értünk, a Bounce-hoz, vagy amit gyerekkoromban emlékszem, azt Pulzáló Univerzumnak hívták. Ez ugyanaz az ötlet?
Mack (34:23) Tehát ebben az esetben néhány különböző ötletet a ciklikus univerzum vagy a pattogó univerzum egy széles kategóriájába sorolok. Az az elképzelés, hogy lényegében az univerzum kezdetét próbálja megmagyarázni… Tehát a korai univerzumnak vannak bizonyos aspektusai, amelyeket nehéz megmagyarázni jelenlegi kozmológiánkban, tudod. Hogyan sikerült úgy beállítani, ahogy volt? Miért olyan az univerzumunk, amilyen a tér alakja? Miért volt világegyetemünk entrópiája elég alacsony a múltban ahhoz, hogy az entrópia a jövőben növekedhessen a jelenlegi állapotig?
(34:54) Ezek mind a legelejére vonatkozó mély kérdések. És történt néhány kísérlet arra, hogy megválaszolja ezeket a kérdéseket: „Nos, talán a kezdet nem volt a kezdet. Talán volt valami a kezdetek előtt, ami megteremtette a feltételeket a ma létező univerzum számára.” Ezek vezetnek ezekhez a ciklikus kozmológiákhoz. Vagy egy ötlet, hogy hol volt egy korábbi univerzum, amely az ősrobbanássá fejlődött, amit mi tapasztaltunk, majd a jelenlegi univerzummá fejlődik. Vagy egyszerűen ott, ahol az univerzumok állandó körforgása van, ahol volt valami előttünk, ott lesz valami utánunk is. És ezek az ötletek némelyike magában foglal egyfajta tömörítést az új ősrobbanáshoz, mások egyfajta hőhalált, majd egy új ősrobbanást. Egyesek úgy fogalmaznak, hogy „volt egy korábbi szakasz, és ez a mi szakaszunkká fejlődik, de a jövőben semmi sem fog történni”. Tehát ezek mind olyan ötletek, amelyeket a mi univerzumunk jövőjének, vagy a miénkbe vezető korábbi univerzum végének lehetőségeiről válogatnak.
Strogatz (35:48): Ezen a ponton, azt hiszem, szeretem felvenni a… nem igazán a szkeptikus kalapomat, hanem a tudós kalapomat. Úgy tűnik, nagyon sok tudomány van abban, amit mondasz, abban, hogy összekapcsolod azzal, amit a kvantumtérelméletről vagy az általános relativitáselméletről tudunk. De mi a helyzet a megfigyelésekkel?
Mack (36:05): Igen, úgy értem, alapvetően soha nem fogjuk tudni teljes bizonyossággal válaszolni arra a kérdésre, hogy „hogyan fog véget érni az univerzum?” Mert nyilván ha megtörténik, nem vagyunk ott, hogy leírjuk a választ. De van néhány különböző módja annak, hogy megközelítsük ezt a kérdést, és alapvetően arra törekszünk, hogy extrapoláljuk azt, amit a mostani univerzumról és a múltból a jövőbe való evolúciójáról tudunk. És ez az a pont, ahol a különböző lehetőségek elágazása véget ér. Mert több különböző irány is lehet, és a jövőben is elindulhatunk, amelyek összhangban vannak az univerzum eddigi fejlődésével.
(36:37) Ami a megfigyelési dolgokat illeti, amelyeket megtanulhatunk, és amelyek többet árulnak el arról, hogy ezen utak közül melyik a valószínűbb, többféleképpen is megközelíthetjük. Az egyik az, hogy megpróbáljuk megérteni a sötét energiát. Tehát három ilyen forgatókönyv nagyon függ attól, hogy mi a sötét energia, és hogyan fog hatni. Tehát ha ki tudjuk deríteni, hogy a sötét energia valóban kozmológiai állandó? Vagy ez valami változó? És ez önmagában lehetetlen kérdés, mert a kozmológiai állandó a sötétenergia-ideák egy szélesebb osztályának egy speciális esete, ahol soha nem lehetsz 100%-ig biztos abban, hogy pontosan ebben az állapotban vagy.
