Pengantar
Alam semesta kita memiliki permulaan. Dan suatu hari nanti, itu akan berakhir juga - tapi yang mana? Saat kosmos mengembang dan bintang serta galaksi menjadi redup, akankah semuanya perlahan menjadi lebih dingin dan lebih terisolasi? Mungkinkah energi gelap yang mempercepat perluasan alam semesta pada akhirnya mengoyak ruangwaktu? Mungkinkah dunia kita dan seluruh alam semesta suatu hari akan musnah begitu saja tanpa peringatan? Di episode ini, Steven Strogatz membahas grand final terakhir dengan Katie Mack, seorang ahli kosmologi teoretis di Perimeter Institute for Theoretical Physics di Waterloo, Kanada. Mack juga penulis Akhir dari Segalanya (Berbicara secara astrofisika), diterbitkan pada Agustus 2020, di mana dia menjelaskan lima skenario yang telah diidentifikasi oleh para ilmuwan bagaimana alam semesta akan berakhir.
Dengarkan Podcast Apple, Spotify, Google Podcast, Mesin penjahit, TuneIn atau aplikasi podcasting favorit Anda, atau Anda bisa streaming dari Quanta.
Salinan
Steven Strogatz (00:03): Saya Steve Strogatz, dan ini Kegembiraan Mengapa, podcast dari Majalah Quanta yang membawa Anda ke beberapa pertanyaan terbesar yang belum terjawab dalam matematika dan sains saat ini. Di episode ini, kita akan bertanya, bagaimana semuanya akan berakhir?
(00:18) Bayangkan suatu hari Anda sedang berjalan-jalan di kota. Anda masuk dan keluar dari pejalan kaki lain yang berjalan di trotoar. Anda mendengar klakson mobil, percakapan pelan terdengar dari kedai kopi terdekat. Ini adalah dunia kita sehari-hari seperti yang kita kenal. Tetapi apa yang terjadi jika suatu hari dunia itu meledak begitu saja dan tidak ada lagi? Bagaimana jadinya jika semuanya tiba-tiba berakhir? Kita tahu bahwa bintang, termasuk matahari kita sendiri, memiliki umur yang terbatas. Mereka akan terbakar suatu hari nanti, bahkan jika itu tidak terjadi dalam hidup kita. Tapi bagaimana dengan galaksi kita? Atau seluruh alam semesta? Akan seperti apa akhir dari segalanya? Dan bagaimana itu bisa terjadi?
(01:00) Ini bukan pembuatan film superhero. Ini adalah jenis fisika teoretis yang sering dipikirkan Dr. Katie Mack. Dr. Mack adalah ahli kosmologi teoretis di Perimeter Institute for Theoretical Physics di Waterloo, Kanada, sekitar satu jam di luar Toronto. Dia adalah Ketua Stephen Hawking di Riset Komunikasi Kosmologi dan Sains, di mana salah satu tujuannya adalah membuat fisika lebih mudah diakses oleh publik. Dr. Mack juga adalah penulis buku yang diterima dengan baik, Akhir dari Segalanya (Berbicara secara astrofisika), diterbitkan pada Agustus 2020. Ini merinci lima teori utama tentang bagaimana menurut para ilmuwan alam semesta akan berakhir. Katie, terima kasih telah bergabung dengan kami hari ini.
Katie Mack (01:47): Terima kasih banyak telah menerima saya.
Strogatz (01:48): Sungguh suguhan yang nyata bagi kami. Dapatkah saya memulai dengan pertanyaan pribadi? Apa yang membuat Anda tertarik pada topik ini โ memikirkan tentang akhir alam semesta? Kenapa, kenapa itu menarikmu?
Mack (01:56): Anda tahu, menurut saya itu hanya bagian dari keingintahuan umum saya tentang kosmos. Saya tumbuh dengan banyak berpikir tentang permulaan alam semesta, tentang Big Bang. Anda tahu, semua pertanyaan besar tentang dari mana kita berasal. Dan pada titik tertentu, melalui studi saya dalam kosmologi, saya terus menghadapi pertanyaan akhir ini. Jadi saya ingat pernah membaca tentang Big Rip โ salah satu kemungkinan di mana alam semesta terkoyak dengan sendirinya โ ketika saya masih di sekolah pascasarjana, dan hanya terpesona oleh konsep bahwa alam semesta dapat berakhir dengan cara yang sangat kejam ini. Dan kemudian, saat saya melanjutkan penelitian dalam kosmologi, saya menemukan peluruhan vakum โ Anda tahu, akhir alam semesta yang tiba-tiba semacam ini โ dan saya terpesona oleh konsep bahwa alam semesta dapat menghilang dari keberadaannya tanpa alasan yang jelas .
(02:46) Dan semua topik ini terus muncul dalam bacaan yang saya lakukan dalam pekerjaan profesional saya. Dan saya hanya ingin menjelajahinya lagi. Dan saya ingin menceritakan kisah ini yang menurut saya jarang diceritakan dalam wacana publik tentang kosmologi. Ada banyak pembicaraan tentang awal, tentang Big Bang, tetapi sangat sedikit tentang akhirnya.
(03:05) Dan saya pikir itu, itu hanya sesuatu yang selalu menarik bagi saya setiap kali saya menjumpainya. Hanya melihat diskusi seputar bagaimana evolusi akhir alam semesta kita dapat diselesaikan dan apa yang dikatakan tentang apa yang terjadi sekarang. Tentang struktur kosmos, tentang format keseluruhan keberadaan. Itu pertanyaan yang menarik bagi saya.
Strogatz (03:27): Ya, maksud saya, ini โ menurut saya cukup wajar untuk bertanya-tanya. Saya pikir sebagian besar dari kita yang memiliki minat pada sains atau hanya pertanyaan besar tentang kehidupan bertanya-tanya tentangnya.
(03:38) Ini salah satu yang menurut saya sebaiknya kita mulai: kematian panas, skenario yang kita sebut kematian panas alam semesta, yang sudah ada sejak lama. Beri tahu kami tentang yang itu, karena saya mengerti bahwa menurut Anda itu yang paling mungkin.
Mack (03:50): Ya, jadi kematian akibat panas dianggap paling diterima dalam fisika. Kadang-kadang disebut Big Freeze, bahasa sehari-hari. Gagasan di balik kematian akibat panas adalah, kita tahu alam semesta mengembang, dan kita tahu perluasannya semakin cepat. Jadi galaksi-galaksi yang ada di alam semesta yang jauh, semakin menjauh dari kita. Mereka semakin menjauh satu sama lain. Dan ekspansi ini terus berlanjut, dan semakin cepat dari waktu ke waktu. Kami tidak tahu mengapa ini semakin cepat - saya hanya akan menunjukkannya. Saat ini, [dianggap] karena sesuatu yang kita sebut energi gelap. Kita tidak tahu apa itu energi gelap, tapi itu adalah sesuatu membuat alam semesta mengembang lebih cepat.
(04:23) Gagasan kami tentang energi gelap mencakup kemungkinan bahwa energi gelap hanyalah semacam properti alam semesta yang disebut konstanta kosmologis, di mana setiap ruang kecil memiliki semacam kelenturan yang dibangun di dalamnya. Dan ketika kita memiliki lebih banyak ruang, ketika alam semesta mengembang, kita juga memiliki lebih banyak kelenturan, karena kita memiliki lebih banyak energi gelap itu, lebih banyak konstanta kosmologis itu. Jadi alam semesta terus mengembang dan mengembang dan mengembang.
(04:48) Dan jika itu masalahnya, jika itu benar-benar yang akan terjadi, maka yang Anda dapatkan adalah, Anda mendapatkan setiap galaksi atau setiap gugus galaksi semakin terisolasi dari yang lain, dan alam semesta semakin terisolasi dan semakin kosong, semakin menyebar, semakin dingin dari waktu ke waktu. Karena, Anda tahu, kita tahu bahwa pada awalnya alam semesta sangat panas dan padat. Itu telah berkembang sejak saat itu. Mendingin, semakin menyebar. Jadi itu terus berlanjut tanpa batas. Dan saat itu terjadi, jika Anda berada di galaksi yang tiba-tiba terisolasi karena semua galaksi lain begitu jauh, maka tidak ada interaksi, tidak ada galaksi yang masuk dan membawa gas baru untuk membentuk bintang baru. Anda sebagai galaksi membakar semua bintang yang Anda miliki. Anda membakar semua hidrogen, sehingga Anda tidak dapat membuat bintang baru. Bintang-bintang mati dan terbakar dan menjadi gelap.
(05:36) Ada banyak lubang hitam. Akhirnya, jika Anda membiarkan lubang hitam cukup lama, ia akan memancarkan energinya โ lubang hitam menguap, semuanya meluruh menjadi energi yang tidak teratur ini. Jadi semua yang ada di galaksi ini terpancar. Masalahnya membusuk dan berantakan. Dan Anda hanya akan memiliki energi yang tidak teratur ini, semacam limbah panas, jika Anda pikirkan seperti itu, dari semua hal yang ada.
