Crìochan fiosaigs agus deuchainnean corporra

O chionn ceud bliadhna, bha an suidheachadh ann am fiosaig dìreach a chaochladh an-diugh. Ann an làmhan luchd-saidheans bha toraidhean deuchainnean dearbhte a chaidh a-rithist iomadh uair, a bha, ge-tà, gu tric cha b 'urrainnear a mhìneachadh le bhith a' cleachdadh teòiridhean corporra a th 'ann mar-thà. Bha eòlas gu soilleir air thoiseach air teòiridh. Dh'fheumadh teòirichean faighinn a dh'obair.

An-dràsta, tha an cothromachadh a’ leantainn gu teòirichean aig a bheil modailean gu math eadar-dhealaichte bho na chithear bho dheuchainnean a dh’ fhaodadh a bhith ann leithid teòiridh sreang. Agus tha e coltach gu bheil barrachd is barrachd dhuilgheadasan gun fhuasgladh ann am fiosaig (1).

1. Na gluasadan agus na duilgheadasan ùra as cudromaiche ann am fiosaig - lèirsinn

Tha am fiosaig ainmeil às a’ Phòlainn, prof. Thuirt Andrzej Staruszkiewicz aig an deasbad “Crìochan Eòlais ann am Fiosaigs” san Ògmhios 2010 aig Acadamaidh Ignatianum ann an Krakow: “Tha raon an eòlais air fàs gu mòr anns an linn mu dheireadh, ach tha raon an aineolais air a dhol suas nas motha. (…) Tha lorg càirdeas coitcheann agus meacanaig cuantamach nan euchdan cuimhneachail ann an smaoineachadh daonna, coltach ri feadhainn Newton, ach tha iad a’ leantainn gu ceist mun dàimh eadar an dà structar, ceist aig a bheil meud an iom-fhillteachd dìreach uamhasach. Anns an t-suidheachadh seo, bidh ceistean ag èirigh gu nàdarra: an urrainn dhuinn a dhèanamh? Am bi ar diongmhaltas agus ar toil faighinn gu bonn na fìrinn co-chosmhail ris na duilgheadasan a tha romhainn?”

Stalemate deuchainneach

Airson grunn mhìosan a-nis, tha saoghal fiosaig air a bhith nas trainge na an àbhaist le barrachd connspaid. Anns an iris Nature , dh'fhoillsich Seòras Ellis agus Eòsaph Silk artaigil a 'dìon ionracas fiosaig, a' càineadh an fheadhainn a tha a 'sìor fhàs deiseil airson deuchainnean a chuir dheth gus na teòiridhean cosmaigeach as ùire a dhearbhadh gu "màireach" neo-chinnteach. Bu chòir dhaibh a bhith air an comharrachadh le "eireachdas gu leòr" agus luach mìneachaidh. “Tha seo a’ briseadh an traidisean saidheansail bho chionn linntean gu bheil eòlas saidheansail na eòlas air a dhearbhadh gu h-empirigeach, ”tha luchd-saidheans a’ tàirneanach. Tha na fìrinnean a 'sealltainn gu soilleir an "tubaist deuchainneach" ann am fiosaig an latha an-diugh.

Chan urrainnear na teòiridhean as ùire mu nàdar agus structar an t-saoghail agus an Cruinne-cè, mar riaghailt, a dhearbhadh le deuchainnean a tha rim faighinn leis a ’chinne-daonna.

Le bhith a’ faighinn a-mach am boson Higgs, tha luchd-saidheans air “am Modail Coitcheann” a chrìochnachadh. Ach, tha saoghal fiosaig fada bho bhith riaraichte. Tha fios againn air a h-uile cuarc agus leptons, ach chan eil fios againn ciamar a rèiticheas sinn seo le teòiridh grabhataidh Einstein. Chan eil fios againn ciamar a chuireas sinn meacanaig quantum còmhla ri grabhataidh gus teòiridh beachd-bharail a chruthachadh air grabhataidh cuantamach. Chan eil fios againn cuideachd dè a th’ ann am Big Bang (no an do thachair e!) (2).

An-dràsta, is e fiosaig clasaigeach a chanas sinn ris, is e supersymmetry an ath cheum às deidh a’ mhodail àbhaisteach, a tha a ’dèanamh a-mach gu bheil“ com-pàirtiche ”aig a h-uile pìos bunasach as aithne dhuinn.

Tha seo a’ dùblachadh na h-àireimh iomlan de bhlocaichean togail de chùis, ach tha an teòiridh a’ freagairt gu foirfe air na co-aontaran matamataigeach agus, gu cudromach, a’ toirt cothrom fuasgladh fhaighinn air dìomhaireachd cùis dhorcha chosmach. Chan eil air fhàgail ach feitheamh ri toraidhean dheuchainnean aig an Large Hadron Collider, a dhearbhas gu bheil gràinean supersymmetric ann.

