Koinot atrof-muhitining yangi nazariyasi. Olamning kelib chiqishi haqidagi nazariyalar. Olamning paydo bo'lishining nechta nazariyasi mavjud? Katta portlash nazariyasi: koinotning kelib chiqishi. Olamning kelib chiqishi haqidagi diniy nazariya. Kosmologiya va kvant fizikasi

Sizga mutlaqo taqdim etamiz Yangi ko'rinish Indiana universitetining bir guruh nazariy fiziklari tomonidan ishlab chiqilgan va ushbu universitet xodimi Nikodim Poplavskiy tomonidan taqdim etilgan koinotning kelib chiqishi haqida.
Har bir qora tuynukda yangi koinot mavjud, bizniki ham bundan mustasno emas, u qora tuynuk ichida ham mavjud. Bunday bayonot g'alati tuyulishi mumkin, ammo aynan shu taxmin eng yaxshi yo'l Koinotning tug'ilishini va bugungi kunda biz kuzatayotgan barcha jarayonlarning borishini tushuntiradi.
Standart nazariya katta portlash ko'p savollarga javob bera olmaydi. Bu shuni ko'rsatadiki, koinot cheksiz kichik nuqtaning "yagonaligi" sifatida boshlangan va materiyaning cheksiz yuqori konsentratsiyasini o'z ichiga oladi va uning hajmini bugungi kunda biz kuzatayotgan holatgacha kengaytiradi. Inflyatsiya nazariyasi, kosmosning o'ta tez kengayishi, albatta, ko'plab savollarga javob beradi, masalan, koinot rivojlanishining dastlabki bosqichida nega aynan kichik konsentrlangan materiya bo'laklari yirik samoviy jismlarga: galaktikalar va galaktikalar klasterlariga birlashgan. Ammo ko'plab savollar javobsiz qolmoqda. Masalan: Katta portlashdan keyin nima boshlandi? Katta portlashga nima sabab bo'ldi? Koinot chegaralaridan tashqarida kelgan sirli qorong'u energiyaning manbai nima?
Bizning koinotimiz butunlay qora tuynuk ichida ekanligi haqidagi nazariya shu va boshqa ko'plab savollarga javob beradi. Bu bizning koinotimizning jismoniy imkonsiz xususiyatlari tushunchasini istisno qiladi. Va u fizikaning ikkita markaziy nazariyasiga tayanadi.
Birinchidan, bu umumiy nisbiylik nazariyasi, zamonaviy tortishish nazariyasi. U koinotni keng miqyosda tasvirlaydi. Olamdagi har qanday hodisa fazo, vaqt va makon-vaqtdagi nuqta sifatida qaraladi. Quyosh kabi massiv ob'ektlar osilgan tuvalda yotgan bouling to'pi bilan taqqoslanadigan bo'sh vaqt "egri"larini buzadi yoki yaratadi. Quyoshning tortishish kuchi Yer va uning atrofida aylanadigan boshqa sayyoralarning harakatini o'zgartiradi. Sayyoralarning Quyosh tomonidan tortilishi bizga tortishish kuchi sifatida ko'rinadi.
Yangi nazariyaga asoslanadigan kvant mexanikasining ikkinchi qonuni Olamni atom va boshqa elementar zarralar kabi eng kichik miqyosda tasvirlaydi.
Hozirgi vaqtda fiziklar eng muhim tabiiy hodisalarni, shu jumladan qora tuynuklardagi subatomik zarrachalarning xatti-harakatlarini etarli darajada tasvirlash uchun kvant mexanikasi va umumiy nisbiylik nazariyasini yagona "kvant tortishish" nazariyasiga birlashtirishga intilmoqda.
1960-yillarda kvant mexanikasi taʼsirini hisobga olgan holda umumiy nisbiylik nazariyasining moslashuvi Eynshteyn-Karton-Sciama-Kibble tortishish nazariyasi deb nomlandi. Bu nafaqat ta'minlaydi yangi qadam kvant tortishishini tushunish yo'lida, balki dunyoning muqobil rasmini yaratadi. Umumiy nisbiylikning bu o'zgarishi onaning SPIN deb nomlanuvchi muhim kvant xususiyatini o'z ichiga oladi.
Atomlar va elektronlar kabi kichik zarralar SPIN yoki ichki burchak momentumiga ega bo'lib, ular muz ustida skeyterning aylanishiga o'xshaydi. Ushbu rasmda zarrachalarning SPIN vaqti fazo-vaqt bilan o'zaro ta'sir qiladi va uni "burilish" deb nomlangan xususiyat bilan ta'minlaydi. Bunday burilishni tushunish uchun bo'shliqni ikki o'lchovli tuval sifatida emas, balki moslashuvchan bir o'lchovli novda sifatida tasavvur qiling. Rodning egilishi fazoviy-vaqt burilishiga mos keladi. Agar novda yupqa bo'lsa, siz uni burishingiz mumkin, lekin uning burishgan yoki o'ralganligini bilish qiyin.
Koinotning burishishi koinotning paydo bo'lishining dastlabki bosqichida yoki qora tuynukda sezilarli bo'lishi kerak, aniqrog'i, sezilarli bo'lishi kerak. Bularda ekstremal sharoitlar Fazo-vaqtning burilishi fazo-vaqt egriligiga eng yaqin bo'lgan jismlar uchun itaruvchi kuch yoki tortishish sifatida namoyon bo'lishi kerak.
Umumiy nisbiylikning standart versiyasida bo'lgani kabi, juda massiv yulduzlar qora tuynuklarga tushadi: hech narsa, hatto yorug'lik ham qochib qutula olmaydigan kosmos hududlari.
Koinotning paydo bo'lishining dastlabki daqiqalarida burilish jarayoni qanday rol o'ynashi mumkin:
Dastlab, egri bo'shliqning tortishish kuchi buralishning itaruvchi kuchga aylanishiga imkon beradi, bu esa kosmosning kichikroq hududlarida materiyaning yo'qolishiga olib keladi. Ammo keyin burish jarayoni juda kuchli bo'lib, cheksiz zichlik nuqtasiga aylanadi, nihoyatda yuqori, ammo cheklangan zichlik holatiga etadi. Energiya massaga aylanishi mumkinligi sababli, bu o'ta zich holatdagi juda yuqori tortishish energiyasi zarrachalarning intensiv hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin, bu esa qora tuynuk ichidagi massani sezilarli darajada oshiradi.
SPIN bilan zarrachalar soni ortib borishi ko'proq olib keladi yuqori daraja fazoviy-vaqtinchalik burilish. Burilishning jirkanch momenti materiyaning qulashini to'xtatishi va suvdan uchib ketgan ilgari cho'kib ketgan to'pni eslatuvchi "katta sakrash" effektini yaratishi mumkin, bu esa olamning kengayish jarayoniga olib keladi. Buning natijasida biz koinot massasi, shakli va geometriyasining taqsimlanishida ushbu hodisaga mos keladigan jarayonlarni kuzatamiz.
O'z navbatida, buralish mexanizmi ajoyib stsenariyni taklif qiladi, uning asosida har bir qora tuynuk o'z ichida yangi, yosh koinotni yaratishga qodir.
Shunday qilib, bizning olamimiz boshqa koinotda joylashgan qora tuynuk ichida joylashgan bo'lishi mumkin.
Biz qora tuynuk ichida nima sodir bo'layotganini ko'ra olmaganimiz kabi, ota-olamdagi har qanday kuzatuvchi bizning dunyomizda nima sodir bo'layotganini ko'ra olmaydi.
Qora tuynuk chegarasi bo'ylab materiyaning harakati "voqea gorizonti" deb ataladi va biz oldinga harakat sifatida qabul qiladigan vaqt vektorining yo'nalishini ta'minlovchi faqat bitta yo'nalishda sodir bo'ladi.
Bizning koinotimizdagi vaqt o'qi bizning ota-onamizdan burish jarayoni orqali meros bo'lib o'tgan.
Twisting, shuningdek, koinotdagi materiya va antimateriya o'rtasidagi kuzatilgan nomutanosiblikni ham tushuntirishi mumkin. Nihoyat, burilish jarayoni qorong'u energiya manbai bo'lishi mumkin, bu bizning butun kosmosimizga kirib boradigan va koinotning kengayish tezligini oshiradigan sirli energiya shaklidir. Burilish geometriyasi tashqi kuchlarga taalluqli va eng ko'p bo'lgan "kosmologik konstanta" hosil qiladi. oddiy tarzda qorong'u energiya mavjudligini tushuntirish. Shunday qilib, koinotning kuzatilgan tezlashuvi burilish jarayonining eng kuchli dalili bo'lishi mumkin.
Twisting shuning uchun ta'minlaydi nazariy asos har bir qora tuynuk ichida yangi koinot mavjud bo'lgan stsenariy uchun. Ushbu skript bir nechta asosiy muammolarni hal qilish uchun vosita sifatida ham ishlaydi zamonaviy nazariya gravitatsiya va kosmologiya, garchi fiziklar hali ham Eynshteyn-Karton-Sciama-Kibble kvant mexanikasini tortishishning kvant nazariyasi bilan birlashtirishi kerak.
Ayni paytda, yangi tushuncha kosmik jarayonlar boshqa muhim savollarni keltirib chiqaradi. Masalan, biz ota-ona olam va bizning olamimiz joylashgan qora tuynuk haqida nimalarni bilamiz? Bizda ota-ona olamning nechta qatlami bor? Bizning koinotimiz qora tuynukda ekanligini qanday tekshirish mumkin?
Potensial ravishda, oxirgi savollarni o'rganish mumkin, chunki barcha yulduzlar va qora tuynuklar aylanadi, bizning koinotimiz o'zining "afzal yo'nalishi" sifatida ota-olamning aylanish o'qini meros qilib olishi kerak edi.
Koinotning bir yarim sharidagi 15 000 ta galaktikalar o'rtasida yaqinda o'tkazilgan so'rov shuni ko'rsatdiki, ular "chap qo'l", ya'ni ular soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi, boshqa yarim shardagi galaktikalar esa "o'ng qo'l" yoki soat miliga teskari yo'nalishda aylanadi. Ammo bu kashfiyot hali ham tushunishni talab qiladi. Qanday bo'lmasin, endi aniq: fazo - vaqt geometriyasida burilish jarayoni kosmologiyaning muvaffaqiyatli nazariyasiga to'g'ri qadamdir.

Atrofdagi dunyoning ulug'vorligi va xilma-xilligi har qanday tasavvurni hayratda qoldirishi mumkin. Insonni, boshqa odamlarni o'rab turgan barcha narsalar va narsalar, har xil turlari o'simliklar va hayvonlar, faqat mikroskop bilan ko'rish mumkin bo'lgan zarralar, shuningdek, tushunarsiz yulduz klasterlari: ularning barchasi "koinot" tushunchasi ostida birlashtirilgan.