(06:01) Dan ketika Anda mencapai tahap di mana semuanya membusuk, Anda mencapai apa yang disebut entropi maksimum. Jadi hukum termodinamika kedua memberi tahu kita bahwa entropi atau ketidakteraturan meningkat di masa depan. Dan Anda tahu, [untuk] alasan yang sama Anda tidak dapat memiliki mesin gerak abadi, karena jika Anda mencoba dan membuat sesuatu berputar selamanya, itu akan rusak, itu akan kehilangan energi karena gesekan dan panas, dan itu ' akan berantakan. Demikian pula, di alam semesta, segala sesuatu meluruh menjadi limbah panas itu. Dan itulah mengapa disebut kematian panas. Itu karena Anda memiliki segalanya untuk membusuk menjadi energi yang tidak teratur, dan Anda mencapai keadaan entropi maksimum ini di mana tidak ada lagi kekacauan yang dapat terjadi, di mana semuanya menjadi tidak berarti sama sekali. Pada dasarnya, ini sepenuhnya tanpa struktur.
(06:49) Itulah kematian panas terakhir alam semesta. Dan orang-orang menganggapnya sebagai cara yang menyedihkan untuk pergi, karena Anda berakhir dengan segalanya sangat dingin dan gelap dan kosong dan terisolasi, dan membusuk selamanya.
Strogatz (07:03): Saya mengerti mengapa Anda memberinya nama Big Freeze, karena kematian akibat panas membuatnya terdengar seperti akan menjadi panas. Sedangkan jika saya mendengar Anda dengan benar, ini akan menjadi agak hangat atau lebih buruk.
Mack (07:11): Tepat sekali. Ya. Dan dalam hal ini, "panas" adalah semacam pengertian teknis, fisika dari kata di mana semacam ini membuang panas dari semua ciptaan.
(07:19) Tapi sisi baiknya adalah butuh waktu sangat lama untuk mewujudkannya. Jadi tidak akan sampai sekitar 100 miliar tahun dari sekarang sampai kita tidak dapat melihat galaksi lain, karena mereka terlalu jauh dan bergerak terlalu cepat. Jadi Anda tahu, dan bahwa beberapa bintang paling kecil di galaksi kita berpotensi bertahan satu triliun tahun atau lebih. Jadi kita punya waktu sebelum menjadi dingin dan gelap dan kosong di alam semesta kita, jika kita pergi ke sana.
Strogatz (07:41): Kekosongan adalah aspek lain yang menarik dari ini, karena ruang yang membentang. Itu tidak hanya benar-benar hambar, homogen, dan tidak teratur, tetapi juga sangat sepi. Seperti semuanya begitu tersebar terpisah dari yang lainnya.
Mack (07:56): Benar. Dan aspek yang sangat menarik dari itu adalah Anda akan sampai pada titik tertentu di mana kita tidak akan memiliki bukti bahwa galaksi lain bahkan ada. Tidak akan ada bukti pengamatan langsung bahwa Big Bang terjadi, karena kita tidak akan dapat melihat alam semesta yang mengembang itu. Dan kita tidak akan bisa berkata, "Ya, jika alam semesta semakin besar sekarang, pasti lebih kecil di masa lalu." Kita tidak akan dapat melihat jenis cahaya sisa dari Big Bang, latar belakang gelombang mikro kosmik, yang memungkinkan kita mempelajari alam semesta yang sangat awal. Ini bukan hanya alam semesta yang dingin dan gelap dan kosong, itu akan menjadi alam semesta di mana sangat sedikit yang bisa dipelajari, karena kita tidak akan dapat melihat hal-hal di luar lingkungan terdekat kita.
Strogatz (08:34): Saya kira kalau-kalau ada yang bingung - saya rasa tidak ada orang - referensi untuk "kami", Anda tidak bermaksud begitu, bukan? Kami tidak di sini, kami tidak ada untuk melihat apa pun pada saat itu. Kami hancur juga.
Mack (08:45): Kami sudah lama pergi. Maksud saya, matahari pada suatu saat akan menjadi sangat terang sehingga akan mendidihkan lautan bumi. Dan itu hanya akan memakan waktu sekitar satu miliar tahun. Jadi kita memiliki, Anda tahu, antara setengah miliar dan satu miliar tahun sebelum Bumi benar-benar tidak dapat dihuni. Jadi, ya, ini sudah lama lewat. Apa pun yang terjadi setelah kita, atau jika kita berhasil menciptakan mesin kecil cerdas yang dapat menjalankan kesadaran kita atau, atau jika kita menyebar ke bintang-bintang dan Anda tahu, tinggal di tempat lain dan memanfaatkan sedikit energi yang tersisa di sini. bintang sekarat. Pada titik tertentu, Anda tahu, akan ada, kita akan kehabisan hal yang harus dilakukan karena tidak akan ada cukup energi yang terkonsentrasi dengan cara yang benar untuk menggunakannya.
Strogatz (09:26): Anggap saja kita percaya itu ruang dan waktu terkuantisasi seperti, ala gravitasi kuantum menjadi benda-benda pada skala panjang Planck. Jika hanya ada sejumlah bidang ruang dan waktu yang terbatas, jumlah yang besar tetapi jumlah yang terbatas, bahkan di bawah skenario kematian karena panas, bukankah akan ada perulangan di mana setiap negara bagian pada akhirnya akan โ maksud saya, dalam rentang waktu yang sangat, sangat lama โ kembali? Itu tidak akan menjadi akhir, bahkan setelah kematian akibat panas.
Mack (09:54): Saya berbicara tentang ini di buku di bab kematian panas, gagasan tentang pengulangan yang kekal. Ya, jadi ada satu cara untuk melihat kematian panas di mana Anda berada dalam keadaan kematian panas abadi di mana entropi dimaksimalkan. Tetapi bahkan dalam keadaan entropi maksimum, Anda dapat memiliki fluktuasi acak di mana sesuatu dapat bersatu. Dan ada kalkulasi menarik di mana Anda bisa menghitung, berdasarkan alam semesta tak beraturan yang sepenuhnya homogen, berapa lama waktu yang dibutuhkan, sebuah grand piano secara acak menyusun dirinya sendiri di tengah alam semesta, tepat di tengah kehampaan.
(10:29): Dan itu angka yang sangat, sangat besar, bukan? Tetapi jika Anda memiliki keadaan yang benar-benar kekal ini, maka itu akan terjadi. Itu akan terjadi berkali-kali tanpa batas pada beberapa skala waktu yang berulang. Dan Anda dapat mengembangkannya dan berkata, jika sebuah grand piano dapat menyusun dirinya sendiri, demikian pula Bumi, begitu pula galaksi, demikian pula keseluruhan keadaan apa pun yang pernah ada di alam semesta. Jadi ketika Anda sampai pada titik itu, Anda dapat mengatakan, saat ini, saat ini, distribusi spesifik atom dan molekul di alam semesta saat ini, pada titik ini, pasti memungkinkan hal itu terjadi lagi โ dengan sangat , skala waktu yang sangat panjang, tetapi hal ini harus memungkinkan untuk terulang kembali. Dan kemudian alam semesta akan berevolusi menuju kematian lagi, dari titik ini.
(11:13) Jadi Anda sampai pada gagasan di mana setiap momen yang pernah terjadi dalam sejarah alam semesta dapat terjadi lagi, berkali-kali tak terhingga. Dan itu adalah konsep yang benar-benar membengkokkan pikiran. Sekarang, ada argumen tentang ini dalam literatur, apakah ini perhitungan yang masuk akal untuk dilakukan atau tidak. Tapi itu membawa kembali - ada skenario mimpi buruk yang ditulis Nietzsche yang didasarkan pada ide ini. Bahwa Anda, Anda menjalani momen yang sama berulang kali selamanya. Dan bukankah itu mengerikan? Dan, Anda tahu, mungkin secara fisik itu mungkin, mungkin itu adalah hal yang bisa terjadi. Jenis literatur bolak-balik tentang apakah Anda harus memikirkan hal ini atau tidak dengan cara ini. Tapi itu menarik. Dan itu juga berhubungan dengan kemungkinan bahwa, mari โ. Jika sebuah, jika grand piano dapat menyusun dirinya sendiri di alam semesta, maka dapatkah satu otak yang mengira telah mengalami keseluruhan kosmos? Ini disebut hipotesis otak Boltzmann.
Strogatz: Oh, saya pernah mendengarnya. Saya tidak tahu apa itu. OK keren.
Mack (12:12): Jadi mungkin alih-alih semua yang ada, ada otak yang saat ini mengira sedang melakukan percakapan ini dan telah menjalani seluruh kehidupan di alam semesta berusia 13.8 miliar tahun. Dan kemudian pada titik tertentu, otak itu akan menghilang lagi, karena itu adalah kumpulan partikel acak di alam semesta kematian pasca-panas yang kosong.
Strogatz: OKEโฆ
Mack (12:33): Jadi Anda juga bisa melakukan perhitungan itu. Dan jika Anda melakukan kalkulasi itu dengan cara tertentu, Anda menemukan bahwa kemungkinannya jauh lebih besar daripada keberadaan alam semesta sama sekali.