Ach, cha deach leithid de lorg a chluinntinn fhathast bho Geneva. Gu dearbh, chan eil seo ach toiseach dreach ùr den LHC, le dà uair an lùth buaidh (às deidh càradh is ùrachadh o chionn ghoirid). Ann am beagan mhìosan, is dòcha gum bi iad a’ losgadh corcaichean champagne mar chomharrachadh air supersymmetry. Ach, mura do thachair seo, tha mòran de luchd-fiosaig den bheachd gum feumadh teòiridhean supersymmetric a bhith air an toirt air falbh mean air mhean, a bharrachd air saobh-chràbhadh, a tha stèidhichte air supersymmetry. Oir mura dearbhaich an Large Collider na teòiridhean sin, dè an uairsin?

Ach, tha cuid de luchd-saidheans ann nach eil a 'smaoineachadh sin. Leis gu bheil teòiridh supersymmetry ro "brèagha a bhith ceàrr."

Mar sin, tha iad an dùil na co-aontaran aca ath-luachadh gus dearbhadh gu bheil an t-uamhas de ghràineanan supersymmetric dìreach taobh a-muigh raon an LHC. Tha na teòirichean gu math ceart. Tha na modailean aca math air uinneanan a mhìneachadh a ghabhas tomhas agus a dhearbhadh gu deuchainneach. Mar sin faodaidh aon faighneachd carson a bu chòir dhuinn leasachadh nan teòiridhean sin a chuir a-mach air nach urrainn dhuinn (fhathast) eòlas fhaighinn gu empirigeach. An e dòigh-obrach reusanta agus saidheansail a tha seo?

cruinne-cè bho rud sam bith

Tha na saidheansan nàdarra, gu h-àraidh fiosaig, stèidhichte air nàdarrachd, is e sin, air a 'chreideas gun urrainn dhuinn a h-uile càil a mhìneachadh a' cleachdadh feachdan nàdair. Tha obair saidheans air a lughdachadh gu bhith a’ beachdachadh air a’ cheangal eadar diofar mheudan a tha a’ toirt cunntas air uinneanan no cuid de structaran a tha ann an nàdar. Chan eil fiosaig a’ dèiligeadh ri duilgheadasan nach urrainnear a mhìneachadh gu matamataigeach, nach gabh ath-aithris. Is e seo, am measg rudan eile, an t-adhbhar airson a shoirbheachadh. Tha an tuairisgeul matamataigeach a thathar a’ cleachdadh airson uinneanan nàdarra a mhodaladh air a bhith air leth èifeachdach. Mar thoradh air euchdan saidheans nàdair chaidh an coitcheannachadh feallsanachail. Chaidh stiùiridhean leithid feallsanachd meacanaigeach no stuth saidheansail a chruthachadh, a ghluais toraidhean nan saidheansan nàdurrach, a fhuaireadh ro dheireadh an XNUMXmh linn, gu raon feallsanachd.

Bha e coltach gum b’ urrainn dhuinn fios a bhith againn air an t-saoghal gu lèir, gu bheil dearbh-chinnt iomlan ann an nàdar, oir is urrainn dhuinn dearbhadh mar a ghluaiseas na planaidean ann am milleanan de bhliadhnaichean, no mar a ghluais iad o chionn milleanan de bhliadhnaichean. Dh'adhbhraich na coileanaidhean sin uaill a chuir às do inntinn an duine. Gu ìre chinnteach, tha nàdurra modh-obrach a 'brosnachadh leasachadh saidheans nàdarra eadhon an-diugh. Ach, tha cuid de phuingean gearraidh ann a tha coltach gu bheil iad nan comharra air crìochan dòigh-obrach nàdarrach.

Ma tha an Cruinne-cè cuingealaichte ann an tomhas-lìonaidh agus dh'èirich "a-mach à rud sam bith" (3), gun a bhith a 'briseadh laghan glèidhteachais lùth, mar eisimpleir, mar atharrachadh, cha bu chòir atharrachaidhean sam bith a bhith ann. Anns an eadar-ama, tha sinn a 'coimhead orra. A 'feuchainn ris an duilgheadas seo fhuasgladh air bunait fiosaig cuantamach, tha sinn a' tighinn chun a 'cho-dhùnaidh nach eil ach neach-amhairc mothachail a' toirt a-mach gu bheil an leithid de shaoghal ann. Sin as coireach gu bheil sinn a’ faighneachd carson a chaidh am fear sònraichte anns a bheil sinn a’ fuireach a chruthachadh bho iomadh cruinne-cè. Mar sin tha sinn a 'tighinn chun a' cho-dhùnaidh gur ann dìreach nuair a nochd duine air an Talamh, an saoghal - mar a tha sinn a 'faicinn - dha-rìribh "gu bhith" ...

Ciamar a bheir tomhais buaidh air tachartasan a thachair o chionn billean bliadhna?

4. Wheeler deuchainn - lèirsinneachd

Mhol fear de na h-eòlaichean fiosaig ùr, Iain Gilleasbuig Wheeler, dreach fànais den deuchainn slit dhùbailte ainmeil. Anns an dealbhadh inntinn aige, bidh solas bho quasar, billean bliadhna aotrom air falbh bhuainn, a ’siubhal air dà thaobh eile den galaxy (4). Ma choimheadas luchd-amhairc gach aon de na slighean sin fa leth, chì iad photons. Ma tha an dithis aca sa bhad, chì iad an tonn. Mar sin tha an dearbh ghnìomh de bhith ag amharc ag atharrachadh nàdar an t-solais a dh’ fhàg an quasar o chionn billean bliadhna!