Olamning paydo bo'lishi haqidagi nazariyalar inson tomonidan uzoq vaqt davomida ishlab chiqilgan. Hatto din yoki fanning asosiy tushunchasi yo'qligiga qaramay, qadimgi odamlarning qiziquvchan ongida dunyo tartibining tamoyillari va uni o'rab turgan makonda insonning mavqei haqida savollar paydo bo'ldi. Bugungi kunda koinotning paydo bo'lishi haqida qancha nazariyalar mavjudligini sanash qiyin, ulardan ba'zilari dunyoga mashhur olimlar tomonidan o'rganilgan, boshqalari esa mutlaqo hayoliydir.

Kosmologiya va uning predmeti

Zamonaviy kosmologiya - koinotning tuzilishi va rivojlanishi haqidagi fan - uning kelib chiqishi masalasini eng qiziqarli va hali ham etarlicha o'rganilmagan sirlardan biri deb biladi. Yulduzlarning, galaktikalarning paydo bo'lishiga hissa qo'shgan jarayonlarning tabiati, quyosh tizimlari va sayyoralar, ularning rivojlanishi, Koinotning paydo bo'lish manbai, shuningdek, uning o'lchamlari va chegaralari: bularning barchasi zamonaviy olimlar tomonidan o'rganilayotgan masalalarning qisqacha ro'yxati.

Dunyoning paydo bo'lishi haqidagi fundamental jumboqga javob izlash bugungi kunda Olamning paydo bo'lishi, mavjudligi va rivojlanishi haqida turli xil nazariyalar mavjudligiga olib keldi. Javoblarni izlayotgan, gipotezalarni yaratish va sinovdan o'tkazayotgan mutaxassislarning hayajonlari oqlanadi, chunki koinotning tug'ilishining ishonchli nazariyasi butun insoniyatga boshqa tizimlar va sayyoralarda hayot mavjudligi ehtimolini ochib beradi.

Olamning kelib chiqishi haqidagi nazariyalar o'ziga xos xususiyatga ega ilmiy tushunchalar, individual farazlar, diniy ta'limotlar, falsafiy g'oyalar va afsonalar. Ularning barchasi shartli ravishda ikkita asosiy toifaga bo'linadi:

1. Koinotni yaratuvchi tomonidan yaratilgan nazariyalar. Boshqacha aytganda, ularning mohiyati shundan iboratki, Olamni yaratish jarayoni ongli va ruhiy harakat, irodaning namoyon bo'lishi edi.
2. Ilmiy omillar asosida qurilgan olamning kelib chiqishi nazariyalari. Ularning postulatlari yaratuvchining mavjudligini ham, dunyoni ongli ravishda yaratish imkoniyatini ham qat'iyan rad etadi. Bunday farazlar ko'pincha o'rtachalik printsipi deb ataladigan narsaga asoslanadi. Ular nafaqat bizning sayyoramizda, balki boshqalarda ham hayotning mavjudligini taklif qiladi.

Kreatsionizm - dunyoni Yaratuvchi tomonidan yaratish nazariyasi

Nomidan ko'rinib turibdiki, kreatsionizm (yaratilish) koinotning kelib chiqishi haqidagi diniy nazariyadir. Bu dunyoqarash koinot, sayyora va insonning xudo yoki Yaratuvchi tomonidan yaratilishi tushunchasiga asoslanadi.

g'oya uzoq vaqt davomida hukmron edi, qadar kech XIX bilimlarni to'plash jarayoni eng tezlashgan asr turli hududlar fanlari (biologiya, astronomiya, fizika), shuningdek keng tarqalgan evolyutsiya nazariyasi. Yaratilayotgan kashfiyotlarga konservativ qarashlarga ega bo'lgan nasroniylarning o'ziga xos reaktsiyasi kreatsionizmga aylandi. O'sha paytdagi hukmron g'oya diniy va boshqa nazariyalar o'rtasida mavjud bo'lgan ziddiyatlarni kuchaytirdi.

Ilmiy va diniy nazariyalar o'rtasidagi farq nima?

Turli toifadagi nazariyalar o'rtasidagi asosiy farqlar, birinchi navbatda, ularning tarafdorlari tomonidan qo'llaniladigan atamalarda yotadi. Demak, ilmiy farazlarda yaratuvchi o‘rniga tabiat, yaratilish o‘rniga esa kelib chiqish mavjud. Shu bilan birga, shunga o'xshash tarzda yoritilgan masalalar ham mavjud turli nazariyalar yoki hatto butunlay takrorlanadi.

Qarama-qarshi toifalarga mansub olamning paydo bo'lishi haqidagi nazariyalar uning paydo bo'lishini boshqacha sanab o'tadi. Masalan, eng keng tarqalgan gipotezaga (katta portlash nazariyasiga) ko'ra, Olam taxminan 13 milliard yil oldin shakllangan.

Bundan farqli o'laroq, koinotning paydo bo'lishining diniy nazariyasi butunlay boshqacha raqamlarni beradi:

• Xristian manbalariga ko'ra, Iso Masih tug'ilganda Xudo tomonidan yaratilgan Olamning yoshi 3483-6984 yillarni tashkil etgan.
• Hinduizm bizning dunyomizning yoshi taxminan 155 trillion yil ekanligini ko'rsatadi.

Kant va uning kosmologik modeli

20-asrgacha ko'pchilik olimlar olam cheksiz degan fikrda edilar. Ular vaqt va makonni shu sifat bilan tavsiflaganlar. Bundan tashqari, ularning fikriga ko'ra, Olam statik va bir hil edi.

Koinotning koinotdagi cheksizligi haqidagi g'oyani Isaak Nyuton ilgari surgan. Bu taxmin vaqt chegaralarining yo'qligi haqidagi nazariyani ishlab chiqqan kishi tomonidan ishlab chiqilgan. O'zining nazariy farazlarini davom ettirib, Kant koinotning cheksizligini mumkin bo'lgan biologik mahsulotlar soniga kengaytirdi. Bu postulat oxiri va boshi bo'lmagan qadimiy va keng dunyo sharoitida son-sanoqsiz mumkin bo'lgan variantlar bo'lishi mumkinligini anglatardi, buning natijasida har qanday biologik turning paydo bo'lishi haqiqatda sodir bo'lishi mumkin.

Mumkin bo'lgan hodisa asosida hayot shakllari Darvin nazariyasi keyinchalik ishlab chiqilgan. Kuzatuvlar yulduzli osmon astronomlarning hisob-kitoblari natijalari esa Kantning kosmologik modelini tasdiqladi.

Eynshteynning mulohazalari

20-asrning boshlarida Albert Eynshteyn o'zining koinot modelini nashr etdi. Uning nisbiylik nazariyasiga ko'ra, Olamda bir vaqtning o'zida ikkita qarama-qarshi jarayon sodir bo'ladi: kengayish va qisqarish. Biroq, u koinotning statsionar tabiati haqidagi aksariyat olimlarning fikriga qo'shildi, shuning uchun u kosmik itaruvchi kuch tushunchasini kiritdi. Uning ta'siri yulduzlarning tortishishini muvozanatlash va koinotning statik tabiatini saqlab qolish uchun barcha samoviy jismlarning harakatlanish jarayonini to'xtatish uchun mo'ljallangan.

Koinot modeli - Eynshteynga ko'ra - ma'lum bir o'lchamga ega, ammo chegaralar yo'q. Bu kombinatsiya faqat sferada bo'lgani kabi bo'sh joy kavisli bo'lganda amalga oshirilishi mumkin.

Bunday modelning makonining xususiyatlari quyidagilardan iborat:

• Uch o'lchovlilik.
• O'zingizni yopish.
• Gomogenlik (markaz va chekkaning yo'qligi), unda galaktikalar bir tekis taqsimlanadi.

A. A. Fridman: Koinot kengaymoqda

Olamning inqilobiy kengayuvchi modeli yaratuvchisi A. A. Fridman (SSSR) o‘z nazariyasini umumiy nisbiylik nazariyasini tavsiflovchi tenglamalar asosida qurdi. To'g'ri, umumiy qabul qilingan fikr ilmiy dunyo O'sha paytda bizning dunyomiz statik edi, shuning uchun uning ishiga etarlicha e'tibor berilmadi.

Bir necha yil o'tgach, astronom Edvin Xabbl Fridmanning g'oyalarini tasdiqlovchi kashfiyot qildi. Galaktikalar yaqin atrofdan uzoqlashayotgani aniqlandi Somon yo'li. Shu bilan birga, ularning harakat tezligi ular va bizning galaktikamiz orasidagi masofaga mutanosib bo'lib qolayotgani inkor etilmaydi.

Ushbu kashfiyot yulduzlar va galaktikalarning bir-biriga nisbatan doimiy "tarqalishi" ni tushuntiradi, bu esa koinotning kengayishi haqidagi xulosaga olib keladi.

Oxir oqibat, Fridmanning xulosalari Eynshteyn tomonidan tan olindi, keyinchalik u sovet olimining koinotning kengayishi haqidagi gipoteza asoschisi sifatidagi xizmatlarini eslatib o'tdi.

Bu nazariya va umumiy nisbiylik nazariyasi o'rtasida qarama-qarshiliklar mavjud deb aytish mumkin emas, lekin koinotning kengayishi paytida yulduzlarning chekinishiga sabab bo'lgan dastlabki impuls bo'lishi kerak. Portlash bilan o'xshash g'oya "Katta portlash" deb nomlangan.

Stiven Xoking va antropik printsip

Stiven Xokingning hisob-kitoblari va kashfiyotlari natijasi olamning kelib chiqishi haqidagi antropotsentrik nazariya edi. Uning yaratuvchisining ta'kidlashicha, inson hayoti uchun juda yaxshi tayyorlangan sayyoraning mavjudligi tasodifiy bo'lishi mumkin emas.

Stiven Xokingning koinotning paydo bo‘lishi haqidagi nazariyasi qora tuynuklarning bosqichma-bosqich bug‘lanishi, ularning energiyasini yo‘qotishi va Xoking nurlanishining tarqalishini ham nazarda tutadi.

Dalillarni qidirish natijasida 40 dan ortiq xususiyatlar aniqlandi va sinovdan o'tkazildi, ularga rioya qilish tsivilizatsiya rivojlanishi uchun zarurdir. Amerikalik astrofizik Xyu Ross bunday tasodifiy tasodifning ehtimolini baholadi. Natijada 10 -53 raqami bo'ldi.

Bizning koinotimizda har birida 100 milliard yulduzdan iborat trillion galaktikalar mavjud. Olimlar tomonidan olib borilgan hisob-kitoblarga ko'ra, jami sayyoralar 10 20 bo'lishi kerak. Bu ko‘rsatkich avval hisoblanganidan 33 baravar kam. Binobarin, barcha galaktikalardagi hech bir sayyora hayotning o'z-o'zidan paydo bo'lishi uchun qulay sharoitlarni birlashtira olmaydi.

