Sind wir intelligent genug, um das Universum zu verstehen?

Das beobachtbare Universum kann manchmal auf einem Teller serviert werden, wie es der Musiker Pablo Carlos Budassi kürzlich getan hat, indem er logarithmische Karten der Princeton University und der NASA auf einer farbigen Scheibe kombiniert hat. Dies ist ein geozentrisches Modell – die Erde befindet sich in der Mitte der Platte und das Urknallplasma befindet sich an den Rändern.

Die Visualisierung ist so gut wie jede andere und sogar besser als jede andere, weil sie der menschlichen Sichtweise nahe kommt. Es gibt viele Theorien über die Struktur, Dynamik und das Schicksal des Universums, und das seit Jahrzehnten akzeptierte kosmologische Paradigma scheint in letzter Zeit ein wenig zu bröckeln. Beispielsweise werden zunehmend Stimmen laut, die die Urknalltheorie leugnen.

Das Universum ist ein Garten voller Kuriositäten, der im Laufe der Jahre von der „Mainstream“-Physik und Kosmologie geschaffen wurde und voller bizarrer Phänomene ist, wie z riesige Quasare fliegt mit rasender Geschwindigkeit von uns weg, Dunkle Materiedas niemand entdeckt hat und das keine Anzeichen von Beschleunigern zeigt, aber „notwendig“ ist, um die zu schnelle Rotation der Galaxie zu erklären, und schließlich Urknallwas die gesamte Physik zumindest vorerst dazu verdammt, mit dem Unerklärlichen zu kämpfen, Feature.

es gab kein Feuerwerk

Die Originalität des Urknalls folgt direkt und zwangsläufig aus der Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie. Einige Wissenschaftler sehen dies jedoch als problematisches Phänomen an, da die Mathematik nur erklären kann, was unmittelbar danach passiert ist ... - aber sie weiß nicht, was in diesem sehr merkwürdigen Moment vor dem großen Feuerwerk passiert ist (2).

Viele Wissenschaftler scheuen dieses Feature. Schon allein deshalb, wie er es kürzlich ausdrückte Aber Ahmed Farah von der Ben-Universität in Ägypten: „Die Gesetze der Physik funktionieren dort nicht mehr.“ Farag mit einem Kollegen Saurya Dasem von der University of Lethbridge in Kanada, stellte 2015 in einer Arbeit in Physics Letters B ein Modell vor, in dem das Universum weder Anfang noch Ende und daher keine Singularität hat.

Beide Physiker ließen sich von ihrer Arbeit inspirieren. David Böhm seit den 50er Jahren. Er erwog die Möglichkeit, die aus der allgemeinen Relativitätstheorie bekannten geodätischen Linien (die kürzesten Linien, die zwei Punkte verbinden) durch Quantentrajektorien zu ersetzen. In ihrer Arbeit wandten Farag und Das diese Bohm-Trajektorien auf eine Gleichung an, die 1950 von dem Physiker entwickelt wurde An Amala Kumara Raychaudhury von der Universität Kalkutta. Raychaudhuri war auch der Lehrer von Das, als er 90 war. Unter Verwendung von Raychaudhuris Gleichung erhielten Ali und Das die Quantenkorrektur Friedman-Gleichungwas wiederum die Entwicklung des Universums (einschließlich des Urknalls) im Kontext der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreibt. Obwohl dieses Modell keine echte Theorie der Quantengravitation ist, enthält es Elemente sowohl der Quantentheorie als auch der Allgemeinen Relativitätstheorie. Farag und Das gehen auch davon aus, dass ihre Ergebnisse auch dann zutreffen, wenn endlich eine vollständige Theorie der Quantengravitation formuliert wird.

Die Farag-Das-Theorie sagt weder den Urknall noch voraus großer Absturz Rückkehr zum Singularitätszustand. Die von Farag und Das verwendeten Quantentrajektorien verbinden sich nie und bilden daher nie einen singulären Punkt. Aus kosmologischer Sicht, erklären die Wissenschaftler, können Quantenkorrekturen als kosmologische Konstante betrachtet werden und es bestehe keine Notwendigkeit, dunkle Energie einzuführen. Die kosmologische Konstante führt dazu, dass die Lösung von Einsteins Gleichungen eine Welt endlicher Größe und unendlichen Alters sein kann.

Dies ist nicht die einzige Theorie, die in letzter Zeit die Vorstellungen über den Urknall untergräbt. Es gibt zum Beispiel Hypothesen, dass, als Zeit und Raum auftauchten, sie entstanden und zweites Universumin dem die Zeit rückwärts fließt. Diese Vision wird von einer internationalen Gruppe von Physikern präsentiert, bestehend aus: Tim Kozlovsky von der University of New Brunswick, Märkte Flavio Umfang des Instituts für Theoretische Physik und Julian Barboura. Die beiden während des Urknalls entstandenen Universen sollten dieser Theorie zufolge Spiegelbilder ihrer selbst sein (3), daher haben sie unterschiedliche Gesetze der Physik und ein unterschiedliches Gefühl für den Lauf der Zeit. Vielleicht durchdringen sie sich gegenseitig. Ob in ihnen die Zeit vorwärts oder rückwärts fließt, bestimmt den Kontrast zwischen hoher und niedriger Entropie.