Airson Wheeler, tha na tha gu h-àrd a’ dearbhadh nach urrainn don chruinne-cè a bhith ann ann an seagh corporra, co-dhiù anns an t-seadh anns a bheil sinn cleachdte ri “staid chorporra” a thuigsinn. Chan urrainn dha a bhith air tachairt san àm a dh'fhalbh nas motha, gus... tha sinn air tomhas a ghabhail. Mar sin, tha an tomhas làithreach againn a’ toirt buaidh air an àm a dh’ fhalbh. Le ar beachdan, lorg agus tomhas, bidh sinn a’ cumadh tachartasan an ama a dh’ fhalbh, domhainn ann an ùine, suas gu ... toiseach na Cruinne!

Thuirt Niall Turk bho Institiud Perimeter ann an Waterloo, Canada, ann an iris an Iuchair de New Scientist “nach urrainn dhuinn na tha sinn a’ lorg a thuigsinn. Bidh an teòiridh a’ fàs nas iom-fhillte agus nas ionnsaichte. Bidh sinn gar tilgeadh fhèin ann an duilgheadas le raointean, tomhasan agus co-chothromachd leantainneach, eadhon le sreang, ach chan urrainn dhuinn na fìrinnean as sìmplidh a mhìneachadh. ” Tha e follaiseach gu bheil mòran de luchd-fiosaig air an nàrachadh leis nach eil dad aig tursan inntinn teòirichean an latha an-diugh, leithid na beachdachaidhean gu h-àrd no teòiridh saobh-chràbhadh, ri deuchainnean a thathas a’ dèanamh an-dràsta ann an deuchainn-lannan, agus chan eil dòigh ann an deuchainn gu deuchainneach.

Anns an t-saoghal quantum, feumaidh tu coimhead nas fharsainge

Mar a thuirt Richard Feynman, labhraiche Nobel, aon turas, chan eil duine dha-rìribh a’ tuigsinn an t-saoghail chuantamach. Eu-coltach ris an t-seann saoghal Newtonian, anns a bheil eadar-obrachadh dà bhuidheann le tomadan sònraichte air an tomhas le co-aontaran, ann am meacanaig cuantamach tha co-aontaran againn às nach bi iad a’ leantainn cho mòr, ach a tha mar thoradh air giùlan neònach a chaidh fhaicinn ann an deuchainnean. Chan fheum nithean fiosaig cuantamach a bhith co-cheangailte ri rud sam bith “corporra”, agus tha an giùlan aca mar raon de dh’ àite ioma-thaobhach eas-chruthach ris an canar àite Hilbert.

Tha atharrachaidhean air am mìneachadh le co-aontar Schrödinger, ach chan eil fios carson gu cinnteach. An gabh seo atharrachadh? A bheil e eadhon comasach laghan cuantamach fhaighinn bho phrionnsapalan fiosaig, leis gu robh dusanan de laghan agus phrionnsapalan, mar eisimpleir, a thaobh gluasad bodhaigean san fhànais, a’ tighinn bho phrionnsapalan Newton? Tha luchd-saidheans bho Oilthigh Pavia san Eadailt Giacomo Mauro D'Ariano, Giulio Ciribella agus Paolo Perinotti ag argamaid gum faodar eadhon uinneanan cuantamach a tha gu soilleir an aghaidh mothachadh cumanta a lorg ann an deuchainnean a ghabhas tomhas. Chan eil agad ach an sealladh ceart - Is dòcha gu bheil am mì-thuigse air buaidhean cuantamach mar thoradh air sealladh nach eil gu leòr farsaing dhiubh. A rèir an luchd-saidheans a chaidh ainmeachadh roimhe ann an New Scientist, feumaidh deuchainnean brìoghmhor agus a ghabhas tomhas ann an meacanaig cuantamach grunn chumhachan a choileanadh. Seo:

• adhbharachd - chan urrainn do thachartasan san àm ri teachd buaidh a thoirt air tachartasan san àm a dh'fhalbh;
• eadar-dhealachadh - ag ràdh gum feum sinn a bhith comasach air dealachadh bho chèile mar rud fa leth;
• sgaoileadh - ma tha fios againn air a h-uile ìre den phròiseas, tha fios againn air a 'phròiseas gu lèir;
• teannachadh - tha dòighean ann air fiosrachadh cudromach mun chip a ghluasad gun a bhith a’ gluasad a’ chip gu lèir;
• tomagrafaireachd - ma tha siostam againn anns a bheil mòran phàirtean, tha staitistig tomhais le pàirtean gu leòr gus staid an t-siostam gu lèir fhoillseachadh.

Tha na h-Eadailtich airson na prionnsapalan glanaidh aca a leudachadh, sealladh nas fharsainge, agus deuchainnean brìoghmhor a dhèanamh gus a bhith a’ toirt a-steach neo-sheasmhachd uinneanan thermodynamic agus prionnsapal fàs entropy, nach eil a’ toirt buaidh air fiosaig. Is dòcha an seo, cuideachd, gu bheil buaidh aig artifacts de shealladh a tha ro chumhang airson an siostam gu lèir a thuigsinn air beachdan agus tomhasan. “Is e an fhìrinn bunaiteach mu theòiridh cuantamach gum faodar atharrachaidhean fuaimneach, nach gabh a thoirt air ais a thionndadh air ais le bhith a’ cur cruth ùr ris an tuairisgeul, "arsa an neach-saidheans Eadailteach Giulio Ciribella ann an agallamh leis an Neach-saidheans Ùr.

