Jest coraz więcej dowodów na to, że niektóre części wszechświata mogą być wyjątkowe. Jednym z kamieni węgielnych współczesnej astrofizyki jest zasada kosmologiczna, zgodnie z którą obserwatorzy na Ziemi widzą to samo, co obserwatorzy z dowolnego innego punktu we Wszechświecie, a prawa fizyki są wszędzie takie same.
Wiele obserwacji potwierdza ten pomysł. Na przykład Wszechświat wygląda mniej więcej tak samo we wszystkich kierunkach, z mniej więcej takim samym rozkładem galaktyk po wszystkich stronach.
Ale w ostatnich latach niektórzy kosmolodzy zaczęli kwestionować słuszność tej zasady.
Wskazują na dane z badań supernowych typu 1, które oddalają się od nas z coraz większą prędkością, co wskazuje nie tylko na rozszerzanie się Wszechświata, ale także na coraz większe przyspieszenie tej ekspansji.
Co ciekawe, przyspieszenie nie jest jednakowe we wszystkich kierunkach. W niektórych kierunkach wszechświat przyspiesza szybciej niż w innych.
Ale jak bardzo możesz ufać tym danym? Możliwe, że w niektórych kierunkach zaobserwujemy błąd statystyczny, który zniknie wraz z poprawną analizą uzyskanych danych.
Film promocyjny:
Rong-Jen Kai i Zhong-Liang Tuo z Instytutu Fizyki Teoretycznej Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie po raz kolejny sprawdzili dane uzyskane z 557 supernowych ze wszystkich części wszechświata i powtórzyli obliczenia.
Dziś potwierdzili obecność niejednorodności. Według ich obliczeń najszybsze przyspieszenie występuje w konstelacji kurków na półkuli północnej. Dane te są zgodne z danymi z innych badań, zgodnie z którymi istnieje niejednorodność w kosmicznym mikrofalowym promieniowaniu tła.
Może to doprowadzić kosmologów do odważnego wniosku, że zasada kosmologiczna jest błędna.
Powstaje ekscytujące pytanie: dlaczego Wszechświat jest heterogeniczny i jak wpłynie to na istniejące modele kosmosu?
Przygotuj się na galaktyczny ruch
Grupa naukowców ze Stanów Zjednoczonych i Kanady opublikowała mapę ekosfery Drogi Mlecznej. Artykuł naukowców został przyjęty do publikacji w czasopiśmie Astrobiology, a jego preprint jest dostępny na arXiv.org.
droga Mleczna
Zgodnie z nowoczesnymi koncepcjami, Galaktyczna Nadająca się do zamieszkania strefa (GHZ) jest definiowana jako region, w którym z jednej strony jest wystarczająco dużo ciężkich pierwiastków, aby uformować planety, az drugiej strony, na który nie mają wpływu kosmiczne kataklizmy. Według naukowców, głównymi takimi kataklizmami są wybuchy supernowych, które mogą łatwo „wysterylizować” całą planetę.
W ramach badań naukowcy zbudowali komputerowy model formowania się gwiazd, a także supernowych typu Ia (białe karły w układach podwójnych kradnących materię od sąsiada) i II (eksplozja gwiazdy powyżej 8 mas Słońca). W rezultacie astrofizycy byli w stanie zidentyfikować regiony Drogi Mlecznej, które teoretycznie nadają się do zamieszkania.
Ponadto naukowcy odkryli, że co najmniej 1,5 procent wszystkich gwiazd w galaktyce (to jest około 4,5 miliarda gwiazd 3 × 1011) zamieszkałych przez planety może istnieć w różnym czasie.
Co więcej, 75 procent tych hipotetycznych planet powinno znajdować się w stanie przechwytywania pływów, to znaczy nieustannie „patrzeć” na gwiazdę z jednej strony. Astrobiologowie spierają się, czy życie na takich planetach jest możliwe.
Aby obliczyć GHZ, naukowcy zastosowali to samo podejście, które jest używane do analizy ekosfery wokół gwiazd. Taka strefa jest zwykle nazywana obszarem wokół gwiazdy, w którym na powierzchni skalistej planety może występować woda w stanie ciekłym.
Nasz Wszechświat to hologram. Czy istnieje rzeczywistość?
Natura hologramu - „całość w każdej cząstce” - daje nam zupełnie nowy sposób rozumienia struktury i porządku rzeczy. Widzimy obiekty, na przykład cząstki elementarne, oddzielone, ponieważ widzimy tylko część rzeczywistości.
Te cząstki nie są oddzielnymi „częściami”, ale aspektami głębszej jedności
Na jakimś głębszym poziomie rzeczywistości takie cząstki nie są oddzielnymi obiektami, ale jakby kontynuacją czegoś bardziej podstawowego.