(37:16) Ez egy kicsit – megfigyelésen keresztül nehéz teljes bizonyossággal ott lenni, de egyre több bizonyosságot szerezhetünk a sötét energia viselkedéséről. És talán találhatnánk egyfajta elméleti alapot a sötét energiához. Talán lesz valamilyen más módon végzett kísérleti eredmény, amely megmondja nekünk, hogy ez valóban a válasz arra, hogy mi is a sötét energia. Tehát megpróbáljuk megérteni a sötét energiát vagy kozmológiai megfigyeléseken keresztül, vagy olyan kísérleti teszteken keresztül, amelyekkel eljuthatunk a sötét energia lehetséges alapvető fizikájához. Ezek mind olyan utak, amelyeket felfedezhetünk, és megpróbálhatunk különbséget tenni a hőhalál, a Big Rip és a Big Crunch között – azok az ötletek, amelyek a terjeszkedés dinamikáján múlnak.
(37:55) Ami a vákuum-bomlást illeti, ha jobban megértjük a Higgs-mezőt és kapcsolatait más részecskékkel és más részecskefizikai mezőkkel, akkor jobb képet kapunk arról, hogy a Higgs-mező páros-e vagy sem. képes ilyen módon lebomlani. És hogy lehetséges-e a vákuum-bomlás, hogyan változik a Higgs-potenciál különböző léptékekben. Ezek mind olyan dolgok, amelyeket aktívan kutatnak olyan kísérletekkel, mint a Nagy Hadronütköztető.
(38:22) És amikor ciklikus univerzumokról beszélünk, akkor tényleg meg kell értenünk a kezdetet, nem? Ha több információt kapunk a nagyon-nagyon korai univerzumról megfigyeléseken keresztül, a korai univerzum adatok egyfajta okos elemzésén keresztül, olyan dolgok után kutatva, mint az ősi gravitációs hullámok, és hogy ez mit árulhat el arról, hogy a kozmikus infláció kezdetben megtörtént-e vagy sem , vagy a részecskeelmélet jobb megértése révén olyan dolgokon keresztül, mint például a részecskekísérletek, amelyek megmondhatják, hogy a részecskefizika standard modellje valóban érvényes-e, vagy mi más lehet ennek a hátterében, ha létezhetnének magasabb térdimenziók? Ez egy másik aspektusa ennek a kérdésnek.
(38:59) Tehát ezek mind olyan helyek, amelyeket kereshetünk, hogy megértsük, vajon a ciklikus univerzumok a helyes irány-e. És hogy volt-e valami az Ősrobbanás előtt, ami megteremtette mai univerzumunk feltételeit.
Strogatz (39:11): Úgy tűnik tehát, hogy az alapvető fizikán belüli sokféle út a legjobb megoldásunk. Beszéljünk csak a Webb-teleszkópról, mert biztos vagyok benne, hogy sokan gondolkodnak ezen, mivel különösen az, amit az utóbbi esetben említettél a ciklikus univerzummal kapcsolatban, hogy ez annyira kérdés, hogy mi történik a korai univerzumban. . És a Webb-teleszkóp elárul valamit a korai univerzumról, de azt hiszem, nem elég korán. igaz?
Mack (39:35): Igen. Tehát a Webb teleszkóp sokat elárulhat a galaxisok legkorábbi generációjáról. És ez számomra személy szerint rendkívül izgalmas, mert a sötét anyag kutatójaként a sötét anyag hatása az első galaxisokra nagyon eltérő lehet a különböző típusú sötét anyag modellekben. Tehát sok mindent megtudhatunk az alapvető fizika bizonyos vonatkozásairól, olyan dolgokról, mint a sötét anyag, lényegében a sötét energiáról, miközben nagyon távoli galaxisokat figyelünk meg. és potenciálisan csak jobb mérést kapunk az univerzum geometriájáról, ahogy egyre több ilyen galaxist kapunk. Tehát minden bizonnyal sokat megtudhatunk a galaxisokról és az univerzum nagy léptékű szerkezetéről, a JWST-től kapunk majd néhány információt az ilyen megfigyelésekből.