Gu mì-fhortanach, tha luchd-amharais ag ràdh, dh’ fhaodadh “glanadh” dheuchainnean agus sealladh tomhais nas fharsainge leantainn gu beachd-bharail iomadh-saoghal anns a bheil toradh sam bith comasach agus anns am bi luchd-saidheans, a’ smaoineachadh gu bheil iad a’ tomhas cùrsa ceart nan tachartasan, dìreach “tagh” a continuum sònraichte le bhith gan tomhas.

5. Làmhan ùine ann an cruth làmhan cloc

Gun ùine

Chaidh bun-bheachd an t-ainm Arrows of Time (5) a thoirt a-steach ann an 1927 leis an speuradair Breatannach Arthur Eddington. Tha an t-saighead seo a 'comharrachadh ùine, a tha an-còmhnaidh a' sruthadh ann an aon taobh, ie bhon àm a dh'fhalbh chun an ama ri teachd, agus chan urrainnear am pròiseas seo a thionndadh air ais. Sgrìobh Stephen Hawking, na A Brief History of Time , gu bheil an t-eas-òrdugh a’ dol am meud le ùine oir bidh sinn a’ tomhas ùine anns an stiùireadh anns a bheil eas-òrdugh a’ dol am meud. Bhiodh seo a 'ciallachadh gu bheil roghainn againn - faodaidh sinn, mar eisimpleir, an toiseach coimhead air na pìosan glainne briste sgapte air an làr, an uairsin nuair a thuiteas a' ghlainne chun an làr, an uairsin a 'ghlainne san adhar, agus mu dheireadh san làimh den neach a tha ga chumail. Chan eil riaghailt saidheansail ann gum feum an “saighead ùine saidhgeòlach” a dhol san aon taobh ris an t-saighead thermodynamic, agus tha entropy an t-siostam ag àrdachadh. Ach, tha mòran de luchd-saidheans den bheachd gu bheil seo fìor leis gu bheil atharrachaidhean lùthmhor a’ tachairt ann an eanchainn an duine, coltach ris an fheadhainn a chì sinn ann an nàdar. Tha an lùth aig an eanchainn a bhith ag obair, a’ coimhead agus a’ reusanachadh, leis gu bheil an “einnsean” daonna a’ losgadh biadh-connaidh agus, mar ann an einnsean losgaidh a-staigh, tha am pròiseas seo neo-atharrachail.

Ach, tha cùisean ann nuair, fhad ‘s a tha iad a’ cumail an aon stiùir ris an t-saighead ùine saidhgeòlach, bidh entropy an dà chuid a ’meudachadh agus a’ lughdachadh ann an diofar shiostaman. Mar eisimpleir, nuair a shàbhaileas tu dàta ann an cuimhne coimpiutair. Bidh na modalan cuimhne san inneal a’ dol bho staid neo-òrdaichte gu òrdugh sgrìobhaidh diosc. Mar sin, tha an entropy sa choimpiutair air a lughdachadh. Ach, bidh fiosaig sam bith ag ràdh sin bho shealladh na cruinne-cè gu h-iomlan - tha e a 'fàs, oir tha e a' toirt lùth airson sgrìobhadh gu diosg, agus tha an lùth seo air a sgaoileadh ann an cruth teas air a chruthachadh le inneal. Mar sin tha beagan "saidhgeòlais" an aghaidh laghan stèidhichte fiosaig. Tha e duilich dhuinn smaoineachadh gu bheil na tha a’ tighinn a-mach leis an fhuaim bhon neach-leantainn nas cudromaiche na bhith a’ clàradh obair no luach eile mar chuimhne. Dè ma sgrìobhas cuideigin air a’ PC aca argamaid a chuireas cùl ri fiosaig an latha an-diugh, teòiridh feachd aonaichte, no Teòiridh a h-uile càil? Bhiodh e duilich dhuinn gabhail ris a’ bheachd, a dh’aindeoin seo, gu bheil an t-eas-òrdugh coitcheann anns a’ chruinne-cè air a dhol am meud.

Air ais ann an 1967, nochd an co-aontar Wheeler-DeWitt, às an do lean e nach eil an ùine sin ann. B’ e oidhirp a bh’ ann air beachdan meacanaig cuantamach agus càirdeas coitcheann a chur còmhla gu matamataigeach, ceum a dh’ ionnsaigh teòiridh cudthromachd cuantamach, i.e. Teòiridh a h-uile rud a tha gach neach-saidheans ag iarraidh. Cha b’ ann gu 1983 a thug an eòlaiche-fiosaig Don Page agus Uilleam Wutters mìneachadh seachad gum faodadh an duilgheadas ùine a bhith air a sheachnadh le bhith a’ cleachdadh bun-bheachd dol an sàs cuantamach. A rèir am bun-bheachd, chan urrainnear ach feartan siostam a chaidh a mhìneachadh mar-thà a thomhas. Bho shealladh matamataigeach, bha am moladh seo a ’ciallachadh nach obraich an gleoc air leth bhon t-siostam agus nach tòisich e ach nuair a tha e an sàs ann an cruinne-cè sònraichte. Ach, nan deidheadh ​​​​cuideigin a choimhead oirnn bho chruinne-cè eile, chitheadh ​​​​iad sinn mar nithean statach, agus is e dìreach an teachd a-steach a dh ’adhbhraicheadh ​​​​iad a’ dol an sàs ann an cuantamach agus gu litireil a bheireadh oirnn faireachdainn ùine.