Katta portlash nazariyasi: Koinotning kichik zarrachadan kelib chiqishi

Katta portlash nazariyasini qo'llab-quvvatlovchi olimlar koinot katta portlashning oqibati degan gipotezani baham ko'rishadi. Nazariyaning asosiy postulati - bu hodisadan oldin hozirgi koinotning barcha elementlari mikroskopik o'lchamlarga ega bo'lgan zarrachada joylashganligi haqidagi bayonotdir. Uning ichida bo'lgan holda, elementlar harorat, zichlik va bosim kabi ko'rsatkichlarni o'lchash mumkin bo'lmagan yagona holat bilan ajralib turardi. Ular cheksizdir. Bu holatdagi materiya va energiyaga fizika qonunlari ta'sir qilmaydi.

15 milliard yil oldin sodir bo'lgan voqea zarracha ichida paydo bo'lgan beqarorlik deb ataladi. Tarqalgan mayda elementlar bugungi kunda biz biladigan dunyoga asos solgan.

Boshida koinot mayda zarrachalardan (atomdan kichikroq) hosil bo'lgan tumanlik edi. Keyin ular birlashib, yulduz galaktikalarining asosi bo'lib xizmat qilgan atomlarni hosil qildilar. Portlashdan oldin nima sodir bo'lganligi, shuningdek, unga nima sabab bo'lganligi haqidagi savollarga javob berish koinotning paydo bo'lishi haqidagi ushbu nazariyaning eng muhim vazifalari hisoblanadi.

Jadvalda katta portlashdan keyin koinotning shakllanish bosqichlari sxematik tarzda tasvirlangan.

Yuqoridagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, Olam kengayishda va sovishda davom etmoqda.

Galaktikalar orasidagi masofaning doimiy o'sishi asosiy postulatdir: katta portlash nazariyasi nimadan farq qiladi. Koinotning shu tarzda paydo bo'lishini topilgan dalillar bilan tasdiqlash mumkin. Buni rad etish uchun ham sabablar bor.

Nazariya muammolari

Katta portlash nazariyasi amalda isbotlanmaganligini hisobga olsak, u javob bera olmaydigan bir nechta savollar borligi ajablanarli emas:

1. Yakkalik. Bu so'z olamning bir nuqtaga siqilgan holatini bildiradi. Katta portlash nazariyasi bilan bog'liq muammo - bunday holatda materiya va kosmosda sodir bo'ladigan jarayonlarni tasvirlashning mumkin emasligi. Bu erda umumiy nisbiylik qonuni qo'llanilmaydi, shuning uchun modellashtirish uchun matematik tavsif va tenglamalarni yaratish mumkin emas.
   Olamning dastlabki holati haqidagi savolga javob olishning tubdan imkonsizligi nazariyani boshidanoq obro'sizlantiradi. Uning ilmiy-ommabop ekspozitsiyalari faqat shu murakkablikdan o'tishda jim turishni yoki eslatishni afzal ko'radi. Biroq, Katta portlash nazariyasi uchun matematik asos yaratish ustida ishlayotgan olimlar uchun bu qiyinchilik asosiy to'siq sifatida tan olinadi.
2. Astronomiya. Bu sohada katta portlash nazariyasi galaktikalarning paydo bo'lish jarayonini tasvirlay olmasligi bilan yuzma-yuz keladi. Nazariyalarning joriy versiyalariga asoslanib, bir hil gaz buluti qanday paydo bo'lishini taxmin qilish mumkin. Bundan tashqari, hozirgacha uning zichligi har bir kubometr uchun bir atomga teng bo'lishi kerak. Ko'proq narsani olish uchun siz koinotning dastlabki holatini o'zgartirmasdan qilolmaysiz. Ushbu sohada ma'lumot va amaliy tajribaning etishmasligi keyingi modellashtirish uchun jiddiy to'siqlarga aylanadi.

Bizning galaktikamizning hisoblangan massasi va uning tortishish tezligini o'rganish natijasida olingan ma'lumotlar o'rtasida tafovut mavjud.

Kosmologiya va kvant fizikasi

Bugungi kunda kvant mexanikasiga asoslanmagan kosmologik nazariyalar yo'q. Axir, u atomning xatti-harakatini tavsiflash bilan shug'ullanadi va kvant fizikasi va klassik (Nyuton tomonidan tushuntirilgan) o'rtasidagi farq shundaki, ikkinchisi moddiy ob'ektlarni kuzatadi va tavsiflaydi, birinchisi esa kuzatish va o'lchashning faqat matematik tavsifini o'z ichiga oladi. . Kvant fizikasi uchun moddiy qadriyatlar tadqiqot mavzusini ifodalamaydi, bu erda kuzatuvchining o'zi o'rganilayotgan vaziyatning bir qismidir.

Bu xususiyatlardan kelib chiqqan holda, kvant mexanikasi Olamni tasvirlashda qiynaladi, chunki kuzatuvchi Olamning bir qismidir. Biroq, koinotning paydo bo'lishi haqida gapirganda, tashqi kuzatuvchilarni tasavvur qilishning iloji yo'q. Chetdan kuzatuvchi ishtirokisiz modelni ishlab chiqishga urinishlar J. Uiler tomonidan olamning kelib chiqishining kvant nazariyasi bilan tojlandi.

Uning mohiyati shundaki, har bir vaqtning har bir daqiqasida Olam bo'linadi va cheksiz ko'p nusxalar hosil bo'ladi. Natijada, parallel olamlarning har birini kuzatish mumkin va kuzatuvchilar barcha kvant alternativlarini ko'rishlari mumkin. Bundan tashqari, asl va yangi dunyolar haqiqiydir.

Inflyatsiya modeli

Inflyatsiya nazariyasi hal qilish uchun mo'ljallangan asosiy vazifa - bu katta portlash nazariyasi va kengayish nazariyasi tomonidan javobsiz qolgan savollarga javob izlash. Aynan:

1. Koinot nima sababdan kengaymoqda?
2. Katta portlash nima?

Shu maqsadda koinotning paydo bo'lishining inflyatsion nazariyasi kengayishni nol vaqtga ekstrapolyatsiya qilishni, koinotning butun massasini bir nuqtada cheklashni va ko'pincha katta portlash deb ataladigan kosmologik o'ziga xoslikni shakllantirishni o'z ichiga oladi.

Hozirgi vaqtda qo'llash mumkin bo'lmagan umumiy nisbiylik nazariyasining ahamiyatsizligi ayon bo'ladi. Natijada, umumiyroq nazariyani (yoki «yangi fizika»ni) ishlab chiqish va kosmologik yagonalik muammosini hal qilish uchun faqat nazariy usullar, hisob-kitoblar va chegirmalar qo'llanilishi mumkin.

Yangi muqobil nazariyalar

Kosmik inflyatsiya modelining muvaffaqiyatiga qaramay, bunga qarshi bo'lgan olimlar bor va uni asossiz deb atashadi. Ularning asosiy argumenti nazariya tomonidan taklif qilingan echimlarni tanqid qilishdir. Muxoliflarning ta'kidlashicha, natijada olingan echimlar muammoni hal qilish o'rniga, ba'zi tafsilotlarni yo'qotadi, boshqacha qilib aytganda boshlang'ich qiymatlari, nazariya ularni faqat mohirlik bilan o'rab oladi.

Shu bilan bir qatorda bir nechta ekzotik nazariyalar mavjud bo'lib, ularning g'oyasi katta portlashdan oldin boshlang'ich qadriyatlarni shakllantirishga asoslangan. Olamning paydo bo'lishi haqidagi yangi nazariyalarni qisqacha quyidagicha ta'riflash mumkin:

• String nazariyasi. Uning tarafdorlari makon va vaqtning odatiy to'rt o'lchovidan tashqari, qo'shimcha o'lchamlarni kiritishni taklif qilishadi. Ular koinotning dastlabki bosqichlarida rol o'ynashi mumkin edi bu daqiqa siqilgan holatda bo'ling. Ularning siqilish sababi haqidagi savolga javob berib, olimlar supertorlarning xossasi T-ikkilik ekanligini aytadigan javobni taklif qilishadi. Shuning uchun, iplar qo'shimcha o'lchamlarga "o'raladi" va ularning o'lchamlari cheklangan.
• Brane nazariyasi. U M-nazariyasi deb ham ataladi. Uning postulatlariga ko'ra, koinotning paydo bo'lishining boshida sovuq, statik besh o'lchovli fazo-vaqt mavjud. Ulardan to'rttasi (fazoviy) cheklovlarga ega, yoki devorlar - uchta brana. Bizning makonimiz devorlardan biri vazifasini bajaradi, ikkinchisi esa yashirin. Uchinchi uch o'lchamli bo'shliq to'rt o'lchovli bo'shliqda joylashgan va ikkita chegara chizig'i bilan chegaralangan. Nazariya uchinchi branning bizniki bilan to'qnashuvi va chiqarilishini ko'rib chiqadi katta miqdorda energiya. Aynan shu sharoitlar katta portlashning paydo bo'lishi uchun qulay bo'ladi.

1. Tsiklik nazariyalar katta portlashning o'ziga xosligini inkor etib, koinotning bir holatdan ikkinchi holatga o'tishini ta'kidlaydi. Bunday nazariyalarning muammosi termodinamikaning ikkinchi qonuniga ko'ra entropiyaning ortishidir. Binobarin, oldingi davrlarning davomiyligi qisqaroq bo'lib, moddaning harorati katta portlash paytidagidan sezilarli darajada yuqori edi. Bu sodir bo'lish ehtimoli juda past.

Koinotning paydo bo'lishi haqida qancha nazariyalar mavjud bo'lmasin, faqat ikkitasi vaqt sinovidan o'tgan va doimiy ravishda ortib borayotgan entropiya muammosini engib o'tgan. Ular olimlar Shtaynxardt-Turok va Baum-Frampton tomonidan ishlab chiqilgan.

Olamning paydo bo'lishining bu nisbatan yangi nazariyalari o'tgan asrning 80-yillarida ilgari surilgan. Ularning ko'plab izdoshlari bor, ular unga asoslangan modellarni ishlab chiqadilar, ishonchlilik dalillarini qidiradilar va qarama-qarshiliklarni bartaraf etish uchun ishlaydilar.

String nazariyasi

Koinotning paydo bo'lishi haqidagi nazariyalar orasida eng mashhurlaridan biri - uning g'oyasining tavsifiga o'tishdan oldin, uning eng yaqin raqobatchilaridan biri bo'lgan standart modelning tushunchalarini tushunish kerak. U materiya va o'zaro ta'sirlarni bir necha guruhlarga bo'lingan ma'lum zarralar to'plami sifatida tasvirlash mumkinligini taxmin qiladi:

• Kvarklar.
• Leptonlar.
• Bozonlar.

Bu zarralar, aslida, koinotning qurilish bloklari, chunki ular juda kichik bo'lib, ularni tarkibiy qismlarga bo'lib bo'lmaydi.