Mack (40:15): Ami a nagyon-nagyon korai univerzumot illeti, valójában olyan dolgok megfigyelései, mint a kozmikus mikrohullámú háttér. Tehát ez a fajta fény a nagyon korai univerzumból, ahol az univerzum még lángokban állt. De még mindig ebben a fajta forró sugárzási fázisban van, izzott a hőtől és az ősplazma sugárzásától. A mikrohullámú teleszkópokkal pedig láthatjuk ezt a ragyogást. És ez igazán fontos információkat adhat nekünk a nagyon-nagyon-nagyon korai univerzumról.
Strogatz (40:42): Mi a véleményed a világegyetem végének kutatásának területéről? Van valami ötleted, hogy hová fog eljutni a következő 10-20 évben? Csak arról van szó, hogy továbbra is kihagyjuk az alapvető fizikát, és ez lesz a legjobb reményünk arra, hogy valóban előrelépjünk?
Mack (40:58): Szerintem ez igaz. Úgy gondolom, hogy ahogy egyre többet tanulunk a kozmosz alapvető természetéről, mind a kozmosz szerkezete, mind a tér alakja, mind pedig a térnek – talán több dimenziója is – értelmében. Talán a tér és az idő valami elvontabb jelenségből fakad. Talán ki fogjuk deríteni ezt olyan dolgokon keresztül, mint a holográfia és a fekete lyukak. És van egy egész másik terület, amibe belemehetnénk, amibe most nem szeretnék túlságosan belemenni. Tudod, szóval talán megtudunk valamit a valóság alapvető struktúráiról. Talán megtudjuk, mi a sötét energia. Talán megtudjuk, mi a sötét anyag. Talán ezek a dolgok hozzájárulnak az alapvető részecskefizika megértéséhez. Talán több információt kapunk a nagyon-nagyon korai univerzumról, és megtudunk valamit arról, hogyan állították fel univerzumunk kezdeti feltételeit.
(41:45) Ezek mindegyike szuper izgalmas a maga módján, igaz? Ennek minden darabja rendkívül fontos lenne a fizika számára, ami forradalmasítaná azt, ahogyan az univerzumról gondolkodunk. Mellékhatásként pedig megtudnánk egy kicsit arról, hogyan érhet véget az univerzumunk, mi lehet a végső sorsunk. Szóval azt hiszem, nagyon kevés ember van, aki, tudod, tényleg az a fő hangsúly, hogy mi fog történni az univerzummal? Hogyan fogunk véget érni? Valójában ezek a további kérdések jutnak el a valóság alapvető természetéhez, a kozmosz fejlődéséhez, a kozmosz eredetéhez. És ezek mind hozzájárulnak ezekhez a nagy kérdésekhez, hogy hová megyünk? Mi lesz ezután?
Strogatz (42:27): Csodálatos. Nos, beszélgettünk Katie Mack elméleti kozmológussal, a könyv szerzőjével Mindennek vége (asztrofikusan szólva). Nagyon köszönjük, hogy ma csatlakozott hozzánk. Katie,
Mack (42:38): Köszönöm, hogy vagytok. Ez egy igazán szórakoztató beszélgetés volt.
Bemondó (42: 40)
Quanta Magazine egy szerkesztőileg független online kiadvány, amelyet a Simons Foundation támogat, hogy a közvélemény jobban megértse a tudományt.