Bha am beachd seo mar bhunait air obair luchd-saidheans bho institiud rannsachaidh ann an Turin, san Eadailt. Cho-dhùin an neach-fiosaig Marco Genovese modal a thogail a bheir aire do na mion-fhiosrachadh mu dhol an sàs cuantamach. Bha e comasach buaidh corporra ath-chruthachadh a’ sealltainn ceartachd an reusanachaidh seo. Chaidh modail den Cruinne-cè a chruthachadh, anns a bheil dà photons.

Bha aon phaidhir air a stiùireadh - gu h-ìseal polar, agus am fear eile gu còmhnard. Tha an staid cuantamach aca, agus mar sin am polarachadh, an uairsin air a lorg le sreath de lorgairean. Tha e a 'tionndadh a-mach, gus an ruigear an amharc a tha a' dearbhadh an fhrèam iomraidh aig a 'cheann thall, gu bheil photons ann an suidheachadh cuantamach clasaigeach, i.e. bha iad air an stiùireadh an dà chuid gu dìreach agus gu còmhnard. Tha seo a’ ciallachadh gum bi an neach-amhairc a tha a’ leughadh a’ ghleoc a’ dearbhadh an t-slugadh cuantamach a bheir buaidh air a’ chruinne-cè far am bi e na phàirt. Bidh an leithid de neach-amhairc an uairsin comasach air polarachadh photons leantainneach fhaicinn stèidhichte air coltachd quantum.

Tha am bun-bheachd seo gu math tàmailteach oir tha e a’ mìneachadh mòran dhuilgheadasan, ach tha e gu nàdarrach a’ leantainn gu feum air “sàr-neach-amhairc” a bhiodh os cionn a h-uile cinnt agus a bheireadh smachd air a h-uile càil gu h-iomlan.

6. Multiverse - Amharc

Tha na tha sinn a’ faicinn agus na tha sinn a’ faicinn gu pearsanta mar “ùine” gu dearbh mar thoradh air atharrachaidhean cruinne a ghabhas tomhas anns an t-saoghal mun cuairt oirnn. Mar a bhios sinn a’ dol nas doimhne a-steach do shaoghal dadaman, protonaichean agus photons, tuigidh sinn gu bheil bun-bheachd ùine a’ fàs nas lugha agus nas lugha cudromach. A rèir luchd-saidheans, chan eil an gleoc a bhios còmhla rinn a h-uile latha, bho shealladh corporra, a ’tomhas a thrannsa, ach gar cuideachadh gus ar beatha a chuir air dòigh. Dhaibhsan a tha cleachdte ri bun-bheachdan Newtonian de ùine uile-choitcheann agus làn-chuimseach, tha na bun-bheachdan sin uamhasach. Ach chan e a-mhàin gu bheil luchd-traidiseanta saidheansail nach eil a’ gabhail riutha. Tha am fiosaig teòiridheach ainmeil Lee Smolin, a dh'ainmich sinn roimhe mar aon de na buannaichean a dh'fhaodadh a bhith ann airson Duais Nobel na bliadhna-sa, den bheachd gu bheil ùine ann agus gu bheil e fìor. Aon uair - mar iomadh fiosaig - bha e ag argamaid gur e mealladh cuspaireil a th’ ann an ùine.

A-nis, anns an leabhar aige Reborn Time, tha e a’ toirt sealladh gu tur eadar-dhealaichte air fiosaig agus a’ càineadh an teòiridh sreang mòr-chòrdte anns a’ choimhearsnachd shaidheansail. A rèir e, chan eil an multiverse ann (6) oir tha sinn a 'fuireach anns an aon chruinne-cè agus aig an aon àm. Tha e den bheachd gu bheil ùine air leth cudromach agus nach e mealladh a th’ anns an eòlas a th’ againn air fìrinn na h-ùine a th’ ann an-dràsta, ach an iuchair airson tuigse fhaighinn air nàdar bunaiteach na fìrinn.