Tarmoqlar nazariyasining o'ziga xos xususiyati shundaki, bunday g'ishtlar zarrachalar emas, balki tebranuvchi ultramikroskopik iplardir. Shu bilan birga, turli chastotalarda tebranuvchi iplar standart modelda tasvirlangan turli zarrachalarning analogiga aylanadi.

Nazariyani tushunish uchun simlar hech qanday materiya emas, ular energiya ekanligini tushunishingiz kerak. Shu sababli, simlar nazariyasi olamning barcha elementlari energiyadan iborat degan xulosaga keladi.

Yaxshi o'xshatish olov bo'ladi. Qarasa, uning moddiyligi haqida taassurot paydo bo'ladi, lekin unga tegib bo'lmaydi.

Maktab o'quvchilari uchun kosmologiya

Maktablarda astronomiya darslarida koinotning paydo bo'lishi haqidagi nazariyalar qisqacha o'rganiladi. Talabalarga bizning dunyomiz qanday shakllanganligi, u bilan hozir nima sodir bo'layotgani va kelajakda qanday rivojlanishi haqidagi asosiy nazariyalar tasvirlangan.

Darslarning maqsadi bolalarni elementar zarralar, kimyoviy elementlar va osmon jismlarining paydo bo'lish tabiati bilan tanishtirishdir. Bolalar uchun koinotning paydo bo'lishi haqidagi nazariyalar Katta portlash nazariyasi taqdimotiga qisqartiriladi. O'qituvchilar foydalanadi vizual material: slaydlar, jadvallar, plakatlar, rasmlar. Ularning asosiy vazifasi bolalarning ularni o'rab turgan dunyoga qiziqishini uyg'otishdir.

San’at asariga, go‘zal manzaraga yoki bolaga nazar tashlab, inson doimo borliq uyg‘unligini his qiladi.

Ilmiy tilda koinotdagi hamma narsa uyg'un va o'zaro bog'liqligini bildiradigan bu tuyg'u nolokal kogerentlik deb ataladi. Ervin Lasloning so'zlariga ko'ra, koinotda sezilarli miqdordagi zarralar mavjudligini va mavjud bo'lgan barcha narsalarning uzluksiz, lekin hech qanday holatda bir xil va chiziqli evolyutsiyasini tushuntirish uchun biz na materiya, na materiya bo'lmagan omil mavjudligini tan olishimiz kerak. energiya.

Bu omilning ahamiyati endi nafaqat ijtimoiy va gumanitar fanlar, balki fizika va tabiiy fanlarda ham. Bu axborot - koinotning tug'ilishida uning parametrlarini belgilaydigan va keyinchalik murakkab tizimlarga aylanadigan asosiy elementlarning evolyutsiyasini boshqaradigan haqiqiy va samarali omil sifatida axborot.

Va endi, yangi kosmologiya ma'lumotlariga asoslanib, biz nihoyat har bir olimning orzusi - hamma narsaning yaxlit nazariyasini yaratishga yaqinlashdik.

Har bir narsaning yaxlit nazariyasini yaratish

Birinchi bobda biz hamma narsaning nazariyasini yaratish vazifasini muhokama qilamiz. Bu nomga loyiq nazariya haqiqatan ham hamma narsaning nazariyasi bo'lishi kerak - biz kuzatadigan, boshdan kechirayotgan va duch keladigan har bir narsaning yaxlit nazariyasi bo'lishi kerak, xoh u jismoniy narsalar, jonli mavjudotlar, ijtimoiy va atrof-muhit hodisalari yoki aql va ongning yaratilishi. Har bir narsaning shunday yaxlit nazariyasini yaratish mumkin - va bu ushbu va keyingi boblarda ko'rsatiladi.

Dunyoni tushunishning ko'plab usullari mavjud: o'z g'oyalari, mistik sezgi, san'at va she'riyat, shuningdek, jahon dinlarining e'tiqod tizimlari orqali. Biz uchun mavjud bo'lgan ko'p usullardan biri bunga loyiqdir alohida e'tibor, u takrorlanadigan tajribaga asoslanganligi sababli, metodologiyaga qat'iy rioya qiladi va tanqid va qayta baholash uchun ochiqdir. Bu ilm yo'lidir.

Ilm muhim. Bu nafaqat bizning hayotimizni va atrofimizdagi dunyoni o'zgartiradigan yangi texnologiyalar manbai bo'lgani uchun, balki bizga dunyo va bu dunyodagi biz haqimizda ishonchli ko'rinish bergani uchun ham muhimdir.

Ammo dunyoga zamonaviy ilm-fan prizmasidan qarash noaniq. Ilm-fan yaqin kunlargacha bir qarashda mustaqil bo‘lib ko‘ringan fanlardan tashkil topgan dunyoning parcha-parcha tasvirini chizib keldi. Olimlar uchun jismoniy olam va tirik dunyo, tirik dunyo va jamiyat dunyosi, jamiyat dunyosini aql va ong sohalari bilan nima bog'lashini aytish qiyin. Endi vaziyat o'zgarmoqda; Ilm-fanning birinchi pog'onasida tobora ko'proq tadqiqotchilar dunyoning yanada yaxlit, yagona rasmini olishga intilmoqda. Bu, birinchi navbatda, birlashgan nazariyalar va yirik birlashtirilgan nazariyalar yaratish ustida ishlaydigan fiziklarga tegishli. Bu nazariyalar tabiatning asosiy sohalari va kuchlarini mantiqiy nazariy asosga bog‘lab, ularning umumiy kelib chiqishi borligini ko‘rsatadi.

Ayniqsa, istiqbolli tendentsiya o'tgan yillar kvant fizikasida paydo bo'ldi: hamma narsaning nazariyasini yaratishga urinish. Ushbu loyiha tor va superstring nazariyalariga asoslangan (bu nazariyalarda elementar zarralar tebranish iplari yoki iplar sifatida ko'rib chiqilishi sababli shunday nomlanadi). Har bir narsaning rivojlanayotgan nazariyalari murakkab matematika va ko'p o'lchovli bo'shliqlardan foydalanib, koinotning barcha qonunlarini tushuntira oladigan bitta asosiy tenglamani yaratadi.

Hamma narsaning fizik nazariyalari

Hozirda nazariy fiziklar tomonidan ishlab chiqilayotgan hamma narsaning nazariyalari Eynshteyn bir paytlar "Xudoning fikrini o'qish" deb atagan narsaga erishishga qaratilgan. Agar biz fizik tabiatning barcha qonuniyatlarini birlashtirib, izchil tenglamalar tizimini yarata olsak, bu tenglamalar asosida Olamning barcha xususiyatlarini tushuntirib bera olamiz, bu esa Xudoning aqlini o‘qish bilan barobar bo‘lishini aytdi.

Eynshteyn yagona maydon nazariyasini yaratish shaklida o'zining bunday tashabbusini qildi. U 1955 yilda vafotigacha sa'y-harakatlarini davom ettirgan bo'lsa-da, u barcha jismoniy hodisalarni mantiqiy va izchil tushuntira oladigan oddiy va kuchli tenglamani kashf eta olmadi.

Eynshteyn barcha fizik hodisalarni maydonlarning o'zaro ta'siri natijasida ko'rib chiqish orqali o'z maqsadiga yaqinlashdi. Biz endi bilamizki, u haqiqatning mikrofizik darajasida ishlaydigan maydonlar va kuchlarni hisobga olmagani uchun muvaffaqiyatsizlikka uchragan. Ushbu maydonlar (kuchsiz va kuchli yadroviy kuchlar) markaziy o'rinni egallaydi kvant mexanikasi, lekin nisbiylik nazariyasida emas.

Bugungi kunda ko'pchilik nazariy fiziklar boshqacha yondashuvni qo'llashadi: ular kvantni - jismoniy haqiqatning diskret tomonini - elementar birlik deb bilishadi. Ammo kvantlarning fizik tabiati qayta ko'rib chiqilgan: ular alohida moddiy va energiya zarralari emas, balki tebranuvchi bir o'lchovli iplar - torlar va supertorlar deb hisoblanadi. Fiziklar fizikaning barcha qonunlarini ko'p o'lchovli fazoda o'ta simlarning tebranishlari sifatida tasavvur qilishga harakat qilmoqdalar. Ular har bir zarrachani boshqa barcha zarralar bilan birga o'zining "musiqasini" yaratadigan tor sifatida ko'rishadi. Kosmik darajada butun yulduzlar va galaktikalar, shuningdek, butun koinotlar birgalikda tebranadi. Fiziklar oldidagi qiyinchilik bitta tebranishning boshqasi bilan qanday bog‘liqligini ko‘rsatadigan tenglama yaratishdir, shunda ularning barchasi bitta super tenglamada ifodalanishi mumkin. Bu tenglama kosmosning eng cheksiz va asosiy uyg'unligini o'zida mujassam etgan musiqani hal qiladi.

Yozish vaqtida, hamma narsaning simlar nazariyasiga asoslangan nazariyalari hali ham intilishdir: hech kim Eynshteynning E = mc2 formulasi kabi oddiy formulada jismoniy olamning uyg'unligini ifodalovchi super tenglamani yaratmagan. Darhaqiqat, bu sohada muammolar shunchalik ko'pki, tobora ko'proq fiziklar taraqqiyot yangi kontseptsiyani talab qiladi, deb taxmin qilmoqdalar. String nazariyasidagi tenglamalar to'rt o'lchovli fazoviy vaqtni talab qiladi;

Nazariya dastlab barcha tebranishlarni yagona nazariyaga ulash uchun 12 o‘lchovni talab qilgan bo‘lsa, hozirda tebranishlar ko‘p o‘lchovli “giperfazoda” sodir bo‘lishi sharti bilan “faqat” 10 yoki 11 o‘lchov yetarli, deb hisoblanmoqda. Bundan tashqari, simlar nazariyasi uning satrlari uchun makon va vaqtning mavjudligini talab qiladi, lekin vaqt va makon qanday paydo bo'lganligini ko'rsata olmaydi. Nihoyat, bu nazariya juda ko'p narsaga ega ekanligi achinarli mumkin bo'lgan echimlar- taxminan 10500 - bu bizning koinotimiz nima uchun shunday ekanligi (har bir qaror boshqa olamga olib kelishiga qaramay) mutlaqo tushunarsiz bo'lib qoladi.

Simlar nazariyasini saqlab qolishga intilayotgan fiziklar turli farazlarni ilgari surdilar. Misol uchun, barcha mumkin bo'lgan olamlar birga mavjud bo'lsa-da, biz ulardan faqat bittasida yashaymiz. Yoki bizning koinotimiz ko'p qirralarga ega, ammo biz faqat o'zimizga tanish bo'lgan narsani idrok qilamiz. Bu erda nazariy fiziklar tomonidan ilgari surilgan qatorlar nazariyalarining ma'lum darajada realizmga ega ekanligini ko'rsatishga intilayotgan ba'zi farazlar keltirilgan. Ammo ularning hech biri qoniqarli emas va ba'zi tanqidchilar, jumladan Piter Voigt va Li Smolin torlar nazariyasini ko'mishga tayyor.