Strogatz: Uh huh.
Mack (12:42): Jauh lebih mungkin untuk menghasilkan satu otak yang berpikir itu ada di alam semesta daripada menghasilkan, Anda tahu, Big Bang baru dan kemudian kosmos yang sebenarnya. Tetapi sekali lagi, ada berbagai cara menghitungnya di mana Anda mendapatkan jawaban yang berbeda. Jadi itu pertanyaan lain, apakah masuk akal untuk melakukan perhitungan ini? Dan jika Anda melakukan kalkulasi ini, Anda menemukan bahwa kita lebih mungkin menjadi pikiran acak di otak acak, yang ada di kehampaan. Itu tidak memberi tahu Anda, itu adalah skenario yang mungkin dari alam semesta, itu memberi tahu Anda bahwa perhitungan ini tidak berguna, dan tidak benar-benar masuk akal dalam konteks kosmos, dan sesuatu tentang asumsi kita pasti salah. Tetapi bagaimana Anda menangani kemungkinan alam semesta tak terbatas di mana segala sesuatu dapat terjadi dalam jumlah tak terbatas adalah pertanyaan yang sangat menarik dalam kosmologi ketika Anda sampai pada rentang waktu yang sangat, sangat besar ini.
Strogatz (13:36): Baiklah, terima kasih telah memanjakan saya untuk itu. OKE. Tapi saya ingin memastikan kita masuk ke beberapa yang lain ini.
Itu adalah Skenario #1, kematian akibat panas, Big Freeze, dan catatan kaki yang bagus tentang kekambuhan abadi di alam liar โ saya tidak ingin mengatakan paradoks, tapi, tapi jenis pertimbangan yang benar-benar meregangkan pikiran yang dibawanya ke atas. Oke kita lanjut ke no 2 Apa Rip Besarnya?
Mack (13:58): Jadi Big Rip adalah ide yang kembali ke pertanyaan tentang energi gelap ini. Kita tidak tahu apa yang membuat alam semesta mengembang lebih cepat. Kami menyebutnya energi "gelap" karena kami tidak tahu apa itu. Tapi ada sesuatu yang mempercepat perluasan alam semesta. Sekarang, jika itu hanya sebuah konstanta kosmologis, jika itu hanya properti dari kosmos, maka kita tahu bagaimana kelanjutannya. Anda tahu, itu membawa kita ke kematian panas, di mana semua galaksi diisolasi secara maksimal, dan kemudian memudar.
(14:23): Tapi ada kemungkinan hipotetis lain untuk energi gelap. Ada beberapa di mana alih-alih hanya menjadi latar konstan di kosmos, itu adalah sesuatu yang dinamis. Itu adalah sesuatu yang bisa berubah seiring waktu. Dan khususnya, Anda dapat menuliskan persamaan untuk sesuatu yang semakin kuat dari waktu ke waktu. Dimanapun ini adalah jenis kelenturan yang dibangun ke dalam kosmos, itu adalah medan dinamis, medan energi, dan semakin kuat dari waktu ke waktu. Dan agar ia mulai meregangkan alam semesta semakin cepat. Tidak hanya menyebabkan akselerasi tetapi membangun di dalam objek.
(14:57) Jadi satu hal tentang konstanta kosmologis. Jika konstanta kosmologis ada, densitasnya konstan di alam semesta. Artinya adalah jika Anda menggambar bola di sekitar wilayah tertentu, ada sejumlah konstanta kosmologis tertentu di bola itu. Dan bahkan saat alam semesta mengembang, masih ada jumlah yang sama di bidang itu, bukan? Konstanta kosmologis tetap sama. Di alam semesta dengan apa yang kita sebut energi gelap "hantu", jumlah energi gelap di dalam bola itu akan meningkat seiring waktu. Jika Anda memiliki galaksi yang hidup di bola itu, misalnya, dan galaksi itu terikat secara gravitasi dan segala sesuatunya disatukan oleh gravitasi, di alam semesta konstan kosmologis, tidak apa-apa. Orbit tidak berubah. Galaksi tetap seperti apa adanya. Di alam semesta dengan energi gelap hantu, jumlah kelenturan di dalam bola itu meningkat. Energi gelap menumpuk dan dapat memisahkan galaksi. Itu bisa menarik bintang menjauh dari galaksi, itu bisa menarik planet menjauh dari bintang, dan itu hanya akan menumpuk dan menumpuk di dalam objek.
(15:55) Jadi alih-alih situasi di mana semua energi gelap hanya memindahkan benda-benda yang jauh dari satu sama lain, hanya menciptakan lebih banyak ruang kosong, itu sebenarnya akan meregangkan benda-benda dari dalam. Saya sering memberi tahu orang-orang, seperti, โOh, Anda tahu, alam semesta mengembang, yang terjadi adalah galaksi-galaksi yang jauh semakin menjauh. Tapi ruangan ini tidak berkembang.โ Di alam semesta dengan energi gelap hantu, ruangan ini pada akhirnya akan mengembang.
Strogatz: Saya melihat.
Mack (16:19): Jadi yang akan dilakukannya adalah, itu akan dimulai dengan membangun dalam skala yang sangat besar. Jadi itu akan memisahkan gugus galaksi lama. Itu akan menarik bintang-bintang dari tepi galaksi. Tapi itu akan menjadi semakin kuat, sehingga akan mulai menarik planet menjauh dari bintang, mulai menjauhkan bulan dari planet dan menumpuk di dalam planet dan akhirnya meledakkan planet itu sendiri. Dan kemudian menjadi semakin kuat saat semakin jauh ke bawah dan Anda akhirnya merobek molekul, mengoyak atom, dan akhirnya mengoyak alam semesta itu sendiri.
Strogatz (16:50): Jadi benarkah di bawah gambar yang Anda gambarkan ini, seolah-olah itu menurun melalui skala panjang dari yang terbesar ke yang terkecil. Ini akan pergi dalam urutan itu?
Mack (17:00): Nah, apa itu, semakin kuat. Jadi itu melepaskan ikatan yang paling lemah terlebih dahulu, hal terbesar terikat paling lemah. Dan saat Anda mencapai skala yang semakin kecil, Anda mulai menyukai pengikatan atom, pengikatan nuklir. Jadi hanya ikatan yang lebih kuat.
Strogatz: Jadi begitu. Jadi begitu.
Mack: Ini semacam membangun dalam arti itu.
Strogatz (17:18): Wow, itu menarik, hal-hal mulai tercabik-cabik dari dalam, bukan hanyaโฆ Seperti, saya telah membayangkan dengan, kematian akibat panas dan skenario konstanta kosmologis, hampir seperti saat kita membicarakannya bagaimana alam semesta mengembang, dan orang-orang berkata, "Nah, mengembang menjadi apa?" Dan kemudian seseorang berkata, "Tidak, gambar titik-titik lukisan di permukaan balon karet yang melar," Anda tahu, atau semacamnya. Ini semacam konstanta kosmologis. Kedengarannya seperti titik-titik pada balon semakin menjauh. Itu adalah, katakanlah, galaksi-galaksi semakin jauh terpisah. Apakah ada gambar yang menggantikan balon untuk Big Rip? Kedengarannya jauh lebih ganas.
Mack (17:55): Saat saya menggunakan metafora balon, saya biasanya berkata, seperti, bayangkan, seperti, semut kecil di permukaan bulan. Dan saat balon semakin besar, semut semakin menjauh. Tapi semut itu sendiri tidak terlalu memperhatikan hal itu. Mereka semacam benda kecil mereka sendiri. Dalam skenario Big Rip, akan lebih seperti jika Anda menggambar galaksi di atas balon dan kemudian melebarkan balon tersebut. Bahkan galaksi itu sendiri akan menjadi lebih besar dalam gambaran itu. Jadi objek itu sendiri akan menjadi lebih besar. Dan pada titik tertentu, Anda sampai pada titik di mana balon itu sendiri meledak. Anda tidak bisa mencari tahu seperti itu.
(18:26) Ada masalah dengan analogi balon dalam hal detailnya, tapi itu semacam gambaran yang bisa Anda miliki.
(18:53): Sekarang, saya harus mengatakan bahwa kebanyakan kosmolog tidak berpikir bahwa Big Rip akan terjadi. Itu melanggar aturan tertentu tentang kondisi energi di alam semesta. Jadi hal-hal yang menurut kami seharusnya benar tentang bagaimana energi bergerak melalui kosmos, energi hantu gelap melanggar aturan tersebut. Jadi itu mungkin tidak layak sebagai skenario. Namun demikian, kami tidak dapat sepenuhnya mengesampingkan pengamatan, yang dapat kami katakan adalah bahwa ketika kami melihat bagaimana alam semesta berkembang sekarang, kami dapat mengatakan bahwa Big Rip hampir pasti tidak akan terjadi di masa depan, katakanlah , 200 miliar tahun. Karena Anda tidak pernah bisa mengatakan bahwa itu 100% tidak akan terjadi. Namun berdasarkan pengukuran kami, kami dapat menetapkan batasan waktu dan kami dapat mengatakan bahwa hampir pasti hal itu tidak akan terjadi dalam jangka waktu tertentu.