Entropy neoni

Thug Sandu Popescu, Tony Short, Noah Linden (7) agus Andreas Winter cunntas air na co-dhùnaidhean aca ann an 2009 anns an iris Physical Review E, a sheall gu bheil nithean a’ coileanadh co-chothromachd, i.e. staid de chuairteachadh lùth èideadh, le bhith a’ dol a-steach do stàitean de cheangal cuantamach leis an fheadhainn aca. mun cuairt. Ann an 2012, dhearbh Tony Short gu bheil ceangal ag adhbhrachadh co-ionannachd ùine cuibhrichte. Nuair a bhios nì ag eadar-obrachadh leis an àrainneachd, leithid nuair a bhios mìrean ann an cupa cofaidh a’ bualadh le èadhar, bidh fiosrachadh mu na feartan aca “ag aoidion” a-muigh agus a’ fàs “neo-shoilleir” air feadh na h-àrainneachd. Tha call fiosrachaidh ag adhbhrachadh gum bi staid a ’chofaidh a’ dol sìos, eadhon mar a tha staid glainead an t-seòmair gu lèir ag atharrachadh. A rèir Popescu, sguir a staid ag atharrachadh thar ùine.

7. Noah Linden, Sandu Popescu agus Tony Short

Mar a bhios staid glainead an t-seòmair ag atharrachadh, faodaidh an cofaidh stad gu h-obann a bhith a 'measgachadh leis an èadhar agus a dhol a-steach don staid fhìor aige fhèin. Ach, tha fada a bharrachd stàitean measgaichte leis an àrainneachd na tha stàitean fìor-ghlan rim faighinn airson cofaidh, agus mar sin cha mhòr nach tachair sin. Tha an neo-choltachd staitistigeil seo a’ toirt a’ bheachd gu bheil an t-saighead ùine do-sheachanta. Tha duilgheadas saighead ùine air a mhilleadh le meacanaig quantum, ga dhèanamh duilich nàdar a dhearbhadh.

Chan eil feartan fiosaigeach mionaideach aig bun-ghràin agus tha e air a dhearbhadh a-mhàin leis a’ choltachd a bhith ann an diofar stàitean. Mar eisimpleir, aig àm sònraichte sam bith, dh'fhaodadh gum biodh cothrom 50 sa cheud aig pìos air tionndadh deiseal agus cothrom 50 sa cheud tionndadh an taobh eile. Tha an teòirim, air a dhaingneachadh le eòlas an eòlaiche fiosaig John Bell, ag ràdh nach eil fìor staid a 'ghràin ann agus gu bheil iad air am fàgail gu bhith air an stiùireadh le coltachd.

An uairsin bidh mì-chinnt quantum ag adhbhrachadh troimh-chèile. Nuair a bhios dà ghràin ag eadar-obrachadh, chan urrainn dhaibh eadhon a bhith air am mìneachadh leotha fhèin, a’ leasachadh gu neo-eisimeileach coltachd ris an canar staid fhìor. An àite sin, bidh iad nan co-phàirtean an sàs ann an cuairteachadh coltachd nas iom-fhillte a bhios an dà ghràin a’ mìneachadh còmhla. Faodaidh an cuairteachadh seo co-dhùnadh, mar eisimpleir, am bi na mìrean a’ tionndadh an taobh eile. Tha an siostam gu h-iomlan ann an staid fhìor, ach tha staid mìrean fa leth co-cheangailte ri gràin eile.

Mar sin, faodaidh an dà chuid siubhal iomadh bliadhna aotrom bho chèile, agus bidh cuairteachadh gach fear fhathast co-cheangailte ris an fhear eile.

Tha an teòiridh ùr air an t-saighead ùine a 'toirt cunntas air seo mar chall fiosrachaidh mar thoradh air a bhith a' dol an sàs ann an cuantam, a tha a 'cur cupa cofaidh gu cothromachadh leis an t-seòmar mun cuairt. Aig a 'cheann thall, bidh an seòmar a' ruighinn co-chothromachd leis an àrainneachd aige, agus bidh e, an uair sin, a 'tighinn gu co-chothromachd gu slaodach leis a' chòrr den chruinne-cè. Bha na seann luchd-saidheans a rinn sgrùdadh air thermodynamics a 'coimhead air a' phròiseas seo mar sgaoileadh lùth mean air mhean, a 'meudachadh entropy na cruinne-cè.

An-diugh, tha fiosaig a 'creidsinn gu bheil fiosrachadh a' fàs barrachd is barrachd sgapte, ach nach eil a 'dol à bith gu tur. Ged a tha entropaidh ag àrdachadh gu h-ionadail, tha iad den bheachd gu bheil entropy iomlan na cruinne fhathast seasmhach aig neoni. Ach, tha aon taobh den t-saighead ùine fhathast gun fhuasgladh. Tha luchd-saidheans ag argamaid gu bheil comas neach cuimhneachadh air an àm a dh'fhalbh, ach chan e an àm ri teachd, cuideachd air a thuigsinn mar a bhith a 'cruthachadh dhàimhean eadar mìrean eadar-ghnìomhach. Nuair a leughas sinn teachdaireachd air pìos pàipear, bidh an eanchainn a’ conaltradh ris tro photons a’ ruighinn na sùilean.

Is ann dìreach bho seo a-mach as urrainn dhuinn cuimhneachadh air na tha an teachdaireachd seo ag innse dhuinn. Tha Popescu den bheachd nach eil an teòiridh ùr a’ mìneachadh carson a bha suidheachadh tùsail na cruinne fada bho bhith co-chothromach, ag ràdh gum bu chòir nàdar a’ Bhrag Mhòir a mhìneachadh. Tha cuid de luchd-rannsachaidh air teagamhan a nochdadh mun dòigh-obrach ùr seo, ach tha leasachadh a ’bhun-bheachd seo agus foirmealachd matamataigeach ùr a-nis a’ cuideachadh le fuasgladh fhaighinn air na duilgheadasan teòiridheach aig thermodynamics.