Smolin halqa kvant tortishish nazariyasining asoschilaridan biri bo'lib, unga ko'ra fazo barcha nuqtalarni bog'laydigan hujayralar tarmog'idir. Nazariya makon va vaqtning qanday paydo bo'lganligini tushuntiradi, shuningdek, "masofadagi harakat" ni, ya'ni nolokallik deb nomlanuvchi hodisaning asosidagi g'alati "munosabat" ni tushuntiradi. Ushbu hodisani 3-bobda batafsil ko'rib chiqamiz.

Fiziklar hamma narsaning ishlaydigan nazariyasini yarata oladimi yoki yo'qmi, noma'lum. Biroq, davom etayotgan sa'y-harakatlar muvaffaqiyat bilan to'ldirilsa ham, hamma narsaning haqiqiy nazariyasini yaratishning o'zi muvaffaqiyat degani emasligi aniq. Eng yaxshi holatda, fiziklar hamma narsaning fizik nazariyasini yaratadilar - bu nazariya hamma narsaning nazariyasi bo'lmaydi, faqat barcha jismoniy ob'ektlar nazariyasi bo'ladi. Hamma narsaning haqiqiy nazariyasi kvant fizikasining ushbu bo'limi tomonidan o'rganiladigan hodisalarni ifodalovchi matematik formulalardan ko'proq narsani o'z ichiga oladi. Koinot tebranish satrlari va ular bilan bog'liq kvant hodisalaridan ko'proq narsani o'z ichiga oladi. Hayot, aql, madaniyat va ong dunyo haqiqatining bir qismidir va har bir narsaning haqiqiy nazariyasi bularni ham hisobga oladi.

“Hamma narsa nazariyasi”ni yozgan Ken Uilber ham shu fikrda. U hamma narsaning haqiqiy nazariyasida mujassamlangan "yaxlit ko'rish" haqida gapiradi. Biroq, u bunday nazariyani taklif qilmaydi, lekin asosan u nima bo'lishi mumkinligini muhokama qiladi va uni madaniyat va ong evolyutsiyasi nuqtai nazaridan ta'riflaydi. o'z nazariyalari. Hamma narsaning ilmiy asoslangan yaxlit nazariyasi hali yaratilmagan.

Har bir narsaning haqiqiy nazariyasiga yondashuvlar

Hamma narsaning haqiqiy nazariyasini yaratish mumkin. Garchi u fiziklar o'zlarining super nazariyasini ishlab chiqishga harakat qilayotgan tor va superstring nazariyalaridan tashqariga chiqsa ham, u fanning o'ziga mos keladi. Darhaqiqat, hamma narsaning haqiqiy yaxlit nazariyasini yaratish vazifasi har bir narsaning fizik nazariyasini yaratish vazifasidan osonroqdir. Ko'rib turganimizdek, hamma narsaning fizik nazariyalari fizika qonunlarini yagona formulaga - zarralar va atomlarning, yulduzlar va galaktikalarning o'zaro ta'sirini boshqaradigan barcha qonunlarni qisqartirishga intiladi; murakkab o'zaro ta'sirga ega bo'lgan ko'plab murakkab mavjudotlar. Ushbu sub'ektlar va ularning o'zaro ta'sirini keltirib chiqaradigan asosiy qonunlar va jarayonlarni izlash osonroq va oqilona.

Murakkab tuzilmalarning kompyuter simulyatsiyasi murakkablik yaratilganligini va uni asosiy va nisbatan oddiy boshlang'ich shartlar bilan izohlash mumkinligini ko'rsatadi. Jon fon Neymanning uyali avtomatlar nazariyasi shuni ko'rsatdiki, tizimning asosiy tarkibiy qismlarini aniqlash va ularning xatti-harakatlarini tartibga soluvchi qoidalarni - algoritmlarni belgilash kifoya (bu barcha kompyuter modellarining asosidir: ishlab chiquvchilar kompyuterga nima qilish kerakligini aytadilar. modellashtirish jarayonining har bir bosqichi, qolganini esa kompyuter bajaradi). Kichik miqdordagi algoritmlar tomonidan boshqariladigan cheklangan va hayratlanarli darajada oddiy asosiy elementlar to'plami, agar jarayon vaqt o'tishi bilan rivojlanishiga ruxsat berilsa, tushunarsiz ko'rinadigan murakkablikni keltirib chiqarishi mumkin. Elementlar uchun ma'lumotni olib yuradigan qoidalar to'plami elementlarni tartibga soluvchi va tartibga soluvchi jarayonni boshlaydi, bu esa tobora murakkab tuzilmalar va munosabatlarni yaratishga qodir.

Har bir narsaning haqiqiy yaxlit nazariyasini yaratishga urinib, biz shunga o'xshash yo'ldan borishimiz mumkin. Biz oddiy narsalardan boshlashimiz mumkin - ular tomonidan yaratilmagan holda boshqa narsalarni keltirib chiqaradigan narsalar. Keyin biz murakkabroq narsa yaratiladigan eng oddiy qoidalar to'plamini belgilashimiz kerak. Aslida, biz dunyodagi har bir "narsa" qanday paydo bo'lganini tushuntira olishimiz kerak.

In string nazariyalari va superstrings bilan bir qatorda yangi fizika Ushbu ulug'vor rejani amalga oshirish mumkin bo'lgan nazariyalar va tushunchalar mavjud. Zarrachalar va dala nazariyalaridagi kashfiyotlardan foydalanib, biz hech narsa tomonidan yaratilmagan holda hamma narsaning paydo bo'lishiga olib keladigan asosni aniqlashimiz mumkin. Bu asos, biz ko'rib turganimizdek, kvant vakuum deb nomlanuvchi virtual energiya dengizidir. Shuningdek, biz haqiqatning asosiy elementlari - kvantlar deb ataladigan zarralar kosmik asoslari bilan o'zaro ta'sirlashganda qanday qilib murakkab narsalarga aylanishini ko'rsatadigan ko'plab qoidalarga (tabiat qonunlariga) qarashimiz mumkin.

Biroq, biz qo'shishimiz kerak yangi element hamma narsaning haqiqiy yaxlit nazariyasini olish. Dunyoning mavjud ob'ektlari kvant vakuumidan kelib chiqadigan hozirgi vaqtda ma'lum bo'lgan qonunlar energiyani uzatish va aylantirishga asoslangan o'zaro ta'sir qonunlaridir. Bu qonunlar zarracha-antizarracha juftlari ko'rinishidagi haqiqiy ob'ektlar kvant vakuumida va undan tashqarida qanday yaratilganligini tushuntirish uchun etarli edi. Lekin ular nima uchun Katta portlashda antizarralardan ko'ra ko'proq zarralar yaratilganini tushuntirib bera olmaydi; va qanday qilib milliardlab yillar davomida tirik qolgan zarralar tobora murakkab tuzilmalarga: galaktikalar va yulduzlar, atomlar va molekulalar va (mos sayyoralarda) makromolekulalar, hujayralar, organizmlar, jamiyatlar, ekologik bo'shliqlar va butun biosferalarga birlashdi.

Koinotda juda ko'p miqdordagi zarralar mavjudligini ("antimateriya" dan farqli ravishda "materiya") va mavjud bo'lgan barcha narsalarning uzluksiz, lekin hech qanday holatda bir xil va chiziqli evolyutsiyasini tushuntirish uchun biz shunday omil mavjudligini tan olishimiz kerak. materiya ham, energiya ham emas. Bu omilning ahamiyati endilikda nafaqat e'tirof etilgan ijtimoiy fanlar va inson fanlari, balki fizika va tabiiy fanlarda ham. Bu axborot - koinotning tug'ilishida uning parametrlarini belgilaydigan va keyinchalik murakkab tizimlarga aylanadigan asosiy elementlarning evolyutsiyasini boshqaradigan haqiqiy va samarali omil sifatida axborot.

Ko'pchiligimiz ma'lumotni ma'lumot yoki odam biladigan narsa deb tushunamiz. Jismoniy va tabiiy fanlar ma'lumotlar individual shaxs va hatto barcha odamlarning ongi chegaralaridan tashqariga chiqishini aniqlamoqda.

Axborot ham jismoniy, ham biologik tabiatning ajralmas jihati hisoblanadi. Buyuk fizik Devid Bom axborotni qabul qiluvchiga ta'sir qiluvchi, uni "shakllantiradigan" jarayon deb atadi. Biz bu kontseptsiyani qabul qilamiz.

Axborot inson mahsuloti emas, biz yozish, fikrlash, gapirish va xabarlarni etkazishda yaratadigan narsa emas. Axborot dunyoda inson irodasi va harakatlaridan qat'iy nazar mavjud bo'lib, real olamni to'ldiradigan hamma narsaning evolyutsiyasida hal qiluvchi omil ekanligini qadimgi zamon donishmandlari uzoq vaqtdan beri bilishgan va zamonaviy olimlar buni yana o'rganishmoqda. Har bir narsaning haqiqiy nazariyasini yaratish uchun asos - bu axborot tabiatning asosiy omili ekanligini tan olishdir.

Zagaklar va afsonalar haqida

Fanda kelayotgan paradigma siljishining harakatlantiruvchi kuchlari

Biz fanni paradigma siljishiga yaqinlashtiradigan omillarni ko'rib chiqish orqali hamma narsaning haqiqiy yaxlit nazariyasini qidirishni boshlaymiz. Asosiy omillar davomida paydo bo'ladigan va to'plangan sirlardir ilmiy tadqiqot: mavjud paradigma tushuntirib bera olmaydigan anomaliyalar. Bu ilmiy jamoatchilikni anomal hodisalarga yangi yondashuvlarni izlashga undamoqda. Bunday tadqiqot harakatlari (biz ularni "ilmiy afsonalar" deb ataymiz) ko'plab g'oyalarni o'z ichiga oladi. Ushbu g'oyalarning ba'zilari olimlarni olib boradigan asosiy tushunchalarni o'z ichiga olishi mumkin yangi paradigma- sir va anomaliyalarga oydinlik kirita oladigan va hamma narsaning haqiqiy yaxlit nazariyasi uchun asos bo'lib xizmat qiladigan paradigmaga.