Strogatz (19:15): Hah. Nah, haruskah kita beralih ke # 3? Yang ini saya dengar berasal dari hal-hal yang telah kami pelajari di Large Hadron Collider dan berita di jalan adalah bahwa ini mungkin favorit Anda, bahkan jika menurut Anda itu bukan yang paling mungkin. Ini berjalan dengan nama teori peluruhan vakum.
Mack (19:33): Ya. Jadi peluruhan vakum adalah sesuatu yang baru saya pelajari saat Large Hadron Collider menemukan Higgs boson. Dan alasan saya mendengarnya saat itu adalah karena orang-orang mulai menulis makalah tentang peluruhan vakum sebagai tanggapan atas penemuan boson Higgs. Karena sifat-sifat boson Higgs menunjukkan bahwa peluruhan vakum sebenarnya bisa menjadi suatu kemungkinan.
(19:56) Ide di baliknya adalah ini. Ini cerita yang cukup teknis, tetapi saya akan mencoba dan menyederhanakannya. Jadi idenya adalah bahwa hal yang menarik tentang boson Higgs bukanlah partikel itu sendiri. Fakta bahwa boson Higgs menyiratkan keberadaan medan Higgs. Sekarang medan Higgs adalah semacam medan energi yang ada di seluruh ruang. Dan pada dasarnya, apa yang dilakukan oleh Large Hadron Collider adalah, ia membangkitkan medan energi itu, mengeluarkan partikel dari medan energi itu dan partikel itu adalah hal yang teridentifikasi. Tapi itu berarti ada medan energi yang eksis di seluruh alam semesta. Dan medan energi itu memiliki beberapa nilai. Dan kami menyebut medan energi itu medan Higgs. Dan ada keseluruhan cerita tentang bagaimana partikel berinteraksi dengan medan energi itu adalah bagaimana partikel tertentu memiliki massa. Dan itu terkait dengan keseluruhan gambar itu.
(20:43) Tapi dari sudut pandang fisika, hal penting tentang medan Higgs adalah bahwa ada proses yang terjadi di alam semesta paling awal di mana medan Higgs berubah. Jadi di alam semesta yang paling awal, medan Higgs memiliki nilai yang berbeda. Ini seperti bidang yang memiliki nilai seperti dalam arti seperti, suhu di ruangan ini memiliki nilai di mana-mana. Anda dapat menentukan bidang suhu, dan memiliki nilai yang berbeda, apakah Anda dekat dengan jendela, dekat dengan pintu, apa pun. Bidang Higgs akan menjadi bidang yang memiliki nilai yang sama di mana-mana, tetapi itu adalah bidang dengan nilai tertentu di seluruh ruang. Ia memiliki beberapa energi yang terkait dengannya.
(21:15) Nah, berapa nilai yang diambil medan Higgs ada hubungannya dengan cara kerja fisika partikel di alam semesta. Jadi di alam semesta yang paling awal, medan Higgs berbeda. Partikel berinteraksi dengannya secara berbeda, dan ada sekumpulan partikel berbeda di alam semesta. Tak satu pun dari mereka memiliki massa. Dan ada interaksi yang berbeda di alam semesta. Kami memiliki, alih-alih, Anda tahu, listrik dan magnet dan gaya nuklir kuat dan lemah, kami memiliki serangkaian gaya yang berbeda. Ada semacam kombinasi gaya yang ada, dan partikel yang berbeda ada dan tidak ada yang memiliki massa. Dan kemudian ada peristiwa yang disebut pemutusan simetri, di mana bidang Higgs berubah, mengambil nilai yang berbeda. Dan ketika itu terjadi, itu memungkinkan adanya semua partikel dan bahan bakar yang kita pahami sekarang di alam semesta. Jadi Anda tahu, elektron dan quark, dan itu memungkinkan adanya gaya elektromagnetik dan gaya nuklir kuat dan lemah. Semuanya diatur dalam jenis fisika yang kita alami hari ini. Dan itu bagus karena itu berarti kita bisa memiliki atom dan molekul dan kita bisa eksis.
Strogatz (22:16): Maaf, saya harus berhenti sejenak, karena kedengarannya sangat alkitabiah. โDan itu bagus,โ bukan? Itu yang tertulis, kan? โBiarlah ada terang. Dan Allah melihat bahwa itu baik.โ
Mack (22:26): Maksud saya, dalam hal ini, kami sangat senang bahwa medan Higgs berubah, bahwa peristiwa pemutusan simetri ini terjadi karena memungkinkan kami untuk ada. Maksud saya, Anda dapat membicarakannya, Anda tahu, jika itu tidak terjadi, kita tidak akan bahagia karenanya. Ada seluruh argumen di sana. Tapi bagaimanapun, itu terjadi; sekarang kami ada.
(22:41) Masalahnya adalah ketika boson Higgs ditemukan, pengukuran massa medan Higgs, dan massa partikel lainnya, memberi kita petunjuk tentang apa yang dilakukan medan Higgs tentang bagaimana medan Higgs berevolusi. Dan petunjuk itu tampaknya mengarah pada kemungkinan medan Higgs bisa berubah lagi. Itu akan sangat buruk dengan cara yang sama seperti pertama kali perubahan itu baik. Jika berubah lagi, itu akan mengubah kita menjadi situasi di mana kita tidak bisa eksis, di mana partikel kita tidak dapat bersatu. Konstanta alam akan berubah. Akan ada gaya yang berbeda dan partikel yang berbeda. Itu akan mengubah kita menjadi apa yang disebut keadaan vakum yang sebenarnya. Maksud saya bukan "kekosongan" dalam arti, seperti, tidak ada yang ada. Keadaan vakum adalah keadaan berbeda dari cara kerja fisika, pada dasarnya. Jadi kita berbicara tentang kita dalam keadaan vakum tertentu. Mungkin ada keadaan vakum yang berbeda. Jadi jika medan Higgs benar-benar memiliki kemungkinan untuk berubah, maka itu berarti keadaan vakum yang kita alami disebut vakum palsu. Dan kevakuman yang sebenarnya adalah keadaan vakum di mana alam semesta lebih suka berada, di mana medan Higgs lebih suka berada. Dan pada akhirnya, jika Anda menunggu cukup lama, medan Higgs akan berubah menjadi itu. nilai lain, dan akan berkembang menjadi keadaan vakum yang sebenarnya.
(24:01) Dan kejadiannya agakโฆ dramatis. Jadi Anda dapat menganggapnya sebagai alam semesta yang bersifat metastabil, yang berarti "tidak sepenuhnya stabil" dengan cara yang sama, seperti, jika Anda meletakkan cangkir kopi di tepi meja, cangkir itu akan duduk di sana, tetapi sesuatu dapat menjatuhkannya. itu lepas, dan itu bisa jatuh, dan itu benar-benar lebih suka berada di lantai. Dan Anda dapat menganggap bidang Higgs kita berpotensi berada dalam keadaan seperti itu, di mana semua yang Anda perlukan adalah, untuk memindahkannya ke keadaan lain itu, Anda perlu mengganggu bidang Higgs secara langsung dengan cara yang sama seperti Anda bisa, Anda tahu, menjatuhkan cangkir kopi dari meja. Atau Anda hanya perlu mengandalkan gagasan bahwa semua partikel dan medan ini bergantung pada mekanika kuantum, aturan mekanika kuantum, dan mekanika kuantum mengatakan bahwa terkadang, terkadang cangkir kopi Anda mungkin saja jatuh ke lantai, bukan? Ketidakpastian mekanika kuantum mengatakan bahwa sesekali, jika Anda meletakkan partikel di satu sisi dinding, partikel itu akan muncul di sisi lain. Itu disebut terowongan kuantum. Itu adalah hal yang terjadi yang kita amati pada skala subatomik sepanjang waktu. Dan itu juga berlaku untuk bidang Higgs.
(25:03) Jadi ada semacam waktu peluruhan yang terkait dengan medan Higgs dalam keadaan di mana jika Anda membiarkan medan Higgs cukup lama, pada akhirnya satu bagian dari medan Higgs di suatu tempat di alam semesta akan membuat terowongan kuantum ke keadaan lain ini . Dan itu mungkin bukan masalah sebagai keadaan pada skala subatomik. Tapi sayangnya, jika satu bagian dari medan Higgs pergi ke keadaan baru ini, pergi ke ruang hampa yang sebenarnya, semua medan Higgs di sekitarnya juga jatuh ke ruang hampa yang sebenarnya.
Strogatz (24:33): Oh, benarkah? Jadi ada semacam reaksi berantai seperti itu menyulut semuanya.
Mack: Tepat. Tepat.
Strogatz: Saya tidak tahu apakah itu kata yang tepat. Tapi ya.