Naukowcy doszli do wniosku, że cząstki elementarne są w stanie oddziaływać ze sobą niezależnie od odległości, nie dlatego, że wymieniają jakieś tajemnicze sygnały, ale dlatego, że ich separacja jest iluzją.
Jeśli oddzielenie cząstek jest iluzją, to na głębszym poziomie wszystkie obiekty na świecie są ze sobą nieskończenie połączone.
Elektrony w atomach węgla w naszych mózgach są powiązane z elektronami każdego pływającego łososia, każdego bijącego serca i każdej gwiazdy świecącej na niebie.
Wszechświat jako hologram oznacza, że nie jesteśmy
Hologram mówi nam, że jesteśmy hologramem.
Naukowcy z Centrum Badań Astrofizycznych w Fermilab pracują obecnie nad urządzeniem holometrycznym, które obali wszystko, co ludzkość teraz wie o wszechświecie.
Przy pomocy urządzenia holometrycznego eksperci mają nadzieję udowodnić lub obalić szalone założenie, że trójwymiarowy Wszechświat, jaki znamy, po prostu nie istnieje, będąc niczym więcej niż rodzajem hologramu. Innymi słowy, otaczająca rzeczywistość jest iluzją i niczym więcej.
… Teoria, że Wszechświat jest hologramem, opiera się na nie tak dawnym założeniu, że przestrzeń i czas we Wszechświecie nie są ciągłe.
Podobno składają się z oddzielnych części, kropek - jakby z pikseli, dlatego nie da się w nieskończoność zwiększać „skali obrazu” Wszechświata, wnikając coraz głębiej w istotę rzeczy. Po osiągnięciu określonej wartości skali Wszechświat okazuje się czymś w rodzaju obrazu cyfrowego bardzo słabej jakości - rozmytego, rozmytego.
Wyobraź sobie zwykłe zdjęcie z magazynu. Wygląda jak ciągły obraz, ale zaczynając od pewnego poziomu powiększenia rozpada się na punkty, które tworzą jedną całość. Nasz świat jest rzekomo złożony z mikroskopijnych punktów w jeden piękny, nawet wypukły obraz.
Niesamowita teoria! A do niedawna nie była traktowana poważnie. Dopiero niedawne badania czarnych dziur przekonały większość badaczy, że w teorii „holograficznej” coś jest.
Faktem jest, że stopniowe odparowywanie czarnych dziur odkrytych przez astronomów wraz z upływem czasu doprowadziło do paradoksu informacyjnego - w tym przypadku wszystkie zawarte informacje o wnętrzu dziury zniknęłyby.
A to jest sprzeczne z zasadą zachowania informacji
Ale laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki Gerard t'Hooft, opierając się na pracy profesora Jacoba Bekensteina z Uniwersytetu Jerozolimskiego, udowodnił, że wszystkie informacje zawarte w trójwymiarowym obiekcie można przechowywać w dwuwymiarowych granicach, które pozostają po jego zniszczeniu, podobnie jak obraz trójwymiarowego obiektu. obiekt można umieścić na dwuwymiarowym hologramie.
NAUKOWIEC MIAŁ RAZ FANTASM
Po raz pierwszy „szalona” idea uniwersalnej iluzji narodziła się w połowie XX wieku przez fizyka z University of London David Bohm, kolegę Alberta Einsteina.
Według jego teorii cały świat działa podobnie jak hologram.
Jak każda dowolnie mała sekcja hologramu zawiera cały obraz trójwymiarowego obiektu, tak więc każdy istniejący obiekt jest „osadzony” w każdej z jego części składowych.
„Wynika z tego, że obiektywna rzeczywistość nie istnieje” - doszedł wówczas do oszałamiającego wniosku profesora Bohm. „Nawet przy swojej pozornej gęstości wszechświat jest zasadniczo fantazmatem, gigantycznym, luksusowo szczegółowym hologramem.
Przypomnij sobie, że hologram to trójwymiarowe zdjęcie wykonane laserem. Aby to zrobić, fotografowany obiekt musi być przede wszystkim oświetlony światłem lasera. Następnie druga wiązka laserowa, sumując się ze światłem odbitym od obiektu, daje wzór interferencyjny (przemienność minimów i maksimów promieni), który można zarejestrować na filmie.
Gotowe ujęcie wygląda jak bezsensowna międzywarstwy jasnych i ciemnych linii. Warto jednak oświetlić obraz inną wiązką lasera, ponieważ od razu pojawia się trójwymiarowy obraz oryginalnego obiektu.