Etakchi olimlar o'rganilayotgan voqelik segmenti haqidagi tushunchalarini kengaytirish va chuqurlashtirishga intilishadi. Ular voqelikning tegishli qismi yoki jihatini tobora ko'proq tushunadilar, lekin bu qism yoki jihatni bevosita o'rgana olmaydilar - ular buni faqat gipoteza va nazariyalarga aylangan tushunchalar orqali tushunishga qodir. Tushunchalar, farazlar va nazariyalar etarlicha kuchli emas va ular noto'g'ri bo'lishi mumkin. Darhaqiqat, haqiqiy ilmiy nazariyaning o'ziga xos belgisi (fan faylasufi ser Karl Popperning fikriga ko'ra) yolg'ondir. Nazariyalar, agar ulardan qilingan bashoratlar kuzatishlar bilan tasdiqlanmasa, inkor etiladi. Bunday holda, kuzatishlar g'ayritabiiydir va ko'rib chiqilayotgan nazariya noto'g'ri deb hisoblanadi va rad etiladi yoki qayta ko'rib chiqilishi kerak.

Nazariyalarni rad etish hozirgi zamonning dvigatelidir ilmiy taraqqiyot. Har bir narsa ishlayotganda, taraqqiyot mavjud bo'lishi mumkin, ammo bu qisman (mavjud nazariyani yangi kuzatishlarga moslashtirish uchun takomillashtirishdan iborat). Haqiqiy taraqqiyot bu imkonsiz bo'lganda sodir bo'ladi. Ertami-kechmi, olimlar mavjud nazariyalarni qayta ko'rib chiqish o'rniga, oddiyroq va tushuntiruvchi nazariyani izlashni afzal ko'rgan payt keladi. Nazariyaning tubdan yangilanishiga yo'l ochiladi: paradigma o'zgarishi.

Paradigmaning siljishi qabul qilingan nazariyalarga to'g'ri kelmaydigan va bunday nazariyalarni oddiy takomillashtirishdan keyin ularga mos kelmaydigan kuzatuvlarning to'planishi natijasida yuzaga keladi. Yangi va yanada maqbul ilmiy paradigmaning paydo bo'lish bosqichi yaqinlashmoqda. Muammo yangi paradigmaning asosini tashkil etadigan fundamental yangi tushunchalarni topishdir.

Ilmiy paradigma uchun qat'iy talablar mavjud. Unga asoslangan nazariya olimlarga avvalgi nazariya tushuntira oladigan barcha kashfiyotlarni, shuningdek, anomal kuzatishlarni tushuntirishga imkon berishi kerak. U barcha tegishli faktlarni soddaroq va ayni paytda to'liqroq tushunchaga birlashtirishi kerak. Aynan shu narsa Eynshteyn 20-asrning boshida Nyuton fizikasi doirasida yorug'likning g'alati xatti-harakati sabablarini izlashni to'xtatib, uning o'rniga jismoniy haqiqatning yangi kontseptsiyasini - nisbiylik nazariyasini yaratdi. Uning o'zi aytganidek, muammoni u paydo bo'lgan darajada hal qila olmaysiz. Ajablanarli darajada qisqa vaqt ichida fizika jamoatchiligi Nyuton asos solgan klassik fizikadan voz kechdi va uning oʻrnini Eynshteynning inqilobiy kontseptsiyasi egalladi.

20-asrning birinchi o'n yilligida fan paradigma o'zgarishini boshdan kechirdi. Endi, 21-asrning birinchi o'n yilligida, sirlar va anomaliyalar yana to'planib bormoqda va ilmiy hamjamiyat navbatdagi paradigma siljishiga duch kelmoqda - Nyutonning mexanik dunyosidan Eynshteynning nisbiy koinotiga o'tish kabi fundamental va inqilobiy.

Bir muncha vaqtdan beri ilg'or ilmiy doiralarda zamonaviy paradigma o'zgarishi kuzatilmoqda. Ilmiy inqiloblar bir zumda sodir bo'ladigan jarayonlar emas, ularda yangi nazariya darhol o'z o'rnini egallaydi. Ular Eynshteyn nazariyasi misolida bo'lgani kabi tez bo'lishi mumkin yoki vaqt o'tishi bilan kengayishi mumkin, masalan, Darvinning klassik nazariyasidan postdarvinizmning kengroq biologik tushunchalariga o'tish.

Boshlangan inqiloblar yakuniy natijaga olib kelgunga qadar, anomaliyalar mavjud bo'lgan fanlar beqarorlik davridan o'tadi. Asosiy olimlar mavjud nazariyalarni himoya qiladilar, zamonaviy sohalardagi erkin fikrlovchilar esa alternativalarni o'rganadilar. Ikkinchisi an'anaviy olimlarga tanish bo'lgan hodisalarga boshqacha qarashni taklif qiladigan yangi g'oyalarni ilgari surdi. Bir muncha vaqt, dastlab ishlaydigan farazlar shaklida mavjud bo'lgan muqobil tushunchalar, agar fantastik bo'lmasa, g'alati tuyuladi.

Ular ba'zan hayoliy tadqiqotchilar tomonidan ixtiro qilingan afsonalarga o'xshaydi. Biroq, ular emas. Jiddiy tadqiqotchilarning "miflari" diqqat bilan sozlangan mantiqqa asoslangan; ular ma'lum bir intizom tekshirayotgan dunyo segmenti haqida allaqachon ma'lum bo'lgan narsalarni hali ham hayratda qoldiradigan narsalarni birlashtiradi. Bular oddiy miflar emas, ular “ilmiy afsonalar” – sinash uchun ochiq bo‘lgan va shuning uchun kuzatish va tajribalar orqali tasdiqlanishi yoki rad etilishi mumkin bo‘lgan o‘ylangan farazlardir.

Kuzatish va eksperimentda uchraydigan anomaliyalarni o‘rganish, ularni tushuntirib bera oladigan sinalgan miflarni yaratish fundamental ilmiy tadqiqotlarning asosiy tarkibiy qismlari hisoblanadi. Agar eski paradigmaga amal qilgan olimlarning sa'y-harakatlariga qaramay, anomaliyalar mavjud bo'lsa va erkin fikrlovchi olimlar tomonidan ilgari surilgan u yoki bu ilmiy afsona oddiyroq va mantiqiy tushuntirishni taklif qilsa, olimlarning tanqidiy massasi (asosan yoshlar) amal qilishni to'xtatadi. eski paradigmaga. Shunday qilib paradigma almashinuvi boshlanadi. Hozirgacha afsona bo'lgan tushuncha ishonchli ilmiy nazariya sifatida qabul qilina boshladi.

Ilm-fan tarixida ham muvaffaqiyatli, ham muvaffaqiyatsiz afsonalar haqida son-sanoqsiz misollar mavjud. Ishonchli deb hisoblangan, garchi mutlaqo toʻgʻri boʻlmasa-da, ilmiy nazariyalar orasida tasdiqlangan afsonalar Charlz Darvinning barcha tirik turlar umumiy ajdodlardan kelib chiqqanligi haqidagi taklifini va Alan Gut va Andrey Lindening koinotning oʻta tez “kengayish” natijasida boshlangani haqidagi farazini oʻz ichiga oladi. Katta portlash paytida uning tug'ilishidan keyin. Muvaffaqiyatsiz afsonalar (voqea sodir bo'lgan hodisalar uchun noto'g'ri yoki etarli bo'lmagan tushuntirishlarni taklif qilganlar) Hans Drieschning hayot evolyutsiyasi oldindan belgilangan reja asosida yo'naltirilganligi haqidagi g'oyasini o'z ichiga oladi. aniq maqsad entelexiya deb ataladigan jarayon va Eynshteynning kosmologik doimiy deb ataladigan qo'shimcha jismoniy kuch koinotning tortishish ta'sirida o'lishining oldini oladi, degan gipotezasi. (Qizig'i shundaki, biz bilib olganimizdek, bu pozitsiyalarning ba'zilari hozirda so'roq qilinmoqda: Gut va Lindening kengayish nazariyasi kengroq tsiklik olam tushunchasi bilan almashtirilishi mumkin va Eynshteynning kosmologik doimiysi noto'g'ri emas edi ... )

Zamonaviy ilmiy afsonalarga misollar

Bu erda juda hurmatli olimlar tomonidan ilgari surilgan uchta ishlaydigan faraz - "ilmiy afsonalar". Uchalasi ham aql bovar qilmaydigandek tuyulsa ham, ilmiy jamoatchilik tomonidan jiddiy e’tiborga sazovor bo‘ldi.

10100 koinot

1955 yilda fizik Xyu Everett kvant olamining ajoyib izohini taklif qildi (keyinchalik Maykl Kriktonning eng mashhur romanlaridan biri "Vaqtning o'qi" uchun asos bo'ldi). Everettning parallel koinot gipotezasi kvant fizikasidagi sirli kashfiyotdan kelib chiqadi: agar zarra kuzatilmasa, o'lchanmasa yoki manipulyatsiya qilinmasa, u barcha mumkin bo'lgan holatlarning superpozitsiyasi bo'lgan qiziq holatda mavjud. Biroq, zarracha kuzatilgan, o'lchangan yoki harakat qilinganda, bu superpozitsiya holati yo'qoladi: zarracha har qanday "oddiy" ob'ekt kabi yagona holatda bo'ladi. Superpozitsiya holati Ervin Shredinger nomi bilan bog'liq murakkab to'lqin funksiyasi sifatida tasvirlanganligi sababli, superpozitsiya holati yo'qolganda, Shredinger to'lqin funksiyasining qulashi sodir bo'ladi.

Muammo shundaki, zarracha ko'p mumkin bo'lgan virtual holatlardan qaysi birini olishini aytish mumkin emas. Zarrachani tanlash aniqlanmaydigan ko'rinadi - to'lqin funktsiyasining qulashiga olib keladigan sharoitlardan butunlay mustaqil. Everettning gipotezasiga ko'ra, to'lqin funktsiyasi qulashining noaniq tabiati dunyodagi mavjud sharoitlarni aks ettirmaydi. Bu erda hech qanday noaniqlik yo'q: zarracha tomonidan tanlangan har bir virtual holat aniq - u dunyoda o'z-o'zidan mavjud!

Yiqilish shunday sodir bo'ladi: kvant o'lchanganda, har biri kuzatuvchi yoki o'lchash moslamasi bilan bog'liq bo'lgan bir qator imkoniyatlar mavjud. Tasodifiy ko'ringan tanlov jarayonida biz faqat bitta imkoniyatni sezamiz. Ammo, Everettning fikriga ko'ra, tanlov tasodifiy emas, chunki bu tanlov sodir bo'lmaydi: kvantning barcha mumkin bo'lgan holatlari har safar o'lchangan yoki kuzatilganda amalga oshiriladi; ular oddiygina
bir dunyoda amalga oshirilmaydi. Kvantning ko'plab mumkin bo'lgan holatlari bir xil miqdordagi koinotlarda amalga oshiriladi.
Aytaylik, elektron kabi kvant o'lchanganda, uning yuqoriga ko'tarilish ehtimoli ellik foizga, pastga tushish ehtimoli esa teng bo'ladi. U holda bizda kvant 50/50 ehtimol bilan yuqoriga yoki pastga tushishi mumkin bo'lgan bitta olam emas, balki ikkita parallel. Bir koinotda elektron haqiqatda yuqoriga, ikkinchisida esa pastga siljiydi. Bu olamlarning har birida kuzatuvchi yoki bor o'lchash moslamasi. Ikki koinotda bir vaqtning o'zida ikkita natija mavjud, xuddi kuzatuvchilar yoki o'lchash asboblari kabi.