Mack (25:35): Ya, ya, itu akan seperti, jika Anda memiliki rantai di atas meja dan Anda - dan satu mata rantai jatuh dari meja, itu akan menarik semua mata rantai lainnya ke bawah saat jatuh. Dan Anda akan mengalami hal seperti itu terjadi. Anda akan memiliki riam ini, di mana segera setelah peristiwa itu terjadi di satu titik, itu terjadi di sekitarnya, dan itu akan menciptakan gelembung keadaan vakum sejati yang akan meluas ke seluruh alam semesta dengan kecepatan cahaya.
Strogatz: Oh.
Mack (25:58): Itu buruk karena beberapa alasan. Pertama, adalah jenis tepi gelembung, dinding gelembung memiliki energi yang terkait dengannya, di mana jika dinding gelembung mengenai Anda, itu akan segera membakar Anda. Selain itu, jika Anda masuk ke dalam gelembung, Anda berada dalam keadaan vakum sejati di mana hukum fisika berbeda, dan partikel Anda tidak lagi menyatu. Dan lebih jauh lagi, ada perhitungan yang dilakukan pada 1980-an yang menunjukkan bahwa, begitu Anda berada di dalam keadaan vakum yang sebenarnya, ruang di sana pada dasarnya tidak stabil secara gravitasi. Jadi Anda akan segera jatuh ke dalam lubang hitam.
Strogatz: Man, Anda mendapatkannya dari segala arah.
Mack (26:34): Tepat, tepat. Jadi jika ini terjadi, jika peristiwa kuantum ini terjadi pada satu titik di alam semesta, maka gelembung itu mengembang dengan kecepatan cahaya dan menghancurkan semua yang ada di alam semesta. Dan karena itu terjadi, itu adalah kecepatan cahaya, Anda tidak melihatnya datang. Pada saat sinyalnya sampai ke Anda, itu sudah ada di atas Anda. Tetapi di sisi lain, Anda tidak akan merasakannya karena Anda tahu, impuls saraf Anda tidak berjalan secepat itu, Anda tidak akan benar-benar menyadari bahwa itu terjadi. Tapi Anda hanya akan berkedip dari keberadaan.
Strogatz (27:04): Maksud saya, kecepatan cahaya membuatnya menjadi hal yang menarik, karena alam semesta sangat besar, bahkan relatif terhadap kecepatan cahaya. Jadi itu bisa terjadi di suatu tempat yang jauh, 13 miliar tahun cahaya, bukan?
Mack (27:16): Tentu, tentu. Memang benar bahwa ada bagian alam semesta yang ditarik menjauh dari kita lebih cepat dari kecepatan cahaya oleh perluasan alam semesta. Jadi jika gelembung itu terjadi di salah satu daerah yang jauh itu, maka gelembung itu tidak akan sampai ke kita. Tetapi karena ini adalah peristiwa acak dengan tingkat peluruhan yang sama di mana-mana, jika gelembung terjadi sangat jauh, kemungkinan besar terjadi di dekat.
Strogatz: Aha. Oke, poin bagus.
Mack (27:40): Untungnya, waktu peluruhan yang dapat kami perkirakan dari data kami saat ini adalah sekitar 10 pangkat 100 tahun. Jadi itu bukan sesuatu yang kami pikir akan terjadi dalam waktu dekat. Jika kita berpikir itu akan terjadi, maka itu akan sangat, sangat lama dari sekarang hampir pasti. Tetapi karena ini adalah peristiwa kuantum, pada dasarnya tidak dapat diprediksi kapan tepatnya itu akan terjadi, sama seperti Anda tidak dapat memprediksi, Anda tahu, kapan atom tertentu akan meluruh dalam proses peluruhan radioaktif. Anda hanya bisa memberikan semacam waktu paruh untuk sebagian dari barang-barang itu. Demikian pula, dengan alam semesta, kami tidak dapat mengatakan dengan pasti bahwa itu tidak akan terjadi di sini, Anda tahu, dalam lima menit ke depan. Kita hanya bisa mengatakan, kemungkinan besar, di alam semesta kita yang dapat diamati, itu tidak akan terjadi dalam 10 pangkat 100 berikutnya, atau 10 pangkat 500 tahun.
(28:25) Peringatan lain yang perlu diingat adalah bahwa perhitungan ini didasarkan pada apa yang kita ketahui tentang Model Standar fisika partikel dengan sangat serius. Dan Model Standar fisika partikel, yang merupakan pemahaman kita tentang bagaimana partikel bekerja di alam semesta ini, menurut kami, tidak lengkap. Itu tidak termasuk materi gelap; itu tidak termasuk energi gelap. Kami cukup yakin bahwa ada lubang di dalamnya. Dan jika kita benar-benar memiliki gambaran fisika partikel yang lebih lengkap, itu mungkin tidak termasuk kemungkinan peluruhan vakum sama sekali.
Strogatz: OKE.
Mack (28:58): Jadi peluruhan vakum adalah ide yang muncul ketika kita melakukan ekstrapolasi di luar apa yang kita pikirkan, Anda tahu, adalah batas validitas teori kita. Tapi itu adalah kemungkinan yang menarik. Alasan saya sangat menikmatinya sebagai sebuah ide adalah karena ini adalah hubungan yang sangat mendalam antara skala terkecil, alam semesta paling awal, dan kehancuran seluruh kosmos.
Strogatz (29:21): Bagus. Benar. Maksudku, itu, itu sangatโฆ. Hanya saja, ada sesuatu yang begitu mendasar tentang mekanisme ini, di mana seluruh hukum fisika berubah begitu saja pada Anda dalam sekejap mata. Tapi juga apa gambaran ide ini, tepi gelembung vakum atau apa pun sebutannya datang kepada Andaโฆ. Astaga.
Mack: Ya.
Strogatz (29:42): Teori #4, saatnya teori #4 melangkah ke lapangan di sini. Inilah skenario yang dikenal sebagai Big Crunch, yang tentunya terdengar keras dan menarik. Apa, apa itu Big Crunch?
Mack (29:56): Nah, Big Crunch adalah ide yang sudah ada sejak lama. Itu adalah ide yang paling diterima di tahun 1960-an. Gagasan di balik Big Crunch adalah kami mengamati bahwa alam semesta mengembang. Dan ada pertanyaan yang harus kita tanyakan: Apakah alam semesta akan terus memanjang selamanya? Atau akan runtuh kembali di beberapa titik? Jadi kita tahu bahwa alam semesta kecil, panas, dan padat pada awalnya. Dan itu telah berkembang sejak saat itu. Dan seharusnya ada interaksi antara perluasan dan gravitasi di keseluruhan cerita itu, bukan? Jadi, saat galaksi-galaksi ditarik terpisah satu sama lain, dengan perluasan ruang, mereka juga memiliki gaya gravitasi yang saling tarik-menarik. Jadi keberadaan materi di alam semesta seharusnya hanya memperlambat ekspansi melalui fakta bahwa segala sesuatu tertarik pada yang lain.
(30:41) Selama bertahun-tahun, ada upaya untuk mencari tahu, apakah ekspansi akan menang? Atau apakah gravitasi akan menang? Dan kita sekarang tahu bahwa perluasan sangat mungkin menang, karena kita melihat bahwa perluasan sebenarnya dipercepat, karena energi gelap membuat perluasan dipercepat. Jadi kita tidak melihat cara yang jelas di mana alam semesta bisa berhenti dan runtuh kembali. Namun di tahun 1960-an, kami tidak mengetahuinya, dan data awal tampaknya menunjukkan bahwa ada lebih banyak gravitasi daripada pemuaian dalam arti bahwa alam semesta akan berhenti mengembang, dan akhirnya runtuh kembali.
(31:13) Dan saya juga harus mengatakan bahwa, Anda tahu, menurut kami ini bukan ide favorit sekarang. Tapi karena kita tidak tahu apa itu energi gelap, kita tidak tahu pasti bahwa itu bukanlah sesuatu yang bisa berbalik arah. Anda tahu, kami tahu bahwa itu menyebabkan ekspansi sekarang. Kami tidak tahu bahwa itu bukan sesuatu yang bisa berubah, itu mungkin beberapa bidang dinamis di mana pada titik tertentu, itu akan menyebabkan kompresi alih-alih ekspansi.
(31:34) Jadi kita tidak tahu pasti, tapi saya pikir itu adalah skenario yang menurut saya paling menakutkan, meskipun dalam arti tertentu, ini mungkin salah satu yang paling kecil kemungkinannya karena tampaknya bertentangan dengan data saat ini. Gagasan bahwa alam semesta dapat mulai memampatkan segalanya benar-benar mengecewakan. Karena, tahukah Anda, saat ini kita melihat galaksi semakin jauh. Kita melihat alam semesta mendingin dan mengosongkan. Jika alam semesta mulai berkontraksi, maka yang akan kita lihat adalah, kita bisa melihat semua galaksi jauh ini bergerak ke arah kita. Dan galaksi-galaksi akan bertabrakan satu sama lain sepanjang waktu, tetapi galaksi-galaksi yang jauh akan datang ke arah kita dan alam semesta akan menjadi sangat padat dan padat.