Strogatz (42: 57): A miért öröme egy podcast tőle Quanta Magazine, a Simons Alapítvány által támogatott, szerkesztőileg független kiadvány. A Simons Alapítvány finanszírozási döntései nincsenek hatással a témák kiválasztására, a vendégekre vagy más szerkesztői döntésekre ebben a podcastban vagy a Quanta Magazine. A miért öröme producere Susan Valot és Polly Stryker. Szerkesztőink John Rennie és Thomas Lin, Matt Carlstrom, Annie Melchor és Allison Parshall támogatásával. Főcímzenéinket Richie Johnson szerezte. Külön köszönet Bert Odom-Reednek a Cornell sugárzó stúdióban. A logónkat Jaki King készítette. Én vagyok a házigazdád, Steve Strogatz. Ha bármilyen kérdése vagy észrevétele van velünk kapcsolatban, kérjük, írjon nekünk a címre Köszönöm, hogy meghallgattak.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://www.quantamagazine.org/how-will-the-universe-end-20230222/
- 10
- 100
- 11
- 200 milliárd
- 2020
- 28
- 39
- a
- Képes
- Rólunk
- erről
- A Quantumról
- KIVONAT
- gyorsuló
- hozzáférhető
- át
- törvény
- aktívan
- tulajdonképpen
- Után
- ellen
- Minden termék
- lehetővé teszi, hogy
- kizárólag
- már
- mindig
- Környező
- összeg
- elemzés
- és a
- Másik
- válasz
- válaszok
- bárki
- külön
- app
- Apple
- megközelítés
- érv
- érvek
- körül
- megjelenés
- szempontok
- társult
- atom
- Kísérletek
- figyelem
- vonzott
- Augusztus
- szerző
- vissza
- háttér
- Rossz
- alapján
- alap
- mert
- válik
- válik
- előtt
- Kezdet
- mögött
- hogy
- Hisz
- BEST
- Jobb
- között
- Túl
- Nagy
- Big Bang
- nagyobb
- Legnagyobb
- Billió
- kötés
- Bit
- Fekete
- Black Hole
- fekete lyukak
- könyv
- Ugrál
- Köteles
- Agy
- szünet
- Törés
- szünetek
- Fényes
- hoz
- Bringing
- Bring
- széles
- rádióadás
- tágabb
- buborék
- bogarak
- épít
- Épület
- épít
- épült
- Csokor
- éget
- számít
- számított
- kiszámítása
- számítások
- hívás
- hívott
- Kaphat
- Kanada
- nem tud
- képes
- visz
- Folytasd
- autók
- vízesések
- eset
- Kategória
- Okoz
- okozó
- bizonyos
- biztosan
- bizonyosság
- lánc
- Szék
- változik
- Változások
- változó
- Fejezet
- gyermek
- Város
- osztály
- világos
- közel
- Fürt
- Kávé
- Összeomlás
- gyűjtemény
- kombináció
- hogyan
- érkező
- Hozzászólások
- közlés
- teljes
- áll
- sűrített
- koncepció
- Körülmények
- zavaros
- Csatlakozó
- kapcsolat
- kapcsolatok
- összeköt
- öntudatos
- Öntudat
- megfontolások
- figyelembe vett
- következetes
- állandó
- kontextus
- folytatódik
- tovább
- folyamatos
- szerződés
- Beszélgetés
- beszélgetések
- főtt
- Hűvös
- Kozmológia
- Világegyetem
- tudott
- Pár
- teremt
- készítette
- létrehozása
- teremtés
- összeroppant
- Csésze
- kíváncsiság
- Jelenlegi
- sötét
- Sötét anyag
- dátum
- nap
- üzlet
- Halál
- határozatok
- leírt
- részletek
- DID
- az
- különböző
- méretek
- közvetlen
- irány
- közvetlenül
- felfedezett
- felfedezés
- megbeszélések
- különbséget tesz
- terjesztés
- Nem
- Ennek
- ne