Trójwymiarowość to nie jedyna cudowna właściwość hologramu
Jeśli hologram z wizerunkiem, na przykład drzewa, zostanie przecięty na pół i oświetlony laserem, każda połowa będzie zawierała cały obraz tego samego drzewa, dokładnie tej samej wielkości. Jeśli nadal będziemy ciąć hologram na mniejsze kawałki, na każdym z nich ponownie znajdziemy obraz całego obiektu jako całości.
W przeciwieństwie do tradycyjnej fotografii, każda sekcja hologramu zawiera informacje o całym temacie, ale z proporcjonalnym zmniejszeniem wyrazistości.
„Zasada hologramu„ wszystko w każdej części”pozwala nam podejść do kwestii organizacji i porządku w zupełnie nowy sposób” - wyjaśnił prof. Bohm. „Przez większość swojej historii zachodnia nauka ewoluowała z myślą, że najlepszym sposobem zrozumienia zjawiska fizycznego, czy to żaby, czy atomu, jest jego analiza i badanie jego części składowych.
Hologram pokazał nam, że niektóre rzeczy we Wszechświecie nie nadają się do eksploracji w ten sposób. Jeśli przeanalizujemy coś, co jest ułożone holograficznie, nie otrzymamy części, które ją tworzą, ale otrzymamy to samo, ale z mniejszą precyzją.
I TU POJAWIŁ SIĘ WSZYSTKIE WYJAŚNIAJĄCE ASPEKTY
Do „szalonego” pomysłu Bohma skłonił się także rewelacyjny eksperyment z cząstkami elementarnymi. Fizyk z Uniwersytetu Paris Alan Aspect w 1982 roku odkrył, że w pewnych warunkach elektrony są w stanie natychmiast komunikować się ze sobą, niezależnie od odległości między nimi.
Nie ma znaczenia, czy jest między nimi dziesięć milimetrów, czy dziesięć miliardów kilometrów. W jakiś sposób każda cząstka zawsze wie, co robi druga. Pomieszany tylko jeden problem tego odkrycia: narusza on postulat Einsteina o maksymalnej prędkości propagacji interakcji, równej prędkości światła.
Ponieważ podróżowanie z prędkością większą niż prędkość światła jest równoznaczne z przekroczeniem bariery czasowej, ta zniechęcająca perspektywa pozostawiła fizyków głębokie wątpliwości co do pracy Aspecta.
Ale Bohmowi udało się znaleźć wyjaśnienie. Według niego cząstki elementarne oddziałują na siebie na dowolną odległość, nie dlatego, że wymieniają między sobą jakieś tajemnicze sygnały, ale dlatego, że ich separacja jest iluzoryczna. Wyjaśnił, że na jakimś głębszym poziomie rzeczywistości takie cząstki nie są oddzielnymi obiektami, ale w rzeczywistości przedłużeniem czegoś bardziej podstawowego.
„Profesor zilustrował swoją zawiłą teorię następującym przykładem dla lepszego zrozumienia” - napisał Michael Talbot, autor The Holographic Universe. - Wyobraź sobie akwarium z rybami. Wyobraź sobie również, że nie widzisz bezpośrednio akwarium, ale możesz oglądać tylko dwa ekrany telewizyjne, które transmitują obraz z kamer umieszczonych jedna z przodu, a druga z boku akwarium.
Patrząc na ekrany, można wywnioskować, że ryby na każdym ekranie są oddzielnymi obiektami. Ponieważ kamery przesyłają obraz pod różnymi kątami, ryby wyglądają inaczej. Ale gdy będziesz dalej obserwować, po chwili zauważysz, że istnieje związek między dwiema rybami na różnych ekranach.
Kiedy jedna ryba skręca, druga również zmienia kierunek, nieco inaczej, ale zawsze zgodnie z pierwszą. Kiedy widzisz jedną rybę z przodu, druga jest z pewnością z profilu. Jeśli nie masz pełnego obrazu sytuacji, możesz raczej dojść do wniosku, że ryby muszą jakoś natychmiast komunikować się ze sobą, że to nie przypadek."
- Wyraźna ponadświetlna interakcja między cząstkami mówi nam, że ukryty jest przed nami głębszy poziom rzeczywistości - wyjaśnił Bohm fenomen eksperymentów Aspecta - o wymiarze wyższym niż nasz, jak w analogii z akwarium. Widzimy te cząstki oddzielone tylko dlatego, że widzimy tylko część rzeczywistości.
A cząsteczki nie są oddzielnymi „częściami”, ale aspektami głębszej jedności, która ostatecznie jest tak holograficzna i niewidoczna jak wspomniane wyżej drzewo.