(32:12) Dan lebih buruk dari itu, semua radiasi di alam semesta juga akan dipadatkan. Itu berarti tidak hanya akan menjadi lebih panas, hanya karena lebih banyak radiasi berada di ruang yang lebih kecil. Tetapi juga semua radiasi akan mengeras menjadi radiasi energi yang lebih tinggi, radiasi frekuensi yang lebih tinggi. Jadi ada proses yang terjadi di alam semesta selama pemuaian yang disebut pergeseran merah, di mana radiasi direntangkan ke panjang gelombang yang lebih panjang. Jadi Anda tahu, cahaya tampak menjadi inframerah, menjadi radio. Jika Anda memiliki kompresi, maka semua cahaya tampak dari semua bintang yang pernah ditampilkan di alam semesta akan mulai dikompresi menjadi ultraviolet, sinar-x, sinar gamma. Dan itu akan mulai memasak alam semesta dengan cara yang sangat mendalam ini.
(32:57) Dan ada makalah yang sangat menarik, menurut saya, dari tahun 1969 oleh astronom Martin Rees, di mana dia menghitung bahwa dalam skenario Big Crunch ini, pada titik tertentu, suhu sekitar ruang, radiasi di ruang angkasa dari semua cahaya bintang yang dikompresi, akan cukup untuk menyebabkan reaksi termonuklir di sepanjang permukaan bintang, dan akan memasak bintang dari luar ke dalam, hanya dari radiasi ruang angkasa. Dan Anda tahu, pada saat itu, sepertinya tidak ada yang bisa bertahan. Jadi ini adalah ide yang menurut saya pribadi cukup mengecewakan, ide bahwa kita bisa dimasak oleh radiasi ruang karena alam semesta sedang runtuh di sekitar kita.
Strogatz (33:38): Ya, menarik bahwa itu yang paling mengganggu Anda, karena maksud saya, semuanya punya sendiriโฆ. Anda tahu, seperti, apakah Anda ingin pergi tiba-tiba? Apakah Anda ingin mendidih? Apakah Anda ingin membeku?
Mack (33:49): Benar. Benar. Maksud saya, tidak satupun dari mereka berakhir dengan baik, bukan? Tetapi dengan kematian panas, Anda memiliki waktu yang sangat lama. Jadi itu bagus. Kau tahu, itu semua lembut. Dengan pembusukan vakum, Anda tidak melihat datang. Jadi seperti, apa pun, Anda bahkan tidak menyadarinya.
Strogatz: OKE.
Mack (34:04): Ini bukan peristiwa, dari sudut pandang makhluk sadar. Tapi Big Rip dan Big Crunch, Anda akan melihat datangnya, dan itu cukup menakutkan.
Strogatz (34:13): Aduh. Saya kira kita sekarang sampai yang terakhir, Bounce, atau apa yang saya pikir saya ingat sebagai seorang anak dulu disebut Alam Semesta Berdenyut. Apakah itu ide yang sama?
Mack (34:23) Jadi dalam hal ini, saya agak menyatukan beberapa ide berbeda ke dalam satu kategori luas alam semesta siklik atau alam semesta yang memantul. Gagasan di sana yang pada dasarnya mencoba menjelaskan awal mula alam semestaโฆ. Jadi ada aspek-aspek tertentu dari alam semesta awal yang sulit dijelaskan dalam kosmologi kita saat ini, lho. Bagaimana itu bisa diatur seperti itu? Mengapa alam semesta kita bentuknya seperti itu, dalam kaitannya dengan bentuk ruang? Mengapa alam semesta kita memiliki entropi yang cukup rendah di masa lalu sehingga entropi dapat meningkat di masa depan ke keadaan sekarang?
(34:54) Ini semua adalah pertanyaan mendalam tentang permulaan. Dan ada beberapa upaya untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dengan mengatakan, โYah, mungkin awal bukanlah awal. Mungkin ada sesuatu sebelum permulaan yang menciptakan kondisi alam semesta yang ada saat ini.โ Itu mengarah pada kosmologi siklik ini. Entah ide di mana ada alam semesta sebelumnya yang berevolusi menjadi Big Bang yang kita alami dan kemudian berkembang menjadi alam semesta kita saat ini. Atau hanya di mana Anda hanya memiliki siklus alam semesta yang konstan, di mana ada sesuatu sebelum kita, akan ada sesuatu setelah kita. Dan beberapa dari ide-ide tersebut melibatkan semacam kompresi ke Big Bang baru, beberapa melibatkan semacam kematian akibat panas, dan kemudian Big Bang baru keluar darinya. Beberapa seperti, "ada fase sebelumnya, dan itu berkembang menjadi fase kita, tetapi tidak ada yang akan terjadi di masa depan." Jadi ini semua adalah jenis ide yang dipilih untuk kemungkinan masa depan alam semesta kita, atau akhir dari alam semesta sebelumnya yang mengarah ke alam semesta kita.
Strogatz (35:48): Pada titik ini, saya kira, saya suka memakai ... bukan topi skeptis saya, tapi topi ilmuwan saya. Sepertinya ada banyak ilmu dalam apa yang Anda katakan, karena Anda menghubungkannya dengan apa yang kita ketahui tentang teori medan kuantum atau tentang relativitas umum. Tapi bagaimana dengan pengamatan?
Mack (36:05): Ya, maksud saya, pada dasarnya, kita tidak akan pernah bisa menjawab dengan pasti pertanyaan "bagaimana alam semesta akan berakhir?" Karena, jelas, jika itu terjadi, kami tidak ada untuk menuliskan jawabannya. Tapi ada beberapa cara berbeda untuk mendekati pertanyaan ini yang pada dasarnya, yang kami coba lakukan adalah mengekstrapolasi apa yang kita ketahui tentang alam semesta sekarang dan evolusinya dari masa lalu ke masa depan. Dan di situlah Anda berakhir dengan percabangan berbagai kemungkinan ini. Karena ada beberapa arah berbeda yang bisa kita tempuh dan kita bisa tempuh di masa depan yang sejalan dengan evolusi alam semesta hingga saat ini.
(36:37) Dalam hal pengamatan hal-hal yang dapat kita pelajari yang dapat memberi tahu kita lebih banyak tentang jalan mana yang lebih mungkin, ada beberapa cara berbeda untuk mendekatinya. Salah satunya adalah mencoba dan memahami energi gelap. Jadi tiga dari skenario ini sangat bergantung pada apa energi gelap itu, dan bagaimana ia akan bekerja. Jadi jika kita bisa mengetahui apakah energi gelap benar-benar merupakan konstanta kosmologis? Atau apakah itu sesuatu yang bervariasi? Dan itu mungkin pertanyaan yang mustahil karena konstanta kosmologis adalah kasus khusus dari kelas ide energi gelap yang lebih luas, di mana Anda tidak akan pernah bisa 100% yakin bahwa Anda benar-benar dalam keadaan itu.
(37:16) Ini sedikit โ secara pengamatan, sulit untuk berada di sana dengan kepastian penuh, tetapi kita bisa semakin yakin tentang perilaku energi gelap. Dan mungkin kita bisa menemukan semacam dasar teoretis untuk energi gelap. Mungkin akan ada beberapa hasil eksperimen dengan cara lain yang akan memberi tahu kita bahwa ini benar-benar jawaban untuk apa energi gelap itu. Jadi mencoba untuk memahami energi gelap baik melalui pengamatan kosmologis, atau melalui tes eksperimental yang bisa sampai pada kemungkinan fisika dasar energi gelap. Itu semua adalah jalan yang bisa kita jelajahi dan coba bedakan antara heat death, Big Rip, Big Crunch โ ide-ide semacam itu yang bergantung pada dinamika ekspansi.
(37:55) Dalam hal seperti peluruhan vakum, jika kita lebih memahami medan Higgs dan hubungannya dengan partikel lain dan medan lain dalam fisika partikel, maka kita akan mendapatkan ide yang lebih baik apakah medan Higgs genap atau tidak. mampu membusuk dengan cara ini. Dan apakah peluruhan vakum adalah suatu kemungkinan, bagaimana potensi Higgs berubah pada skala yang berbeda. Ini semua adalah hal yang secara aktif diteliti dengan eksperimen seperti Large Hadron Collider.
(38:22) Dan kemudian ketika kita berbicara tentang siklus alam semesta, di sana kita benar-benar perlu memahami awalnya, bukan? Jika kita mendapatkan lebih banyak informasi tentang alam semesta yang sangat, sangat awal melalui pengamatan, melalui semacam analisis cerdas dari data alam semesta awal, dengan mencari hal-hal seperti gelombang gravitasi purba, dan apa yang mungkin memberi tahu kita tentang apakah inflasi kosmik terjadi pada awalnya atau tidak. , atau melalui pemahaman yang lebih baik tentang teori partikel melalui hal-hal seperti eksperimen partikel yang dapat memberi tahu kita apakah Model Standar fisika partikel benar-benar valid, atau apa lagi yang mendasarinya, jika mungkin ada dimensi ruang yang lebih tinggi? Itu aspek lain dari pertanyaan ini.
