itthon

Dokumentáció

Elméletek a világegyetem keletkezéséről. Hány elmélet létezik a világegyetem keletkezéséről? Az ősrobbanás elmélete: Az univerzum eredete

Az univerzum titokzatos, és minél többet megtud róla a tudomány, annál csodálatosabbnak tűnik. Az itt bemutatott elméletekhez hasonló elméletekre az első reakció a nevetés lehet. De mi lehet furcsább annál, amit már ismerünk?

1. Minden körülötte - "Matrix"

Sokan nézték a filmet, ahol Keanu Reeves hőse elképedve tanulja meg, hogy az egész világ körülötte a „Mátrix”, vagyis valami olyan, mint egy gettó, amelyet egy számítógépes szuper-elme teremtett az emberek számára. Természetesen ez fikció, de voltak tudósok, akik készek voltak komolyan venni ezt az ötletet.

Nick Bostrom A brit filozófus, Nick Bostrom felvetette, hogy az egész életünk csak egy rendkívül összetett játék, amely a The Sims-re emlékeztet: a videojáték-ipar fejlődése elvezethet ahhoz a képességhez, hogy saját modelleket alkossanak a minket körülvevő világról, és mindenki örökké élni egy különálló virtuális valóságban. Ha minden erre megy, nincs garancia arra, hogy világunk nem egy ismeretlen programozó által írt kód, akinek a képességei lényegesen magasabbak, mint az emberieké. Silas Bean, a németországi bonni egyetem fizikusa más szemszögből nézte a dolgot: ha körülötte minden számítógépes kép, akkor kell lennie valami vonalnak, amelyen túl meg lehet különböztetni a mindent alkotó „pixeleket”. Bean a Greisen-Zatsepin-Kuzmin határt tekinti ilyen határnak: a tudományos finomságokba nem bocsátkozva csak annyit mondhatunk, hogy a német fizikus ebben látja az egyik bizonyítékát annak, hogy mesterségesen létrehozott programban élünk, és egyre többet készít. megpróbálja felfedezni azt a számítógépet, amelyre telepítette.

2. Mindannyiunknak van egy "duplája"

Bizonyára ismersz egy ilyen népszerű kalandtörténetet – van egy lidérces világ, ahol mindenkinek van egy "gonosz" alteregója, és minden jó hősnek előbb-utóbb meg kell küzdenie vele, és fölénybe kerülnie. Ez az elmélet azon a tényen alapszik, hogy a körülöttünk lévő világ végtelen számú kombinációja egyetlen részecskehalmaznak, olyasmi, mint egy szoba gyerekekkel és egy hatalmas Lego-konstruktor: bizonyos fokú valószínűséggel ugyanazt a kockákból is hozzáadhatják. , csak különböző módokon. Nálunk is így van – talán valahol a mi pontos másolatunk is megszületett. Igaz, a találkozás valószínűsége elhanyagolható – a tudósok szerint a „kettőnk” közötti távolság 10 és 1028 m között lehet.

3. Világok ütközhetnek

Lehetnek még sokan mások a világunkon kívül, és semmi sem zárja ki annak lehetőségét, hogy ütköznek a mi valóságunkkal.

Anthony Aguirre Anthony Aguirre kaliforniai fizikus az égből aláhulló óriási tükörként írja le, amelyben saját ijedt arcunkat fogjuk látni, ha van időnk megérteni, mi történik, és Alex Vilenkin és munkatársai az egyesült államokbeli Tufts Egyetemről biztosak benne. hogy egy ilyen ütközés nyomait találták. Az ereklyesugárzás egy gyenge elektromágneses háttér, amely áthatja az egész világűrt: minden számítás szerint egységesnek kell lennie, de van, ahol a jelszint magasabb vagy alacsonyabb a szokásosnál - Vilenkin úgy véli, hogy pontosan ez a maradványjelenség a két világ ütközése.

4. Az univerzum egy hatalmas számítógép

Egy dolog azt feltételezni, hogy körülöttük minden egy videojáték, és egészen más azt vitatni, hogy az Univerzum egy hatalmas szuperszámítógép: létezik ilyen elmélet, és eszerint a galaxisok, a csillagok és a fekete lyukak egy-egy rendszer alkotóelemei. hatalmas számítógép.