Albatta, zarrachaning bir nechta superpozitsiya holatlari bittaga yaqinlashganda, zarracha qabul qilishi mumkin bo'lgan ikkita emas, balki ko'proq virtual holatlar mavjud. Shunday qilib, har birida kuzatuvchilar va o'lchash asboblari bo'lgan ko'plab koinotlar bo'lishi kerak, ehtimol 10 100 ga yaqin.

Kuzatuvchi tomonidan yaratilgan koinot

Agar 10 100 yoki hatto 10 500 ta koinot mavjud bo'lsa (ularning ko'pchiligida hayot hech qachon paydo bo'lmasligiga qaramay), qanday qilib biz koinotda yashayapmiz? murakkab shakllar hayot? Bu oddiy tasodif bo'lishi mumkinmi? Ko'pgina ilmiy afsonalar bu masala bilan, shu jumladan antropik kosmologik printsip bilan shug'ullanadi, bu koinotni kuzatishimiz shunday baxtli tasodif tufayli sodir bo'lgan deb da'vo qiladi. Yaqinda Kembrijdan Stiven Xoking va CERNdan (Yevropa yadroviy tadqiqotlar tashkiloti) Tomas Xertog matematik javobni taklif qilishdi. Ularning kuzatuvchi tomonidan yaratilgan olam haqidagi nazariyasiga ko'ra, alohida olamlar vaqt o'tishi bilan bo'linib, o'z-o'zidan mavjud emas (tor nazariyasi taklif qilganidek), balki barcha mumkin bo'lgan olamlar bir vaqtning o'zida superpozitsiya holatida mavjuddir. Bizning bu Olamdagi mavjudligimiz boshqa barcha olamlarga olib boradigan boshqa yo'llar qatorida aynan shunday Koinotga olib boradigan yo'lni tanlaydi; boshqa barcha yo'llar bundan mustasno. Shunday qilib, bu nazariyada hodisalarning sababiy zanjiri teskari: hozirgi o'tmishni belgilaydi. Agar olam ma'lum bir boshlang'ich holatiga ega bo'lsa, bu mumkin emas edi, chunki ma'lum bir holatdan ma'lum bir tarix tug'iladi. Ammo, Xoking va Gertogning ta'kidlashicha, koinotning dastlabki aniq holati, boshlang'ich nuqtasi yo'q - bunday chegara shunchaki mavjud emas.

Golografik olam

Ushbu ilmiy afsona koinot gologramma ekanligini da'vo qiladi (yoki hech bo'lmaganda shunday deb o'ylash mumkin). (Gologrammada, bu haqda biroz keyinroq batafsil toʻxtalib oʻtamiz, ikki oʻlchovli model uch oʻlchamdagi rasmni yaratadi.) Olamni tashkil etuvchi barcha maʼlumotlar uning chetida joylashgan deb ishoniladi. ikki o'lchovli sirt. Ushbu ikki o'lchovli ma'lumot koinotda uch o'lchovda sodir bo'ladi. Biz koinotni uch o'lchovli deb bilamiz, garchi uni ikki o'lchovli ma'lumot maydoni qiladi. Nega bu kulgili tuyulgan fikr munozara va tadqiqot mavzusiga aylandi?

Nazariya hal qiladigan muammo golografik koinot, termodinamika sohasiga tegishli. Uning qat'iy belgilangan ikkinchi qonuniga ko'ra, betartiblik darajasi yopiq tizimda hech qachon pasaymaydi. Bu shuni anglatadiki, betartiblik darajasi umuman koinotda hech qachon pasaymaydi, chunki agar biz kosmosni butunligicha ko'rib chiqsak, u yopiq tizim(tashqi narsa yo'q va shuning uchun ochiq bo'lishi mumkin bo'lgan hech narsa yo'q). Xaos darajasining kamayishi mumkin emasligi, axborot sifatida ifodalanishi mumkin bo'lgan tartibni oshirishga qodir emasligini anglatadi. Ga binoan kvant nazariyasi, tartibni yaratadigan yoki saqlaydigan ma'lumotlar doimiy bo'lishi kerak, u ko'proq yoki kamroq bo'lishi mumkin emas;

Ammo materiya qora tuynuklarga kirib ketganda ma'lumot bilan nima sodir bo'ladi? Qora tuynuklar materiyadagi ma'lumotlarni yo'q qilish uchun paydo bo'lishi mumkin. Biroq, bu kvant nazariyasiga qarshi turadi. Ushbu sirni hal qilish uchun Stiven Xoking o'sha paytda Prinston universitetida o'qigan Jeykob Bekenshteyn bilan birgalikda qora tuynukdagi tartibsizlik uning sirt maydoniga proportsional degan xulosaga keldi. Qora tuynuk ichida tartib va ​​ma'lumot uchun sirtdan ko'ra ko'proq joy mavjud. Bir kub santimetrda, masalan, 1099 Plank hajmi va sirtda atigi 1066 bit ma'lumot uchun joy mavjud (Plank hajmi deyarli tushunarsiz darajada kichik bo'shliq bo'lib, 10-35 metrli tomonlar bilan cheklangan). Stenfordlik Leonard Sasskind va Utrex universitetidan Jerar 't Huft qora tuynuk ichidagi ma'lumotlar yo'qolmaydi - u gologramma sifatida uning yuzasida saqlanadi.

1998 yilda o'sha paytda Garvard universitetida o'qigan Xuan Maldacena kvant tortishish sharoitida simlar nazariyasi bilan ishlashga urinib ko'rganida, matematika gologrammalardan kutilmagan foydalanishni topdi. Maldacena torlar bilan ishlash to'rt o'lchovga qaraganda besh o'lchovda osonroq ekanligini aniqladi. (Biz fazoni uch oʻlchamda idrok qilamiz: sirt boʻylab ikkita tekislik va bitta vertikal. Toʻrtinchi oʻlchov bu uchlikka perpendikulyar boʻladi, lekin uni idrok etib boʻlmaydi. Matematiklar idrok qilinadigan dunyodan tobora uzoqlashib, istalgan sonli oʻlchamlarni qoʻshishlari mumkin. ) Yechim ravshan bo‘lib tuyuldi: deylik, qora tuynuk ichidagi besh o‘lchamli fazo aslida uning yuzasidagi to‘rt o‘lchamli fazoning gologrammasi. Keyin to'rt o'lchovli makon bilan ishlashda besh o'lchovda nisbatan oson hisob-kitoblarni amalga oshirish mumkin.

O'lchovlar sonini kamaytirish texnikasi butun olam uchun mos keladimi? Ko'rib turganimizdek, simlar nazariyasi olimlari ko'plab qo'shimcha o'lchamlar bilan kurashmoqdalar va uch o'lchovli bo'shliq ularning vazifalarini bajarish uchun etarli emasligini aniqladilar: koinotdagi turli qatorlarning tebranishlarini yagona tenglamaga bog'lash. Gologramma printsipi yordam berishi mumkin, chunki koinotni ko'p o'lchovli gologramma deb hisoblash mumkin, uning chekkasida kamroq o'lchamlarda saqlanadi.

Gologramma printsipi simlar nazariyasi hisob-kitoblarini osonlashtirishi mumkin, ammo u o'zi bilan dunyoning tabiati haqida fantastik taxminlarni olib keladi. Hatto ushbu tamoyilning asoschilaridan biri bo'lgan Gerard 't Hooft ham endi buni shubhasiz deb hisoblamaydi. Uning so'zlariga ko'ra, bu kontekstda golografiya printsip emas, balki muammodir. Ehtimol, u kvant tortishishini kvant mexanikasi qonunlariga bo'ysunmaydigan asosiy printsipdan kelib chiqishi mumkinligini aytdi.

Vaqtlar davomida ilmiy inqiloblar Mavjud paradigma bosim ostida bo'lganda, yangi ilmiy afsonalar ilgari suriladi, lekin ularning hammasi ham tasdiqlanmaydi. Nazariychilar Galiley aytganidek, “tabiat kitobi matematika tilida yozilgan” degan fikrga mustahkam o‘rnashib, matematika tilidagi hamma narsa ham tabiat kitobida mavjud emasligini unutishdi. Natijada, matematik tarzda tuzilgan ko'plab afsonalar shunday bo'lib qoladi: miflar. Boshqalar esa, ular ichida muhim ilmiy taraqqiyot urug'larini olib yuradilar. Dastlab, qaysi urug'lar unib, meva berishini hech kim aniq bilmaydi. Dala qaynayapti, ijodiy betartiblik holatida.

Bugungi kunda ko'plab ilmiy fanlarning holati shunday. Jismoniy kosmologiya, kvant fizikasi, evolyutsion va kvant biologiyasi hamda ongni tadqiq qilishning yangi sohasida anomal hodisalar koʻpaymoqda. Ular tobora ko'proq noaniqlikni keltirib chiqaradi va ochiq fikrli olimlarni qabul qilingan nazariyalar chegaralarini chetlab o'tishga majbur qiladi. Konservativ tadqiqotchilar faqat taniqli nashrlarda chop etilgan g'oyalarni ilmiy deb hisoblash mumkinligini ta'kidlamoqda ilmiy jurnallar va darsliklarda takrorlangan, ilg'or tadqiqotchilar tubdan yangi tushunchalarni, shu jumladan bir necha yil oldin o'z fanlaridan tashqarida ko'rib chiqilgan tushunchalarni qidirmoqdalar.

Tobora ko'proq ilmiy fanlar dunyoni tobora aql bovar qilmaydigan tarzda tasvirlamoqda. Bunga kosmologiya qo'shildi qorong'u materiya, qorong'u energiya va ko'p o'lchovli bo'shliqlar; kvant fizikasi- haqiqatning chuqurroq darajalarida fazo-vaqtda bir zumda bog'langan zarralar; biologiya - tirik materiya, bu kvantlarning yaxlitligini ko'rsatadi; ongni o'rganish esa makon va vaqtdan mustaqil bo'lgan transpersonal aloqalardir. Bular allaqachon tasdiqlangan ilmiy nazariyalarning bir nechtasi, hozirda haqiqiy deb hisoblanadi.

Endi yangi elementar zarralarni aniqlash mumkin bo'lmaydi. Shuningdek, muqobil stsenariy bizga ommaviy ierarxiya muammosini hal qilishga imkon beradi. Tadqiqot arXiv.org saytida chop etildi.