(38:59) Jadi semua itu adalah tempat yang bisa kita cari untuk mencoba memahami apakah alam semesta siklik adalah arah yang tepat untuk dituju. Dan apakah ada sesuatu sebelum Big Bang yang mengatur kondisi alam semesta kita saat ini.
Strogatz (39:11): Jadi sepertinya banyak jalan berbeda dalam fisika dasar adalah bidikan terbaik kami di sini. Mari kita bicara tentang teleskop Webb, karena saya yakin banyak orang memikirkannya, karena terutama yang baru saja Anda sebutkan di kasus terakhir tentang alam semesta siklik adalah banyak pertanyaan tentang apa yang terjadi di awal alam semesta . Dan teleskop Webb memberi tahu kita sesuatu tentang alam semesta awal, tapi saya kira tidak cukup awal. Apakah itu benar?
Mack (39:35): Ya. Jadi, teleskop Webb dapat memberi tahu kita banyak tentang galaksi generasi paling awal. Dan itu sangat menarik bagi saya secara pribadi, karena sebagai peneliti materi gelap, dampak materi gelap pada galaksi-galaksi pertama bisa sangat berbeda dalam jenis model materi gelap yang berbeda. Jadi ada banyak hal yang dapat kita pelajari tentang aspek-aspek tertentu dari fisika dasar, tentang hal-hal seperti materi gelap, terutama tentang energi gelap saat kita mengamati galaksi yang sangat jauh. dan berpotensi mendapatkan pengukuran geometri alam semesta yang lebih baik saat kita mendapatkan lebih banyak galaksi ini. Jadi kita pasti bisa belajar banyak tentang galaksi dan tentang struktur alam semesta berskala besar, kita akan mendapatkan beberapa informasi dari JWST dari pengamatan semacam itu.
Mack (40:15): Namun, dalam hal alam semesta yang sangat, sangat awal, ini benar-benar pengamatan terhadap hal-hal seperti latar belakang gelombang mikro kosmik. Jadi jenis cahaya ini dari alam semesta paling awal di mana alam semesta masih menyala. Tapi itu masih dalam fase radiasi panas, itu bersinar dengan panas dan dengan radiasi dari plasma primordial ini. Dan dengan teleskop gelombang mikro, kita bisa melihat cahaya itu. Dan itu bisa memberi kita beberapa informasi yang sangat penting tentang alam semesta yang sangat, sangat, sangat awal.
Strogatz (40:42): Apa pendapat Anda tentang bidang studi akhir alam semesta? Adakah pemikiran tentang ke mana ia akan pergi dalam 10-20 tahun ke depan? Apakah hanya karena kita akan terus mempelajari fisika fundamental, dan itu akan menjadi harapan terbaik kita untuk benar-benar membuat kemajuan di sini?
Mack (40:58): Saya pikir itu benar. Saya pikir ketika kita terus belajar lebih banyak tentang sifat dasar kosmos, baik dalam arti, Anda tahu, struktur kosmos, bentuk ruang, dan potensi โ mungkin ada lebih banyak dimensi ruang. Mungkin ruang dan waktu muncul dari fenomena yang lebih abstrak. Mungkin kita akan mengetahuinya melalui hal-hal seperti holografi dan lubang hitam. Dan ada bidang lain yang bisa kita masuki yang saya tidak ingin terlalu besar sekarang. Anda tahu, jadi mungkin kita akan mempelajari sesuatu tentang struktur dasar realitas. Mungkin kita akan belajar apa itu energi gelap. Mungkin kita akan belajar apa itu materi gelap. Mungkin hal-hal tersebut akan menambah pemahaman kita tentang fisika partikel fundamental. Mungkin kita akan mendapatkan lebih banyak informasi tentang alam semesta yang sangat, sangat awal, dan kita akan mempelajari sesuatu tentang bagaimana kondisi awal alam semesta kita terbentuk.
(41:45) Semua itu sangat mengasyikkan dengan caranya sendiri, bukan? Setiap bagian dari itu adalah sesuatu yang sangat penting bagi fisika, yang akan merevolusi cara kita berpikir tentang alam semesta dengan cara yang sangat penting. Dan sebagai efek sampingnya, kita akan belajar sedikit tentang bagaimana alam semesta kita akan berakhir, seperti apa nasib akhir kita nantinya. Jadi saya pikir hanya ada sedikit orang yang, Anda tahu, sungguh, fokus utama mereka adalah apa yang akan terjadi pada alam semesta? Bagaimana kita akan berakhir? Sungguh, pertanyaan-pertanyaan lain inilah yang sampai pada sifat dasar realitas, evolusi kosmos, asal-usul kosmos. Dan semua itu menambah pertanyaan besar tentang ke mana kita akan pergi? Apa yang akan terjadi selanjutnya?
Strogatz (42:27): Luar biasa. Nah, kita telah berbicara dengan ahli kosmologi teoretis Katie Mack, penulis buku tersebut Akhir dari Segalanya (Berbicara secara astrofisika). Terima kasih banyak telah bergabung dengan kami hari ini. Katie,
Mack (42:38): Terima kasih sudah menerima saya. Ini adalah percakapan yang sangat menyenangkan.
Penyiar (42: 40)
Majalah Quanta adalah publikasi online independen editorial yang didukung oleh Simons Foundation untuk meningkatkan pemahaman publik tentang sains.
Strogatz (42: 57): Kegembiraan Mengapa adalah podcast dari Majalah Quanta, sebuah publikasi editorial independen yang didukung oleh Simons Foundation. Keputusan pendanaan oleh Simons Foundation tidak memengaruhi pemilihan topik, tamu, atau keputusan editorial lainnya di podcast ini, atau dalam Majalah Quanta. Kegembiraan Mengapa diproduksi oleh Susan Valot dan Polly Stryker. Editor kami adalah John Rennie dan Thomas Lin, dengan dukungan dari Matt Carlstrom, Annie Melchor dan Allison Parshall. Musik tema kami disusun oleh Richie Johnson. Terima kasih khusus kepada Bert Odom-Reed di studio penyiaran Cornell. Logo kami oleh Jaki King. Saya tuan rumah Anda, Steve Strogatz. Jika Anda memiliki pertanyaan atau komentar untuk kami, silakan kirim email kepada kami di Terima kasih untuk mendengarkan.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- Sumber: https://www.quantamagazine.org/how-will-the-universe-end-20230222/
- 10
- 100
- 11
- 200 miliar
- 2020
- 28
- 39
- a
- Sanggup
- Tentang Kami
- tentang itu
- Tentang Quantum
- ABSTRAK
- mempercepat
- dapat diakses
- di seluruh
- Bertindak
- aktif
- sebenarnya
- Setelah
- terhadap
- Semua
- memungkinkan
- sendirian
- sudah
- selalu
- Ambient
- jumlah
- analisis
- dan
- Lain
- menjawab
- jawaban
- siapapun
- selain
- aplikasi
- Apple
- pendekatan
- argumen
- argumen
- sekitar
- penampilan
- aspek
- terkait
- atom
- Mencoba
- perhatian
- menarik
- Agustus
- penulis
- kembali
- latar belakang
- Buruk
- berdasarkan
- dasar
- karena
- menjadi
- menjadi
- sebelum
- Awal
- di belakang
- makhluk
- Percaya
- TERBAIK
- Lebih baik
- antara
- Luar
- Besar
- Big Bang
- lebih besar
- Terbesar
- Milyar
- mengikat
- Bit
- Black
- Black Hole
- lubang hitam
- Book
- Melambung
- Terikat
- Otak
- Istirahat
- Melanggar
- istirahat
- Bright
- membawa
- Membawa
- Membawa
- luas
- menyiarkan
- lebih luas
- gelembung
- bug
- membangun
- Bangunan
- membangun
- dibangun di
- ikat
- membakar
- menghitung
- dihitung
- menghitung
- perhitungan
- panggilan
- bernama
- Bisa Dapatkan
- Kanada
- tidak bisa
- mampu
- membawa
- Lanjutkan
- mobil
- riam
- kasus
- Kategori
- Menyebabkan
- menyebabkan
- tertentu
- Pasti
- kepastian
- rantai
- Kursi
- perubahan
- Perubahan
- mengubah
- Bab
- anak