Ruig airson gràinean ùine-fànais

Tha coltas gu bheil fiosaig toll dubh a’ nochdadh, mar a tha cuid de mhodalan matamataigeach a’ moladh, nach eil ar cruinne-cè trì-thaobhach idir. A dh’ aindeoin na tha ar mothachadh ag innse dhuinn, is dòcha gur e hologram a th’ anns an fhìrinn mun cuairt oirnn - ro-mheasadh air plèana fad às a tha dha-rìribh dà-thaobhach. Ma tha an dealbh seo den chruinne-cè ceart, faodar an mealladh mu nàdar trì-thaobhach ùine-fànais a chuir às cho luath ‘s a dh’ fhàsas na h-innealan rannsachaidh a tha rim faighinn mothachail gu leòr. Tha Craig Hogan, àrd-ollamh fiosaig aig Fermilab a chuir seachad bliadhnaichean a’ sgrùdadh structar bunaiteach na cruinne, a’ moladh gu bheil an ìre seo dìreach air a ruighinn.

8. Lorgair Tonn Gravitational GEO600

Mas e hologram a th ’anns a’ chruinne-cè, is dòcha gu bheil sinn dìreach air crìochan fuasgladh fìrinn a ruighinn. Bidh cuid de luchd-fiosaig a’ toirt air adhart am beachd inntinneach nach eil an ùine-fànais anns a bheil sinn a’ fuireach aig a’ cheann thall leantainneach, ach, mar dealbh didseatach, aig an ìre as bunaitiche tha e air a dhèanamh suas de “grànn” no “piogsail.” Ma tha, feumaidh “rùn” deireannach a bhith aig ar fìrinn. Seo mar a mhìnich cuid de luchd-rannsachaidh an “fuaim” a nochd ann an toraidhean lorgaire tonn grabhataidh GEO600 (8).

Gus deuchainn a dhèanamh air a’ bheachd-bharail iongantach seo, leasaich Craig Hogan, fiosaig tonn grabhataidh, agus an sgioba aige an interferometer as cruinne san t-saoghal, ris an canar an Hogan holometer, a tha air a dhealbhadh gus brìgh ùine-fànais as bunaitiche a thomhas anns an dòigh as cinntiche a tha comasach. Chan eil an deuchainn, leis an ainm Fermilab E-990, mar aon de mhòran eile. Tha am fear seo ag amas air nàdar cuantamach an fhànais fhèin a nochdadh agus làthaireachd na tha luchd-saidheans ag ràdh mar “fuaim holografach”.

Tha an holometer air a dhèanamh suas de dhà interferometer air an cur taobh ri taobh. Bidh iad a’ stiùireadh sailean laser aon-kilowatt aig inneal a bhios gan sgaradh ann an dà ghiùlan ceart-cheàrnach 40 meatair a dh’ fhaid, a tha air am faicinn agus air an tilleadh chun àite roinnte, a’ cruthachadh atharrachaidhean ann an soilleireachd nan sailean solais (9). Ma dh 'adhbhraicheas iad gluasad sònraichte anns an inneal roinneadh, bidh seo na fhianais air crathadh an fhànais fhèin.

9. Riochdachadh grafaigeach den deuchainn holografach

Is e an dùbhlan as motha do sgioba Hogan a bhith a’ dearbhadh nach e dìreach buaireadh a tha air adhbhrachadh le factaran taobh a-muigh an t-suidheachaidh deuchainneach a tha anns na buaidhean a lorg iad, ach mar thoradh air crithean-fànais. Mar sin, bidh na sgàthan a thèid a chleachdadh anns an interferometer air an sioncronadh le tricead nan fuaimean as lugha a thig bho thaobh a-muigh an inneil agus air an togail le mothachairean sònraichte.

Cruinne anthropic

Gus am bi an saoghal agus an duine ann, feumaidh cruth gu math sònraichte a bhith aig laghan fiosaig, agus feumaidh luachan sònraichte a bhith aig luachan fiosaigeach ... agus tha iad! Carson?

Feuch an tòisich sinn leis an fhìrinn gu bheil ceithir seòrsaichean eadar-obrachaidhean anns a ’Chruinne-cè: grabhataidh (tuiteam, planaidean, galaxies), electromagnetic (ataman, gràineanan, suathadh, elasticity, solas), niùclasach lag (stòr lùth stellar) agus niùclasach làidir ( a’ ceangal phrotonan agus neutronan a-steach do niùclasan atamach). Tha grabhataidh 1039 tursan nas laige na electromagnetism. Nam biodh e beagan na bu laige, bhiodh na reultan nas aotroime na a’ Ghrian, cha bhiodh supernovae a’ spreadhadh, cha bhiodh eileamaidean trom a’ cruthachadh. Nam biodh e eadhon beagan na bu làidire, bhiodh creutairean nas motha na bacteria air am pronnadh, agus bhiodh rionnagan tric a’ bualadh, a’ sgrios planaidean agus gan losgadh fhèin ro luath.

