Er det sandt, at universet er for komplekst, og det er nytteløst at studere det: astrofysiker fjerner populære myter
Miscellanea / / July 21, 2023
Er der en mulighed for, at alt omkring er en rumsimulering, og hvor skal man lede efter andre verdener.
Mange indbyggere på vores planet forstår ikke, hvorfor det er nødvendigt at studere galakser, der er titusinder af lysår væk. De mener, at det ville være meget mere produktivt at håndtere jordiske problemer – for eksempel diagnosticering af kræft.
Har disse pragmatikere ret, og hvorfor er det overhovedet nødvendigt at studere universet, fortalte på forummet "Scientists against myths" astrofysiker Sergei Pilipenko. Forum arrangører - ANTROPOGENESIS.RU - postede en optagelse af sit foredrag på deres YouTube-kanal, og Lifehacker lavede et resumé.
Sergei Pilipenko
Kandidat for Fysiske og Matematiske Videnskaber, Seniorforsker ved Institut for Teoretisk Astrofysik og Kosmologi i Astrospace Center ved Lebedev Physical Institute, forfatter til 40 videnskabelige artikler
Almindelige mennesker hører meget lidt om astrofysikernes nye opdagelser. Måske er det derfor, der er så mange myter om universet og dets oprindelse. Og også om videnskabsmænds hjælpeløshed foran det enorme kosmos. Lad os prøve at adskille myterne fra sandheden og tale om kosmologi - videnskaben om universet.
Myte 1. Universet er for komplekst til, at mennesker kan finde ud af, hvordan det fungerer
På den ene side lyder dette udsagn logisk. Folk har udforsket Jorden i tusinder af år og anede ikke, hvad der skete væk fra deres hjemplanet.
Og så opfandt de teleskoper. Og det viste sig, at der sker eksplosioner i universet, hvor der frigives mere energi, end Solen kan afgive på ti milliarder år. Og at solsystemet er en lillebitte del af galaksen med mere end 100 milliarder stjerner. Der er mange sådanne galakser. Desuden er de ikke placeret tilfældigt, men danner en klar cellulær struktur, som langvejs fra ligner skum. Og hele rummet er fyldt med dette skum fra milliarder af galakser.
Desuden har folk lært, at universet konstant ændrer sig og udvikler sig over tid. For eksempel nu udvider det sig. Det ser ud til, at det er svært at formulere de love, der bestemmer eksistensen og udviklingen af enorme rumverdener. Men det er det faktisk ikke.
Naturlovene, som vi kender her på Jorden, fungerer også andre steder i universet, i andre galakser. Og de handlede på samme måde i den fjerne fortid i dette univers. Dette er ikke kun en ubegrundet påstand, man skal tro. Dette er et faktum, der kan verificeres eksperimentelt.
Sergei Pilipenko
Der er flere måder at bevise, at fysiske love er de samme for hele universet. Lad os overveje to af dem:
1. Lad os sammenligne hastigheden af ure, der fungerer efter forskellige fysiske principper. Lad os tage gamle rollatorer med et svingende pendul. Perioden for dens svingning afhænger af tyngdekraften. Det vil sige, at her er den vigtigste virkende kraft tyngdekraften. Elektroniske armbåndsure har også et pendul. Men det svinger på grund af fjederens virkning. Tyngdekraften har intet med det at gøre, og elektromagnetiske kræfter virker.
Hastigheden af alle disse ure er bestemt af helt forskellige grundlæggende fysiske love og forskellige grundkonstanter. Forskerne sammenlignede mekanismernes adfærd i løbet af et år for at se, om de grundlæggende fysiske konstanter ændrede sig i forhold til hinanden. Det viste sig, at de forbliver de samme - op til 16 decimaler. Det vil sige, at fysiske love ikke afhænger af tid. For at konsolidere resultatet undersøgte forskere en naturlig atomreaktor, som var placeret i Afrika og var aktiv for to milliarder år siden.
Da geologer sammen med fysikere undersøgte resterne af denne naturlige reaktor, var de i stand til at sæt: for at det kunne fungere, skulle værdierne af de grundlæggende konstanter være de samme som Nu. Igen blev hypotesen bekræftet.
Sergei Pilipenko
2. Lad os udforske spektret af fjerne rumobjekter. Hvert atom i det periodiske system Mendeleev der er et spektrum, hvormed du nøjagtigt kan bestemme, hvilken slags stof det er. Det afhænger også af grundlæggende fysiske konstanter.
For at udforske spektret af fjerne kroppe har astronomer studeret kvasarer, nogle af de lyseste objekter i universet. I en afstand af omkring 10 milliarder lysår viste konstanterne sig at være de samme med høj nøjagtighed som på Jorden. Og da lyset fra disse kvasarer har rejst til os i 10 milliarder år, har videnskabsmænd modtaget endnu et bevis på, at de grundlæggende love ikke ændrer sig med tiden.