- Kota
- kelas
- jelas
- Penyelesaian
- Kelompok
- Tanaman
- Lihat Lebih Sedikit
- koleksi
- kombinasi
- bagaimana
- kedatangan
- komentar
- Komunikasi
- lengkap
- tersusun
- Pekat
- konsep
- Kondisi
- bingung
- Menghubungkan
- koneksi
- Koneksi
- menghubungkan
- sadar
- Kesadaran
- pertimbangan
- dianggap
- konsisten
- konstan
- konteks
- terus
- terus
- terus-menerus
- kontrak
- Percakapan
- percakapan
- matang
- dingin
- Kosmologi
- kosmos
- bisa
- sepasang
- membuat
- dibuat
- membuat
- penciptaan
- kegentingan
- Cangkir
- rasa ingin tahu
- terbaru
- gelap
- Materi gelap
- data
- hari
- transaksi
- Kematian
- keputusan
- dijelaskan
- rincian
- MELAKUKAN
- Mati
- berbeda
- ukuran
- langsung
- arah
- langsung
- ditemukan
- penemuan
- diskusi
- membedakan
- distribusi
- Tidak
- melakukan
- Dont
- Oleh
- turun
- dramatis
- seri
- selama
- Sekarat
- dinamika
- setiap
- Awal
- Alam Semesta Awal
- bumi
- Tepi
- Tajuk rencana
- efek
- antara
- listrik
- elektron
- energi
- menikmati
- cukup
- Seluruh
- sepenuhnya
- keseluruhan
- lingkungan
- persamaan
- terutama
- dasarnya
- memperkirakan
- Bahkan
- Acara
- akhirnya
- pERNAH
- Setiap
- sehari-hari
- segala sesuatu
- bukti
- evolusi
- berkembang
- berkembang
- berkembang
- persis
- contoh
- gembira
- menarik
- ada
- ada
- Lihat lebih lanjut
- memperluas
- mengembang
- perluasan
- pengalaman
- berpengalaman
- Menjelaskan
- Meledak
- menyelidiki
- memperpanjang
- memperpanjang
- perpanjangan
- sangat
- mata
- luntur
- Jatuh
- Air terjun
- sangat menarik
- FAST
- lebih cepat
- Favorit
- beberapa
- bidang
- Fields
- Angka
- Menemukan
- akhir
- Kebakaran
- Pertama
- pertama kali
- Lantai
- fluktuasi
- Fokus
- kekuatan
- pasukan
- selama-lamanya
- bentuk
- format
- Untung
- Prinsip Dasar
- Membekukan
- Frekuensi
- gesekan
- dari
- sepenuhnya
- kesenangan
- mendasar
- secara fundamental
- pendanaan
- Selanjutnya
- masa depan
- Galaksi
- Galaxy
- GAS
- Umum
- generasi
- lemah lembut
- mendapatkan
- mendapatkan
- Memberikan
- Go
- Anda
- Tuhan
- Pergi
- akan
- baik
- merebut
- gravitasi
- Gelombang gravitasi
- gaya berat
- Tumbuh
- tamu
- Setengah
- tangan
- terjadi
- terjadi
- Kejadian
- Terjadi
- senang
- Sulit
- topi
- memiliki
- mendengar
- mendengar
- pendengaran
- Dimiliki
- di sini
- lebih tinggi
- Engsel
- petunjuk
- sejarah
- Memukul
- memegang
- Lubang
- Lubang
- holografi
- berharap
- tuan rumah
- PANAS
- Seterpercayaapakah Olymp Trade? Kesimpulan
- HTTPS
- besar
- hidrogen
- SAYA AKAN
- ide
- ide-ide
- diidentifikasi
- Segera
- segera
- Dampak
- penting
- mustahil
- in
- Di lain
- memasukkan
- Termasuk
- Meningkatkan
- meningkatkan
- independen
- Tak terbatas
- inflasi
- mempengaruhi
- informasi
- mulanya
- sebagai gantinya
- Lembaga
- Cerdas
- berinteraksi
- interaksi
- bunga
- menarik
- melibatkan
- terpencil
- masalah
- IT
- Diri
- John
- Johnson
- bergabung
- bergabung dengan kami
- Menjaga
- Jenis
- King
- Tahu
- dikenal
- besar
- besar-besaran
- lebih besar
- terbesar
- Terakhir
- Hukum
- Hukum
- memimpin
- terkemuka
- Memimpin
- BELAJAR
- belajar
- Meninggalkan
- Sisa
- Panjang
- Hidup
- masa hidup
- seumur hidup
- cahaya
- Mungkin
- MEMBATASI
- Terbatas
- LINK
- link
- Listening
- literatur
- sedikit
- hidup
- hidup
- logo
- Panjang
- lama
- lagi
- melihat
- mencari
- kehilangan
- Lot
- Rendah
- mesin
- Mesin
- Daya tarik
- Utama
- membuat
- MEMBUAT
- Membuat
- pria
- mengelola
- Martin
- Massa
- massa
- besar-besaran
- matematika
- hal
- maksimum
- makna
- cara
- pengukuran
- mekanis
- mekanika
- mekanisme
- tersebut
- metastabil
- Tengah
- mungkin
- keberatan
- membengkokkan pikiran
- menit
- model
- model
- saat
- bulan
- Bulan
- lebih
- paling
- gerakan
- pindah
- bergerak
- film
- bergerak
- musik
- nama
- Alam
- Alam
- perlu
- Perlu
- New
- berikutnya
- nuklir
- jumlah
- objek
- mengamati
- terjadi
- Tua
- ONE
- secara online
- menentang
- urutan
- Lainnya
- Lainnya
- di luar
- secara keseluruhan
- sendiri
- kertas
- dokumen
- bagian
- tertentu
- bagian
- lalu
- pembayaran
- Konsultan Ahli
- Abadi
- pribadi
- Sendiri
- perspektif
- hantu
- tahap
- gejala
- Secara fisik
- Fisika
- terpilih
- gambar
- bagian
- Tempat
- planet
- Planet
- Plasma
- plato
- Kecerdasan Data Plato
- Data Plato
- silahkan
- podcast
- Podcasting
- Titik
- Sudut pandang
- kemungkinan
- kemungkinan
- mungkin
- potensi
- berpotensi
- kekuasaan
- kuat
- meramalkan
- cukup
- sebelumnya
- mungkin
- Masalah
- proses
- menghasilkan
- Diproduksi
- profesional
- pekerjaan profesional
- Kemajuan
- properties
- milik
- terlindung
- publik
- Publikasi
- diterbitkan
- menarik
- menempatkan
- Majalah kuantitas
- Kuantum
- Mekanika kuantum
- Quark
- pertanyaan
- Pertanyaan
- segera
- radio
- acak
- Penilaian
- RAY
- mencapai
- reaksi
- Reaksi
- Bacaan
- nyata
- Kenyataan
- alasan
- alasan
- kambuh
- wilayah
- daerah
- hubungan
- sisa
- ingat
- penelitian
- peneliti
- tanggapan
- ISTIRAHAT
- mengakibatkan
- merevolusionerkan
- robek
- Robekan
- Kamar
- Aturan
- aturan
- Run
- Tersebut
- sama
- mengatakan
- Skala
- sisik
- skenario
- skenario
- Sekolah
- Ilmu
- ilmuwan
- ilmuwan
- Kedua
- melihat
- tampak
- tampaknya
- seleksi
- rasa
- Urutan
- set
- Lunas
- beberapa
- Bentuknya
- bergeser
- toko
- harus
- Menunjukkan
- ditunjukkan
- sisi
- Sinyal
- Demikian pula
- menyederhanakan
- hanya
- sejak
- tunggal
- situasi
- Skeptis
- lambat
- Perlahan
- kecil
- lebih kecil
- So
- sejauh ini
- beberapa
- suatu hari nanti
- Seseorang
- sesuatu
- di suatu tempat
- Suara
- Terdengar
- Space
- Ruang dan Waktu
- berbicara
- khusus
- tertentu
- Secara khusus
- kecepatan
- Spotify
- penyebaran
- Tahap
- standar
- Bintang
- awal
- mulai
- dimulai
- Negara
- Negara
- Langkah
- Stephen
- Steve
- Masih
- berhenti
- Cerita
- jalan
- kuat
- lebih kuat
- struktur
- studi
- studio
- Belajar
- tiba-tiba
- matahari
- besar
- mendukung
- Didukung
- Permukaan
- Susan
- Beralih
- tabel
- Mengambil
- Dibutuhkan
- pengambilan
- Berbicara
- pembicaraan
- Teknis
- teleskop
- teleskop
- mengatakan
- istilah
- tes
- Terima kasih
- Grafik
- Negara
- mereka
- tema
- diri
- teoretis
- Sana.
- hal
- hal
- Pikir
- berpikir
- pikir
- tiga
- Melalui
- di seluruh
- Terjalin
- waktu
- jangka waktu
- kali
- untuk
- hari ini
- bersama
- terlalu
- puncak
- tema
- Topik
- toronto
- terhadap
- perjalanan
- mengobati
- sangat
- Triliun
- benar
- MENGHIDUPKAN
- terakhir
- Akhirnya
- Ketidaktentuan
- bawah
- pokok
- memahami
- pemahaman
- Alam semesta
- tak terduga
- us
- menggunakan
- biasanya
- Kekosongan
- nilai
- Nilai - Nilai
- giat
- View
- terlihat
- menunggu
- berjalan
- ingin
- peringatan
- Limbah
- ombak
- cara
- webp
- Apa
- Apa itu
- apakah
- yang
- sementara
- SIAPA
- seluruh
- Liar
- akan
- menang
- dalam
- tanpa
- hebat
- Word
- Kerja
- bekerja
- dunia
- akan
- menulis
- penulisan
- x-ray
- tahun
- Kamu
- Anda
- zephyrnet.dll