Tha dùmhlachd na Cruinne faisg air an dùmhlachd èiginneach, is e sin, gu h-ìosal a bhiodh a ’chùis a’ sgapadh gu sgiobalta às aonais galaxies no rionnagan a chruthachadh, agus os cionn sin bhiodh an Cruinne-cè air a bhith beò ro fhada. Airson an leithid de shuidheachaidhean, bu chòir gum biodh cruinneas a bhith a ’maidseadh crìochan a’ Bhrag Mhòir taobh a-staigh ± 10-60. Bha a’ chiad neo-ghnèitheachd den Cruinne-cè òg air sgèile 10-5. Nam biodh iad na bu lugha, cha bhiodh galaxies a 'cruthachadh. Nam biodh iad na bu mhotha, chruthaicheadh ​​tuill mòra dubha an àite galaxies.

Tha co-chothromachd mìrean agus antiparticles anns a’ Cruinne-cè briste. Agus airson gach baryon (proton, neutron) tha 109 photons. Nam biodh barrachd ann, cha b’ urrainn do galaxies cruthachadh. Nam biodh na bu lugha dhiubh ann, cha bhiodh rionnagan ann. Cuideachd, tha e coltach gu bheil an àireamh de mheudan anns a bheil sinn beò “ceart”. Chan urrainn dha structaran iom-fhillte èirigh ann an dà mheud. Le barrachd air ceithir (trì tomhasan agus ùine), bidh orbits planaid seasmhach agus ìrean lùtha de eleactronan ann an dadaman na dhuilgheadas.

10. Duine mar mheadhan na cruinne

Chaidh bun-bheachd a’ phrionnsabail antropic a thoirt a-steach le Brandon Carter ann an 1973 aig co-labhairt ann an Krakow coisrigte don 500mh ceann-bliadhna bho rugadh Copernicus. San fharsaingeachd, faodar a dhealbhadh ann an dòigh is gum feum an Cruinne-cè faicsinneach na cumhachan a choinnicheas e a choileanadh gus am bi sinn a’ cumail ris. Gu ruige seo, tha diofar dhreachan ann. Tha am prionnsapal lag antropic ag ràdh nach urrainn dhuinn a bhith ann ach ann an cruinne-cè a nì ar beatha comasach. Nam biodh luachan nan seasmhach eadar-dhealaichte, chan fhaiceadh sinn seo gu bràth, oir cha bhiodh sinn ann. Tha am prionnsapal làidir antropic (mìneachadh a dh'aona ghnothaich) ag ràdh gu bheil an cruinne-cè cho mòr 's as urrainn dhuinn a bhith ann (10).

Bho shealladh fiosaig cuantamach, dh’ fhaodadh àireamh sam bith de chruinne-cè a bhith air èirigh gun adhbhar sam bith. Chrìochnaich sinn ann an cruinne-cè sònraichte, a dh'fheumadh grunn shuidheachaidhean seòlta a choileanadh airson duine a bhith a 'fuireach ann. An uairsin tha sinn a 'bruidhinn mun t-saoghal anthropic. Airson creidmheach, mar eisimpleir, tha aon chruinne antropic a chruthaich Dia gu leòr. Chan eil sealladh tàbhachdach an t-saoghail a’ gabhail ri seo agus a’ gabhail ris gu bheil mòran chruinne-cè ann no nach eil anns a’ chruinne-cè gnàthach ach ìre ann an mean-fhàs neo-chrìochnach an ioma-sheòrsa.

Is e ùghdar an dreach ùr-nodha de bheachd-bharail na cruinne mar shamhladh an teòiriche Niklas Boström. A rèir e, chan eil anns an fhìrinn a tha sinn a’ faicinn ach atharrais air nach eil sinn mothachail. Mhol an neach-saidheans ma tha e comasach atharrais earbsach de shìobhaltachd iomlan a chruthachadh no eadhon an cruinne-cè gu lèir a ’cleachdadh coimpiutair cumhachdach gu leòr, agus gum faod na daoine samhlachail eòlas fhaighinn air mothachadh, tha e glè choltach gu bheil sìobhaltachdan adhartach air dìreach àireamh mhòr a chruthachadh. de shamhlaidhean mar sin, agus tha sinn a’ fuireach ann am fear dhiubh ann an rudeigin coltach ris The Matrix (11).

An seo chaidh na faclan "Dia" agus "Matrix" a bhruidhinn. An seo tha sinn a 'tighinn chun a' chrìch de bhith a 'bruidhinn mu dheidhinn saidheans. Tha mòran, luchd-saidheans nam measg, den bheachd gu bheil e dìreach air sgàth cho neo-chomasach 'sa tha fiosaig deuchainneach gu bheil saidheans a' tòiseachadh a 'dol a-steach do raointean a tha an aghaidh fìor-eòlas, fàileadh metaphysics agus ficsean saidheans. Tha e fhathast ri bhith an dòchas gun toir fiosaig seachad air an èiginn empirigeach aige agus a-rithist lorg dòigh air gàirdeachas a dhèanamh mar shaidheans a ghabhas dearbhadh gu deuchainneach.