Det viser sig, at de kan bygge modeller af universets udvikling med tilstrækkelig nøjagtighed. Hverken store afstande eller gigantiske tidsintervaller kan forhindre dette.
Myte 2. The Big Bang Theory bekræfter eller afkræfter hypoteser om skabelsen af verden
Da videnskabsmænd opdagede i begyndelsen af det 20. århundrede, at universet udvidede sig, blev Big Bang-teorien født. Hun hævder, at der i begyndelsen af universets udvikling var et vist nulmoment. Det vil sige, at først blev hele massen komprimeret til et punkt, og derefter opstod en eksplosion. Han startede nedtællingen, og sagen begyndte at sprede sig. Således blev universet født, som fortsætter med at udvide sig.
Mange filosoffer erklærede straks: Big Bang er skabelsens øjeblik! En almægtig skaber placerede et punkt med en uendelig høj tæthed og temperatur i rummet, og han lavede også en eksplosion!
Fin teori. Men i dag er det klart for videnskabsmænd, at dette er en forsimplet model. Hvis det viste sig at være sandt, og der først kun var ét punkt, så ville universet i dag vise sig at være homogent. Hvor som helst ville det have samme tæthed.
Men faktisk er sagen i verden meget ulige fordelt. For eksempel adskiller tætheden af almindeligt vand sig fra gennemsnittet af universet med 28 størrelsesordener. Det er for meget.
Et univers ens overalt ville være meget kedeligt. Moderne videnskab siger, at før det varme univers var der et andet stadie, som vi stadig ikke ved med sikkerhed. Men der er en række hypoteser om, hvad det kunne være.
Sergei Pilipenko
Nå, nu om beviserne og gendrivelsen af skabelsesprocessen. Verdensreligioner siger, at skaberen af vores verden er almægtig. Derfor kunne han selvfølgelig skabe et univers, hvori alle de fysiske love, der er opdaget af videnskabsmænd, fungerer. Derfor udvikler det sig i nøje overensstemmelse med videnskabelige hypoteser.
Men faktum er, at det er absolut umuligt at verificere kendsgerningen af skabelsen, at være i dette univers og se på det indefra. Det vil sige, at forskere hverken kan bekræfte dette faktum eller afkræfte det. Og en hypotese, der ikke kan testes med de metoder, som er tilgængelige for videnskabsmænd, anses for uvidenskabelig. Det er hinsides forskning og konklusioner.
Der er flere andre teorier om verdens oprindelse:
1. Computer. Ifølge denne hypotese er hele vores verden en enorm simulation, og vi lever i en virtuel model skabt af nogen. Interessant nok viser det sig at være lidt mere videnskabeligt. Det vil sige, at vi i det mindste delvist kan tjekke det. Faktum er, at enhver computer, uanset hvor kraftfuld den måtte være, har begrænsninger. For eksempel har sekvenser af cifre i den en endelig længde. Og vi kan se efter disse numeriske effekter i observationer. Så vi vil søge og tjekke. Og find ud af, om dette er sandt teori.
2. inflationær. En meget populær hypotese. Hun hævder, at universet blev født i processen med overgangen fra det primære vakuum til en anden tilstand. Denne proces omtales ofte som inflation. Teorien forklarer, hvorfor universet ikke er homogent, og parametrene for ujævnheder er overraskende lig dem, der observeres i dag af fysikere og astronomer. Den beskriver nøjagtigt fordelingen af galakser i form af skum. Forudsiger både fødslen af flere universer og eksistensen af gravitationsbølger i rummet. Forskere leder nu aktivt efter disse bølger, og måske vil de finde dem i løbet af de næste 30 år. Så de kan teste denne hypotese.
3. Multidimensionel. Den antager, at universer bliver født, når nogle flerdimensionelle overflader støder sammen, som er nedsænket i rummet med et større antal dimensioner end vores. For eksempel i 11-dimensional. Også i denne model skal der være mange universer.
Hypotesen kan testes ved at måle tyngdekraften på mikroskopiske skalaer. Forskere mener, at ekstra dimensioner nødvendigvis skal ændre gravitationsparametrene, og de forsøger at finde disse afvigelser.
4. Teorien om fødslen af universer i sorte huller. hævder, at universer er født inde i objekter, gravitationsfelt som er så stærk, at selv lys ikke kan forlade den. Og denne teori kan testes. Hvis vi lever inde i et sort hul, så burde vores univers' egenskaber ændre sig afhængigt af retningen i rummet. Også disse afvigelser vil før eller siden blive opdaget. Indtil videre har forskere ikke fundet noget lignende, men måske er pointen nøjagtigheden af moderne målemetoder.
Så videnskaben er i stand til at forklare universets udseende uden at ty til hypotesen om skabelse.
Sergei Pilipenko
Myte 3. Vi vil aldrig vide, om der er andre universer
Mange hypoteser forudsiger fremkomsten af et stort antal universer. Men skeptikere siger: hvad er meningen med disse teorier, hvis vi stadig aldrig kan vide med sikkerhed, om flere verdener virkelig eksisterer? Det viser sig, at vi kan. Det vil de såkaldte "ormehuller" hjælpe os med.