Im Gegenzug ist der Autor eines weiteren neuen Vorschlags für ein Modell von allem, Wong Tzu Shu von der National Taiwan University, beschreibt Zeit und Raum nicht als getrennte Dinge, sondern als eng miteinander verbundene Dinge, die sich ineinander verwandeln können. Weder die Lichtgeschwindigkeit noch die Gravitationskonstante sind in diesem Modell unveränderlich, sondern Faktoren bei der Umwandlung von Zeit und Masse in Größe und Raum, wenn sich das Universum ausdehnt. Shues Theorie kann, wie viele andere Konzepte in der akademischen Welt, natürlich als Fantasie angesehen werden, aber das Modell eines expandierenden Universums mit 68 % dunkler Energie, die die Expansion verursacht, ist ebenfalls problematisch. Einige bemerken, dass Wissenschaftler mit dieser Theorie das physikalische Gesetz der Energieerhaltung „unter den Teppich gekehrt“ haben. Die taiwanesische Theorie verstößt nicht gegen die Prinzipien der Energieerhaltung, hat aber wiederum ein Problem mit der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die als Relikt des Urknalls gilt. Etwas für etwas.

Man kann die Dunkelheit nicht sehen und das war's

Kandidaten für den Ehrentitel Dunkle Materie Viel. Schwach wechselwirkende massive Teilchen, stark wechselwirkende massive Teilchen, sterile Neutrinos, Neutrinos und Axionen sind nur einige der Lösungen für das Rätsel der „unsichtbaren“ Materie im Universum, die Theoretiker bisher vorgeschlagen haben.

Jahrzehntelang waren die beliebtesten Kandidaten hypothetisch, schwer (zehnmal schwerer als ein Proton) und schwach wechselwirkend Partikel namens WIMPs. Es wurde angenommen, dass sie in der Anfangsphase der Existenz des Universums aktiv waren, aber als es abkühlte und die Teilchen zerstreuten, ließ ihre Wechselwirkung nach. Berechnungen ergaben, dass die Gesamtmasse der WIMPs fünfmal so groß sein sollte wie die der gewöhnlichen Materie, was genau so viel ist, wie dunkle Materie geschätzt wurde.

Es wurden jedoch keine Spuren von WIMPs gefunden. Daher ist es mittlerweile beliebter, über die Suche zu sprechen sterile Neutrinos, hypothetische Dunkle-Materie-Teilchen mit null elektrischer Ladung und sehr geringer Masse. Manchmal werden sterile Neutrinos als vierte Generation von Neutrinos betrachtet (neben Elektronen-, Myon- und Tau-Neutrinos). Sein charakteristisches Merkmal ist, dass es nur unter dem Einfluss der Schwerkraft mit Materie interagiert. Bezeichnet mit dem Symbol ν_s.

Neutrino-Oszillationen könnten theoretisch Myon-Neutrinos steril machen und ihre Anzahl im Detektor verringern. Dies ist besonders wahrscheinlich, nachdem ein Neutrinostrahl eine Region mit hochdichter Materie wie den Erdkern durchquert hat. Daher wurde der IceCube-Detektor am Südpol verwendet, um Neutrinos aus der nördlichen Hemisphäre im Energiebereich von 320 GeV bis 20 TeV zu beobachten, wo bei Anwesenheit steriler Neutrinos ein starkes Signal erwartet wurde. Leider konnte durch die Analyse der Daten beobachteter Ereignisse die Existenz steriler Neutrinos im zugänglichen Bereich des Parameterraums, dem sogenannten, ausgeschlossen werden. 99 % Konfidenzniveau.

Im Juli 2016, nach zwanzigmonatigen Experimenten am Large Underground Xenon (LUX)-Detektor, hatten Wissenschaftler nichts zu sagen, außer dass … sie nichts gefunden hatten. Ebenso sagen Wissenschaftler des Labors der Internationalen Raumstation und Physiker des CERN, die im zweiten Teil des Large Hadron Collider mit der Produktion dunkler Materie rechneten, nichts über dunkle Materie.

Wir müssen also weiter schauen. Wissenschaftler sagen, dass dunkle Materie möglicherweise etwas völlig anderes ist als WIMPs und Neutrinos oder was auch immer, und sie bauen LUX-ZEPLIN, einen neuen Detektor, der siebzigmal empfindlicher sein soll als der aktuelle.