A ponieważ wszystko w fizycznej rzeczywistości składa się z tych „fantomów”, Wszechświat, który obserwujemy, sam jest projekcją, hologramem.
Co jeszcze może nieść hologram, nie jest jeszcze znane
Załóżmy na przykład, że to matryca daje początek wszystkiemu na świecie, przynajmniej zawiera ona wszystkie cząstki elementarne, które przyjęły lub kiedyś przyjmą jakąkolwiek możliwą formę materii i energii - od płatków śniegu po kwazary, od płetwali błękitnych po promienie gamma. To jak uniwersalny supermarket, który ma wszystko.
Chociaż Bohm przyznał, że nie mamy możliwości dowiedzenia się, co jeszcze zawiera hologram, pozwolił sobie argumentować, że nie mamy powodu, aby zakładać, że nie ma w nim nic innego. Innymi słowy, możliwe jest, że holograficzny poziom świata jest tylko jednym z etapów niekończącej się ewolucji.
OPINIA OPTYMISTY
Psycholog Jack Kornfield, opowiadając o swoim pierwszym spotkaniu z nieżyjącym już nauczycielem buddyzmu tybetańskiego Kalu Rinpocze, wspomina, że miał miejsce między nimi następujący dialog:
- Czy mógłbyś wyjaśnić mi w kilku zdaniach samą istotę nauk buddyjskich?
„Mogłem to zrobić, ale nie uwierzysz mi, a zrozumienie, o czym mówię, zajmie ci wiele lat.
- W każdym razie, proszę wyjaśnij, więc chcę wiedzieć. Odpowiedź Rinpocze była niezwykle krótka:
- Tak naprawdę nie istniejesz.
CZAS SKŁADA SIĘ Z GRANULATÓW
Ale czy można „poczuć” tę iluzję instrumentami? Okazało się, że tak. Od kilku lat w Niemczech teleskop grawitacyjny GEO600 zbudowany w Hanowerze (Niemcy) prowadzi badania mające na celu wykrycie fal grawitacyjnych, oscylacji czasoprzestrzennych, które tworzą supermasywne obiekty kosmiczne.
Jednak przez lata nie znaleziono ani jednej fali. Jednym z powodów są dziwne szumy w zakresie od 300 do 1500 Hz, które detektor rejestruje przez długi czas. Naprawdę przeszkadzają w jego pracy.
Naukowcy na próżno szukali źródła hałasu, dopóki Craig Hogan, dyrektor Centrum Badań Astrofizycznych w Fermi Laboratory, przypadkowo się z nimi skontaktował.
Stwierdził, że rozumie, o co chodzi. Według niego z zasady holograficznej wynika, że czasoprzestrzeń nie jest linią ciągłą i najprawdopodobniej jest zbiorem mikrostref, ziaren, rodzajem kwantów czasoprzestrzeni.
- A dokładność dzisiejszego sprzętu GEO600 jest wystarczająca, aby zarejestrować fluktuacje próżni zachodzące na granicach kwantów przestrzeni, z których samych ziaren, jeśli zasada holograficzna jest prawidłowa, składa się Wszechświat - wyjaśnił profesor Hogan.
Według niego, GEO600 właśnie natknął się na fundamentalne ograniczenie czasoprzestrzeni - samo „ziarno”, jak ziarno fotografii w czasopismach. I odebrał tę przeszkodę jako „hałas”.
A Craig Hogan, idąc za Bohmem, powtarza z przekonaniem:
- Jeśli wyniki GEO600 spełniają moje oczekiwania, to wszyscy naprawdę żyjemy w ogromnym hologramie o uniwersalnych proporcjach.
Jak dotąd odczyty detektora dokładnie odpowiadają jego obliczeniom i wydaje się, że świat naukowy jest u progu wspaniałego odkrycia.
Eksperci przypominają, że niegdyś obcy hałas, który rozwścieczył badaczy w Bell Laboratory - dużym ośrodku badawczym w dziedzinie telekomunikacji, elektroniki i systemów komputerowych - podczas eksperymentów w 1964 roku, stał się już zwiastunem globalnej zmiany paradygmatu naukowego: tak odkryto promieniowanie reliktowe, co potwierdziło hipotezę. o Wielkim Wybuchu.
A naukowcy oczekują dowodu na holograficzną naturę Wszechświata, gdy urządzenie holometryczne zacznie działać z pełną mocą. Naukowcy mają nadzieję, że zwiększy on ilość praktycznych danych i wiedzy na temat tego niezwykłego odkrycia, które wciąż jest związane z dziedziną fizyki teoretycznej.