Den nemmeste måde at forestille sig dem er at tage et stykke papir. Fra et punkt til ethvert andet på dette ark, kan du gå på forskellige måder. Men hvis du folder arket på midten og gennemborer det, opstår der nye baner, der fører gennem dette hul. Dette er ormehullet.
Sergei Pilipenko
Gennem så kort et forløb kan du meget hurtigt komme fra den ene ende af universet til den anden. Forskere mener, at sådanne "huller" kan forbinde to forskellige universer.
Teorien siger, at til observatører fra siden af hullet skal ligne meget sorte huller. Og videnskabsmænd har allerede lært at opdage disse objekter. Desuden minder billederne taget af radioteleskopet meget om modeller, der er bygget ved hjælp af teoretiske beregninger.
Ifølge videnskabsmænd bør vi inde i sorte huller se koncentriske cirkler af lys. De opstår, fordi stærk tyngdekraft får lys til at "vinde i cirkler" og beskriver andre komplekse baner.
Omtrent det samme billede burde være ved ormehullet. Inde i den mørke plet skulle vi se ringe af lys. Men de skal være lidt forskellige størrelser og anderledes placeret end sorte huller.
De teleskoper, som astronomerne har i dag, tillader os endnu ikke at se sådanne ringe. Har brug for mere detaljerede billeder. Et nyt rumteleskop, Millimetron, som nu udvikles af russiske videnskabsmænd, skulle modtage dem.
Så hvis vi er heldige, finder vi ud af, om der er andre universer.
Sergei Pilipenko
Myte 4. At studere universet er nytteløst fra et praktisk synspunkt
Skeptikere siger: godt, lad os sige, at vi fandt ud af, at der er et ormehul i en afstand af 60 millioner lysår, og det kan føre til et andet univers. Men denne opdagelse vil ikke ændre vores liv på nogen måde, og for almindelige mennesker er den simpelthen ubrugelig! Derfor bør videnskabsmænd ikke engagere sig i unødvendig forskning. Bedre at slå kræfterne sammen og fokusere på noget, der virkelig er umagen værd. For eksempel på udkig efter en kur mod kræft.
Faktum er, at alle områder af videnskaben hænger sammen.
Det er umuligt at udvikle nogle bestemte områder uden overhovedet at udvikle andre. Så bliver der ingen fremskridt nogen steder.
Sergei Pilipenko
Kosmologi er virkelig optaget af studiet af universet, ikke jordiske anliggender. Men forskningsresultater astronomer og fysikere finde anvendelse i almindelige menneskers liv.
For eksempel har forskere udviklet og testet MUSE-spektrometeret i lang tid. Det er meget følsomt og giver dig mulighed for at studere spektret af et stort område af himlen, hvor der er snesevis af galakser. Og så henvendte lægerne sig til dem og sagde, at de også virkelig havde brug for et meget følsomt spektrometer. Det vil hjælpe med at opnå nøjagtige data om parametrene for menneskelig hud, og dette er nødvendigt for diagnosticering af visse typer kræft.
Astronomer har sammen med læger gennemført tests, og nu udvikler de baseret på MUSE et billigere og mere kompakt apparat, der kan bruges direkte i klinikker.
Og endelig, det vigtigste, efter min mening: kosmologi giver os en idé om vores plads i universet, stedet for vores planet.
Sergei Pilipenko
Det viser sig, at livet er en meget vigtig faktor, der ændrer sig meget i universet.
Forskere har beregnet den specifikke kraft af forskellige rumobjekter. Solen har for eksempel en kolossal lysstyrke, men også en meget solid masse. Derfor er mængden af frigivet energi per masseenhed lille. Det er ikke mere end varmeenergien, som i samme tidsenhed frigives af en flok efterårsblade, der henfalder.
Men hvis vi tager en levende plante, viser det sig, at den i fotosynteseprocessen lagrer ti tusind gange mere energi end Solens specifikke kraft.
Vi observerer dog den højeste værdi af denne parameter for hjerne dyr og mennesker. Det betyder, at levende, og især intelligente væsener, meget aktivt kan påvirke den livløse natur. Hvad vi ser på vores planet.
Og hvis vi ønsker at føre en ansvarlig livsstil og forstå konsekvenserne af alle vores handlinger og passivitet, så er vi nødt til at tage hensyn til alle de love, der findes i dette univers. Vi skal forstå dem. Og at vide, hvilke muligheder vi har, altså hvad livet principielt kan, og hvad vi kan være i stand til.
Sergei Pilipenko
Læs også🧐
- 7 myter om vores univers, der er meget populære på nettet
- 10 mærkeligste objekter i universet
- "Af en eller anden grund har universet brug for skabninger, der er i stand til at forstå det": neurovidenskabsmænd - om hvilke hemmeligheder vores hjerne gemmer