- Által
- le-
- drámaian
- húz
- alatt
- Haldokló
- dinamika
- minden
- Korai
- Korai Univerzum
- föld
- él
- Szerkesztőségi
- hatás
- bármelyik
- villamos energia
- elektronok
- energia
- élvez
- elég
- Egész
- teljesen
- teljességét
- környezetek
- egyenletek
- különösen
- lényegében
- becslés
- Még
- esemény
- végül is
- EVER
- Minden
- mindennapi
- minden
- bizonyíték
- evolúció
- fejlődik
- alakult ki
- fejlődik
- pontosan
- példa
- izgatott
- izgalmas
- létező
- létezik
- Bontsa
- bővülő
- kitágul
- terjeszkedés
- tapasztalat
- tapasztalt
- Magyarázza
- felrobban
- feltárása
- terjed
- kiterjedő
- kiterjesztés
- rendkívüli módon
- szem
- halványul
- Esik
- Vízesés
- elbűvölő
- GYORS
- gyorsabb
- Kedvenc
- kevés
- mező
- Fields
- Ábra
- Találjon
- végén
- természet
- vezetéknév
- első
- Emelet
- ingadozások
- Összpontosít
- Kényszer
- erők
- örökké
- forma
- formátum
- szerencsére
- Alapítvány
- Fagy
- Frekvencia
- súrlódás
- ból ből
- teljesen
- móka
- alapvető
- alapvetően
- finanszírozás
- Továbbá
- jövő
- Galaxies
- galaktika
- GAS
- általános
- generáció
- kedves
- kap
- szerzés
- Ad
- Go
- Célok
- Jó
- Goes
- megy
- jó
- megragad
- gravitációs
- Gravitációs hullámok
- gravitációs
- Nő
- vendég
- fél
- kéz
- történik
- történt
- Esemény
- megtörténik
- boldog
- Kemény
- kalap
- tekintettel
- hall
- hallott
- hallás
- hős
- itt
- <p></p>
- Zsanér
- tanácsok
- történelem
- Találat
- tart
- Lyuk
- Holes
- holográfia
- remény
- vendéglátó
- FORRÓ
- Hogyan
- HTTPS
- hatalmas
- hidrogén
- BETEG
- ötlet
- ötletek
- azonosított
- azonnali
- azonnal
- Hatás
- fontos
- lehetetlen
- in
- Más
- tartalmaz
- Beleértve
- Növeli
- növekvő
- független
- Végtelen
- infláció
- befolyás
- információ
- kezdetben
- helyette
- Intézet
- Intelligens
- kölcsönható
- kölcsönhatások
- kamat
- érdekes
- vonja
- izolált
- kérdések
- IT
- maga
- János
- Johnson
- csatlakozott
- csatlakozik hozzánk
- Tart
- Kedves
- király
- Ismer
- ismert
- nagy
- nagyarányú
- nagyobb
- legnagyobb
- keresztnév
- Törvény
- törvények
- vezet
- vezető
- vezetékek
- TANUL
- tanult
- Szabadság
- Maradék
- Hossz
- élet
- élettartam
- élettartam
- fény
- Valószínű
- LIMIT
- Korlátozott
- LINK
- linkek
- Kihallgatás
- irodalom
- kis
- él
- élő
- logo
- Hosszú
- hosszú idő
- hosszabb
- néz
- keres
- veszít
- Sok
- Elő/Utó
- gép
- gép
- Mágnesesség
- Fő
- csinál
- KÉSZÍT
- Gyártás
- férfi
- kezelése
- Márton
- Tömeg
- tömegek
- tömeges
- matematikai
- Anyag
- maximális
- jelenti
- eszközök
- mérések
- mechanikai
- mechanika
- mechanizmus
- említett
- metastabil
- Középső
- esetleg
- bánja
- észbontó
- Perc
- modell
- modellek
- pillanat
- Hold
- Moons
- több
- a legtöbb
- mozgás
- mozog
- mozog
- film
- mozgó
- zene
- név
- Természetes
- Természet
- szükségszerűen
- Szükség
- Új
- következő
- nukleáris
- szám
- objektumok
- megfigyelni
- történt
- Régi
- ONE
- online
- ellentétes