Detektor jest ułożony w ten sposób: świecą laserem przez dzielnik wiązki, stamtąd dwie wiązki przechodzą przez dwa prostopadłe ciała, są odbijane, wracają, łączą się i tworzą wzór interferencyjny, gdzie każde zniekształcenie informuje o zmianie stosunku długości ciała, ponieważ fala grawitacyjna przechodzi przez ciała i kompresuje lub rozciąga przestrzeń nierównomiernie w różnych kierunkach.
- „Holometr” pozwoli zwiększyć skalę czasoprzestrzeni i przekonać się, czy założenia o ułamkowej budowie Wszechświata, oparte wyłącznie na wnioskach matematycznych, potwierdzą się - sugeruje prof. Hogan.
Pierwsze dane uzyskane za pomocą nowego aparatu zaczną napływać w połowie tego roku.
OPINIA PESYMISTY
Przewodniczący Royal Society of London, kosmolog i astrofizyk Martin Rees: „Narodziny Wszechświata na zawsze pozostaną dla nas tajemnicą”
- Nie rozumiemy praw wszechświata. I nigdy nie dowiesz się, jak pojawił się Wszechświat i co go czeka. Hipotezy o Wielkim Wybuchu, z którego rzekomo narodził się świat wokół nas, czy o tym, że równolegle z naszym Wszechświatem może istnieć wiele innych, czy o holograficznej naturze świata - pozostaną nieudowodnionymi założeniami.
Niewątpliwie na wszystko są wyjaśnienia, ale nie ma takich geniuszy, którzy mogliby je zrozumieć. Ludzki umysł jest ograniczony. I osiągnął swój limit. Nawet dzisiaj jesteśmy tak dalecy od zrozumienia, na przykład, mikrostruktury próżni, jak ryby w akwarium, które są całkowicie nieświadome tego, jak działa środowisko, w którym żyją.
Na przykład mam powody podejrzewać, że przestrzeń ma strukturę komórkową. A każda z jego komórek jest bilionami bilionów razy mniejsza od atomu. Ale nie możemy tego udowodnić ani obalić, ani zrozumieć, jak działa taka konstrukcja. Zadanie jest zbyt trudne, poza ludzkim umysłem.
Komputerowy model galaktyki
Po dziewięciu miesiącach pracy na potężnym superkomputerze astrofizycy stworzyli komputerowy model pięknej galaktyki spiralnej, która jest kopią naszej Drogi Mlecznej.
Jednocześnie obserwuje się fizykę powstawania i ewolucji naszej galaktyki. Model ten, który został stworzony przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego i Instytutu Fizyki Teoretycznej w Zurychu, pozwala rozwiązać problem, przed którym stoi nauka, który wyrósł z panującego kosmologicznego modelu wszechświata.
„Poprzednie próby stworzenia masywnej galaktyki dyskowej, takiej jak Droga Mleczna, nie powiodły się, ponieważ model miał wybrzuszenie (wybrzuszenie centralne), które było zbyt duże dla dysku” - powiedziała Javiera Guedes, absolwent astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim i autorka pracy badawczej na temat ten model o nazwie Eris (po angielsku „Eris”). Badanie zostanie opublikowane w Astrophysical Journal.
Eris to masywna galaktyka spiralna z rdzeniem w środku złożonym z jasnych gwiazd i innych obiektów strukturalnych znalezionych w galaktykach, takich jak Droga Mleczna. Pod względem takich parametrów jak jasność, stosunek szerokości środka galaktyki do szerokości dysku, skład gwiazdowy i inne właściwości pokrywa się z Drogą Mleczną i innymi galaktykami tego typu.
Według współautora, Piero Madau, profesora astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim, znaczne fundusze zostały wydane na realizację projektu, w ramach którego zakupiono 1,4 miliona godzin obliczeniowych procesora na superkomputerze na komputerze NASA Pleiades.
Uzyskane wyniki pozwoliły potwierdzić teorię „zimnej ciemnej materii”, zgodnie z którą ewolucja struktury Wszechświata przebiegała pod wpływem oddziaływań grawitacyjnych ciemnej zimnej materii („ciemnej” ze względu na to, że nie jest widoczna, oraz „zimnej” ze względu na to, że cząstki poruszać się bardzo wolno).
„Ten model śledzi oddziaływanie ponad 60 milionów ciemnej materii i cząstek gazu. Jego kod obejmuje fizykę procesów, takich jak grawitacja i hydrodynamika, formowanie się gwiazd i eksplozje supernowych - a wszystko to w najwyższej rozdzielczości ze wszystkich modeli kosmologicznych na świecie”- powiedział Guedes.