Die Wissenschaft bezweifelt, dass es so etwas wie Dunkle Materie gibt, doch Astronomen haben kürzlich eine Galaxie beobachtet, die trotz ihrer der Milchstraße ähnlichen Masse zu 99,99 % aus Dunkler Materie besteht. Informationen über die Entdeckung wurden vom V.M. Observatory bereitgestellt. Keka. Es geht um Galaxie Libelle 44 (Libelle 44). Seine Existenz wurde erst letztes Jahr bestätigt, als das Teleskopnetzwerk Dragonfly Telephoto Array ein Himmelsfragment im Sternbild Sense der Berenike beobachtete. Es stellte sich heraus, dass die Galaxie viel mehr enthält, als man auf den ersten Blick sieht. Da es nur wenige Sterne enthält, würde es schnell auseinanderfallen, wenn nicht irgendein mysteriöses Ding dabei helfen würde, die Objekte, aus denen es besteht, zusammenzuhalten. Dunkle Materie?

Modellieren?

Hypothese Das Universum ist wie ein HologrammTrotz der Tatsache, dass sich Menschen mit ernsthaften wissenschaftlichen Abschlüssen damit beschäftigen, wird es immer noch als nebulöses Gebiet an der Grenze der Wissenschaft behandelt. Vielleicht liegt es daran, dass Wissenschaftler nur Menschen sind und es ihnen schwer fällt, sich mit den mentalen Implikationen der diesbezüglichen Forschung auseinanderzusetzen. Juan MaldasenaAusgehend von der Stringtheorie entwarf er eine Vision des Universums, in der im neundimensionalen Raum schwingende Saiten unsere Realität erschaffen, die lediglich ein Hologramm ist – eine Projektion einer flachen Welt ohne Schwerkraft..

Die Ergebnisse einer 2015 veröffentlichten Studie österreichischer Wissenschaftler deuten darauf hin, dass das Universum weniger Dimensionen benötigt als erwartet. Das dreidimensionale Universum kann einfach eine zweidimensionale Informationsstruktur am kosmologischen Horizont sein. Wissenschaftler vergleichen es mit den Hologrammen auf Kreditkarten – sie sind tatsächlich zweidimensional, obwohl wir sie als dreidimensional betrachten. Entsprechend Daniela Grumillera Laut einer Studie der Technischen Universität Wien ist unser Universum recht flach und weist eine positive Krümmung auf. Grumiller erklärte in Physical Review Letters, dass, wenn die Quantengravitation im flachen Raum holographisch durch die Standardquantentheorie beschrieben werden kann, es auch physikalische Größen geben sollte, die in beiden Theorien berechnet werden können, und die Ergebnisse sollten übereinstimmen. Insbesondere ein Schlüsselmerkmal der Quantenmechanik – die Quantenverschränkung – sollte in einer Gravitationstheorie auftauchen.

Einige gehen noch weiter und sprechen nicht von holographischer Projektion, sondern sogar von Computermodellierung. Vor zwei Jahren hat der berühmte Astrophysiker und Nobelpreisträger George Smoot, präsentierte Argumente dafür, dass die Menschheit in einer solchen Computersimulation lebt. Möglich sei dies beispielsweise durch die Entwicklung von Computerspielen, die theoretisch den Kern der virtuellen Realität bilden. Werden Menschen jemals realistische Simulationen erstellen? Die Antwort ist ja“, sagte er in einem Interview. „Offensichtlich wurden in dieser Frage erhebliche Fortschritte erzielt. Schauen Sie sich nur das erste "Pong" und die Spiele an, die heute gemacht wurden. Um 2045 werden wir unsere Gedanken sehr bald in Computer übertragen können.“

Das Universum als holographische Projektion

Wenn man bedenkt, dass wir dank der Magnetresonanztomographie bereits in der Lage sind, bestimmte Neuronen im Gehirn abzubilden, sollte die Nutzung dieser Technologie für andere Zwecke kein Problem darstellen. Dann kann die virtuelle Realität funktionieren, indem sie den Kontakt mit Tausenden von Menschen ermöglicht und eine Form der Gehirnstimulation darstellt. Laut Smoot könnte dies in der Vergangenheit geschehen sein, und unsere Welt ist ein fortschrittliches Netzwerk virtueller Simulationen. Darüber hinaus könnte dies unendlich oft passieren! Wir können also in einer Simulation leben, die in einer anderen Simulation ist, in einer anderen Simulation enthalten ist, die ... und so weiter, bis ins Unendliche.

Die Welt und insbesondere das Universum wird uns leider nicht auf den Teller gegeben. Vielmehr sind wir selbst ein Teil, ein sehr kleiner Teil, von Gerichten, die, wie einige Hypothesen zeigen, nicht für uns zubereitet werden konnten.

Wird der kleine Teil des Universums, den wir haben – zumindest im materialistischen Sinne – jemals in der Lage sein, die gesamte Struktur zu verstehen? Sind wir intelligent genug, um das Geheimnis des Universums zu verstehen und zu begreifen? Wahrscheinlich nein. Sollten wir jedoch jemals zu dem Schluss kommen, dass wir letztendlich scheitern würden, wäre es schwer, nicht zu bemerken, dass dies in gewissem Sinne auch eine Art endgültige Einsicht in die Natur aller Dinge wäre ...