- érdekében
- Más
- Egyéb
- kívül
- átfogó
- saját
- Papír
- papírok
- rész
- különös
- alkatrészek
- múlt
- fizet
- Emberek (People)
- Örökös
- személyes
- Személyesen
- perspektíva
- fantom
- fázis
- jelenség
- fizikailag
- Fizika
- válogatott
- kép
- darab
- Helyek
- bolygó
- Bolygók
- Vérplazma
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- kérem
- podcast
- podcasting
- pont
- Nézőpont
- lehetőségek
- lehetőség
- lehetséges
- potenciális
- potenciálisan
- hatalom
- erős
- előre
- szép
- előző
- valószínűleg
- Probléma
- folyamat
- gyárt
- Készült
- szakmai
- professzionális munka
- Haladás
- ingatlanait
- ingatlan
- védett
- nyilvános
- A megjelenés
- közzétett
- vontatás
- tesz
- Quantamagazine
- Kvantum
- Kvantummechanika
- kvarkok
- kérdés
- Kérdések
- gyorsan
- rádió
- véletlen
- Arány
- RAY
- el
- reakció
- reakciók
- Olvasás
- igazi
- Valóság
- ok
- miatt
- ismétlődés
- vidék
- régiók
- kapcsolat
- maradványok
- eszébe jut
- kutatás
- kutató
- válasz
- REST
- eredményez
- forradalmasítani
- szakadt
- Rippek
- Szoba
- Szabály
- szabályok
- futás
- Mondott
- azonos
- azt mondja,
- Skála
- Mérleg
- forgatókönyv
- forgatókönyvek
- Iskola
- Tudomány
- Tudós
- tudósok
- Második
- látás
- Úgy tűnt
- Úgy tűnik,
- kiválasztás
- értelemben
- Sorozat
- készlet
- telepedett
- számos
- Alak
- váltás
- üzletek
- kellene
- előadás
- mutatott
- oldal
- Jel
- Hasonlóképpen
- egyszerűsítése
- egyszerűen
- óta
- egyetlen
- helyzet
- A szkeptikusok
- lassú
- Lassan
- kicsi
- kisebb
- So
- eddig
- néhány
- majd egyszer
- Valaki
- valami
- valahol
- hang
- hangzott
- Hely
- Tér és Idő
- beszélő
- speciális
- különleges
- kifejezetten
- sebesség
- Spotify
- terjedése
- Színpad
- standard
- Csillag
- kezdet
- kezdődött
- kezdődik
- Állami
- Államok
- Lépés
- István
- Steve
- Még mindig
- megáll
- Történet
- utca
- erős
- erősebb
- struktúra
- tanulmányok
- stúdiók
- Tanulmány
- hirtelen
- nap
- szuper
- támogatás
- Támogatott
- felületi
- Susan
- kapcsoló
- táblázat
- Vesz
- tart
- bevétel
- Beszél
- beszéd
- Műszaki
- távcső
- távcső
- megmondja
- feltételek
- tesztek
- Kösz
- A
- Az állam
- azok
- téma
- maguk
- elméleti
- Ott.
- dolog
- dolgok
- Gondolkodás
- Azt hiszi
- gondoltam
- három
- Keresztül
- egész
- Bekötött
- idő
- időkeret
- alkalommal
- nak nek
- Ma
- együtt
- is
- felső
- téma
- Témakörök
- toronto
- felé
- utazás
- kezelésére
- borzasztóan
- Trillió
- igaz
- FORDULAT
- végső
- Végül
- Bizonytalanság
- alatt
- mögöttes
- megért
- megértés
- Világegyetem
- kiszámíthatatlan
- us
- használ
- rendszerint
- Vákuum
- érték
- Értékek
- életképes
- Megnézem
- látható
- várjon
- gyalogos
- kívánatos
- figyelmeztetés
- Hulladék
- hullámok
- módon
- webp
- Mit
- Mi
- vajon
- ami
- míg
- WHO
- egész
- Vadon
- lesz
- nyer
- belül
- nélkül
- csodálatos
- szó
- Munka
- művek
- világ
- lenne
- ír
- írás
- röntgen
- év
- te
- A te
- zephyrnet