©Diomedia

Bu nazariya tabiiylik deb nomlangan. Elektromagnit va elektromagnitlarni ajratgandan so'ng, elektr zaif o'zaro ta'sir qilish tartibining energiya shkalalarida aniqlanadi zaif o'zaro ta'sirlar. Bu Katta portlashdan keyin taxminan o'ndan minus o'ttiz ikkidan o'ndan minus o'n ikkinchi soniyagacha bo'lgan. Keyin, mualliflarning fikriga ko'ra yangi kontseptsiya, Koinotda faraziy elementar zarracha - rechiton (yoki reheaton, inglizcha reheatondan) mavjud bo'lib, uning parchalanishi bugungi kunda kuzatilgan fizikaning shakllanishiga olib keldi.

Olam sovuqlashgani (modda va nurlanishning harorati pasaygan) va tekislashgani (kosmosning geometriyasi Evklidga yaqinlashgan), rexiton boshqa ko'plab zarrachalarga bo'lingan. Ular bir-biri bilan deyarli o'zaro ta'sir qilmaydigan, turlari bo'yicha deyarli bir xil, lekin Xiggs bozonining massasi va shuning uchun o'z massalari bilan farq qiladigan zarrachalar guruhlarini hosil qildilar.

Olimlar mavjudligiga ishonadigan bunday zarrachalar guruhlari soni zamonaviy koinot, bir necha ming trillionga etadi. Ushbu oilalardan biri Standart Model (SM) tomonidan tasvirlangan fizikani va LHCda tajribalarda kuzatilgan zarralar va o'zaro ta'sirlarni o'z ichiga oladi. Yangi nazariya odamlar hali ham muvaffaqiyatga erisha olmayotgan supersimmetriyadan voz kechishga imkon beradi va zarralar ierarxiyasi muammosini hal qiladi.

Xususan, rexitonning yemirilishi natijasida hosil bo‘lgan Xiggs bozonining massasi kichik bo‘lsa, qolgan zarrachalarning massasi katta bo‘ladi va aksincha. Bu elementar zarrachalarning eksperimental ravishda kuzatilgan massalari va dastlabki koinotning energiya shkalalari o'rtasidagi katta bo'shliq bilan bog'liq bo'lgan elektr zaif ierarxiya muammosini hal qiladigan narsa. Masalan, nima uchun massasi 0,5 megaelektronvolt bo'lgan elektron bir xil kvant raqamlariga ega bo'lgan muondan deyarli 200 baravar engilroq degan savol o'z-o'zidan yo'qoladi - koinotda bu farq unchalik aniq bo'lmagan bir xil zarralar to'plami mavjud. .

Yangi nazariyaga ko'ra, LHCda o'tkazilgan tajribalarda kuzatilgan Xiggs bozoni rexitonning parchalanishi natijasida hosil bo'lgan ushbu turdagi eng engil zarradir. Og'irroq bozonlar bilan bog'liq bo'lib, hali ochilmagan zarrachalarning boshqa guruhlari - hozirda kashf etilgan va yaxshi o'rganilgan leptonlar (kuchli o'zaro ta'sirda ishtirok etmaydi) va adronlar (kuchli o'zaro ta'sirda ishtirok etuvchi) analoglari.

© EP departamenti / CERN

Yangi nazariya superpartnerlarning mavjudligi sababli ma'lum elementar zarrachalar sonini ikki baravar oshirishni (hech bo'lmaganda) o'z ichiga olgan supersimmetriyani joriy qilishni bekor qilmaydi, balki kamroq zaruratga aylantiradi. Masalan, foton uchun - fotino, kvark - skvark, higgs - higgsino va boshqalar. Superpartnerlarning spini asl zarrachaning spinidan yarim butun son bilan farq qilishi kerak.

Matematik jihatdan zarra va super zarra bir tizimga (supermultiplet) birlashtirilgan; zarralar va ularning sheriklarining barcha kvant parametrlari va massalari aniq supersimmetriyaga to'g'ri keladi. Tabiatda supersimmetriya buzilgan deb ishoniladi va shuning uchun super sheriklarning massasi ularning zarralari massasidan sezilarli darajada oshadi. Supersimmetrik zarralarni aniqlash uchun LHC kabi kuchli tezlatgichlar kerak edi.

Agar supersimmetriya yoki har qanday yangi zarrachalar yoki o'zaro ta'sirlar mavjud bo'lsa, unda yangi tadqiqot mualliflarining fikriga ko'ra, ularni o'n teraelektronvolt shkalalarida topish mumkin. Bu deyarli LHC imkoniyatlari chegarasida va agar taklif qilingan nazariya to'g'ri bo'lsa, u erda yangi zarrachalarning kashf etilishi juda dargumon.

© arXiv.org

2015 yil dekabr oyida LHCda ishlaydigan CMS (Compact Muon Solenoid) va ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) hamkorligi olimlari og'ir zarrachaning ikkita gamma-nurli fotonga parchalanishini ko'rsatishi mumkin bo'lgan 750 gigaelektronvoltga yaqin signal. 2016 yil mart, statistik shovqin sifatida tan olingan. 2012 yildan so'ng, CERNda Xiggs bozonining kashf etilishi ma'lum bo'lgach, SM kengaytmalari bilan bashorat qilingan yangi fundamental zarrachalar aniqlanmadi.

Asli eronlik kanadalik va amerikalik olim Nima Arkani-Xamed taklif qilgan yangi nazariya, 2012 yilda fundamental fizika mukofotini oldi. Mukofot o'sha yili rossiyalik tadbirkor Yuriy Milner tomonidan ta'sis etilgan.

Shu sababli, supersimmetriyaga bo'lgan ehtiyoj yo'qolgan nazariyalarning paydo bo'lishi kutilmoqda. "Ko'plab nazariyotchilar bor, ular orasida men ham borki, ular biz har qanday elementar zarracha tafsilotlari haqida emas, balki muhim va tizimli bo'lgan savollarni ko'rib chiqayotgan juda noyob davrdir", dedi yangi tadqiqotning etakchi muallifi. , Prinston universiteti (AQSh) fizikasi.

Hamma ham uning optimizmini baham ko'rmaydi. Shunday qilib, Garvard universitetidan fizik Mett Strassler yangi nazariyaning matematik asoslari juda uzoq, deb hisoblaydi. Ayni paytda, Bataviadagi (AQSh) Enriko Fermi milliy tezlatkich laboratoriyasidan Peddi Foks yangi nazariyani yaqin o‘n yil ichida sinab ko‘rish mumkin, deb hisoblaydi. Uning fikricha, har qanday og'ir Xiggs bozoniga ega bo'lgan guruhda hosil bo'lgan zarralar kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishida o'z izlarini qoldirishi kerak - Katta portlash nazariyasi tomonidan bashorat qilingan qadimgi mikroto'lqinli nurlanish.

Bilimlar ekologiyasi: Sautgempton universiteti olimlari koinotimiz tuzilishi sirlarini ochishga urinishlarida muhim yutuqga erishdilar. Eng so'nggi yutuqlardan biri nazariy fizika- Bu golografik printsip.

Sautgempton universiteti olimlari koinotimiz tuzilishi sirlarini ochishga urinib, muhim yutuqni amalga oshirishdi. Nazariy fizikaning eng so'nggi yutuqlaridan biri golografik printsipdir. Unga ko'ra, bizning koinotimiz gologramma sifatida qaraladi va biz bunday gologramma olam uchun fizika qonunlarini shakllantiramiz.

Sautgempton universiteti professori Skenderis va doktor Marko Kaldarelli, Kembrij universitetidan doktor Joan Kamps va Shvetsiyaning Nordik nazariy fizika institutidan doktor Blez Guteroning so‘nggi ishi Physical Review D jurnalida chop etilgan va u birlashtirishga bag‘ishlangan. manfiy qiyshiq fazo va tekis fazo vaqt. Maqolada Gregori-Laflammning beqarorligidan foydalanib, qora tuynuklarning ba'zi turlari buzilgan taqdirda kichikroqlarga bo'linishi tushuntiriladi - xuddi barmog'ingiz bilan tegib turgan suv tomchilari tomchilarga aylanadi. Qora tuynuklarning bu hodisasi ilgari kompyuter simulyatsiyalarida isbotlangan va hozirgi ishlar uning nazariy asoslarini yanada tasvirlab berdi.

Kosmos vaqti odatda uch o'lchovda fazoning mavjudligini tasvirlashga urinish deb ataladi, vaqt to'rtinchi o'lchov vazifasini bajaradi va to'rttasi to'rtta elementni ajratib bo'lmaydigan kontinuum yoki holatni hosil qilish uchun birlashadi.

Yassi fazo-vaqt va manfiy fazo-vaqt Koinot ixcham bo'lmagan, makon cheksiz, doimiy ravishda, istalgan yo'nalishda kengayib boruvchi muhitni tasvirlaydi. Yulduz tomonidan yaratilgan tortishish kuchlari eng yaxshi tekis fazoda tasvirlangan. Salbiy egri fazoviy vaqt manfiy vakuum energiyasi bilan to'ldirilgan olamni tasvirlaydi. Golografiya matematikasi manfiy egri fazoviy vaqt modeli nuqtai nazaridan yaxshi tushuniladi.

Professor Skenderis yassi fazo va manfiy egri fazo vaqti o'rtasidagi ajoyib o'xshashlikni ko'rsatadigan matematik modelni ishlab chiqdi, ammo ikkinchisi bizning idrokimizdan tashqari salbiy sonli o'lchamlar bilan tuzilgan.

"Golografiyaga ko'ra, fundamental darajada koinot biz o'rganganimizdan bir kam o'lchamga ega. Kundalik hayot, va u elektromagnetizmga o'xshash qonunlarga bo'ysunadi ", deydi Skenderis. "Bu g'oya biz oddiy gologrammani qanday ko'rishimizga o'xshaydi, bu erda uch o'lchamli tasvir ikki o'lchovli tekislikda aks ettiriladi, masalan, kredit kartasidagi gologramma va shu tarzda kodlangan butun olamni tasavvur qiling."
“Bizning tadqiqotimiz davom etmoqda va biz tekis fazo vaqti, manfiy egri fazo vaqti va golografiya oʻrtasida koʻproq bogʻlanishlarni topishga umid qilamiz. Bizning koinotimiz qanday ishlashi haqidagi an'anaviy nazariyalar uning tabiatining individual tavsiflariga to'g'ri keladi, ammo ularning har biri bir nuqtada qulab tushadi. Bizning yakuniy maqsadimiz barcha yo'nalishlarda ishlaydigan koinotning yangi kombinatsiyalangan tushunchasini topishdir."
2012 yil oktyabr oyida professor Skenderis dunyodagi eng ko'zga ko'ringan yigirmata olimlardan biri deb topildi. "Makon va vaqtning boshlanishi bormi?" Degan savolni ko'rib chiqish uchun. u 175 000 AQSh dollari miqdorida bonus oldi. Ehtimol, koinotning gologramma modeli Katta portlashdan oldin nima sodir bo'lganligini aniqlashga imkon beradi? nashr etilgan