Vlatko Vedral A kvantuminformatika oxfordi professzora, Vlatko Vedral az elmélet apologétája lett: az alapvető téglákat, amelyekből minden felépül, nem anyagrészecskéknek, hanem biteknek tartja – ugyanazokkal az információs egységekkel, amelyekkel a hétköznapi számítógépek is dolgoznak. Minden bit két érték egyikét tartalmazhatja: "1" vagy "0"; "igen" vagy "nem" - a professzor meg van győződve arról, hogy még a szubatomi részecskék is több billió ilyen értékből állnak, és az anyag kölcsönhatása akkor következik be, amikor sok bit átadja ezeket az értékeket egymásnak. Ugyanezt a nézetet vallja Seth Lloyd, a Massachusetts Institute of Technology professzora is: ő hívta életre a világ első kvantumszámítógépét, amely mikrochipek helyett atomokat és elektronokat használ. Lloyd azt sugallja, hogy az univerzum folyamatosan módosítja saját fejlődésének dinamikáját.

5. Egy fekete lyukban élünk

A fekete lyukakról persze tudsz valamit - például azt, hogy olyan vonzerővel és sűrűséggel bírnak, hogy még a fény sem tud onnan kiszökni, de fel sem merült benned, hogy éppen valamelyikben vagyunk.

Nikodem Poplavsky De az Indiana Egyetem tudósának, az elméleti fizika doktorának Nikodem Poplavszkijnak eszébe jutott: azt állítja, hogy elméletileg a világunkat elnyelheti egy fekete lyuk, és ennek eredményeként egy új univerzumban kötöttünk ki – végül is , még mindig nem igazán tudni, mi történik azokkal a tárgyakkal, amelyek egy ilyen óriási "tölcsérbe" kerültek. A fizikus számításai azt sugallják, hogy az anyag fekete lyukon való áthaladása hasonló lehet az ősrobbanáshoz, és egy másik valóság kialakulásához vezethet. A tér összehúzódása egyrészt táguláshoz vezethet, ami azt jelenti, hogy minden fekete lyuk egy potenciális „ajtó”, amely olyasmihez vezet, amit még nem tártak fel.

6. Az emberiséget érinti a "golyóidő" hatása

Bizonyára sokan emlékeznek azokra a mozi jelenetekre, amikor egy repülő golyó vagy egy lezuhanó üveg hirtelen megfagy, és a kamera minden oldalról megmutatja nekünk ezt a tárgyat. Valami hasonló történhet velünk. Az ősrobbanás körülbelül 14 milliárd éve történt, de az Univerzum tágulási üteme a fizikai törvényekkel ellentétben még mindig növekszik, bár a gravitációs erőnek úgy tűnik, le kell lassítania ezt a folyamatot. Miért történik ez? A fizikusok többsége "antigravitációt" állít, ami valójában széttolja a galaxisokat, de két spanyol egyetem munkatársai alternatív elméletet dolgoztak ki: nem az Univerzum gyorsul, hanem az idő fokozatosan lassul. Ez az elmélet megmagyarázhatja, hogy számunkra miért mozognak egyre gyorsabban a galaxisok – a fény már olyan régóta világít, hogy nem a jelenlegi állapotukat látjuk, hanem a távoli múltat. Ha a spanyol tudósoknak igazuk van, a jövőben eljöhet egy pillanat, amikor egy hipotetikus "külső szemlélő" számára gyakorlatilag megáll az időnk.

Univerzum - hologram

Megszoktuk, hogy három dimenzióban érzékeljük a világot. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Enrico Fermi Nemzeti Laboratóriumának tudósai azonban azt sugallták, hogy az Univerzum hologram, vagyis csak terjedelmesnek tűnik, valójában azonban lapos. Hipotézisük szerint a téridőt pixelekből álló, apró blokkok formájában lehet ábrázolni, mint egy kép a képernyőről. Ezen blokkok mindegyike olyan apró, hogy még a kisebb hosszúságoknak sincs fizikai jelentése.

A laboratórium igazgatója, Craig Hogan és munkatársai azt próbálják bebizonyítani, hogy a téridő kvantumrendszer, akárcsak az anyag és az energia, és hullámok alkotják. Ehhez összeállítottak egy holométer nevű eszközt. A holométer két erős lézersugarat bocsát ki, amelyek vagy konvergálnak, vagy szétválnak. Ha a fényességük ingadozik, akkor ez megerősíti, hogy a téridő is ingadozik, ami azt jelenti, hogy kétdimenziós hullám tulajdonságaival rendelkezik. A kísérlet tavaly nyáron kezdődött, és körülbelül egy évig fog tartani. Nehéz megmondani, hogy ez milyen hatással lesz az emberiségre. Ha azonban a Fermilab fizikusainak sejtése helyes, akkor az univerzumban az információ mennyisége véges, tehát mindennek van határa, amit mérhetünk, gondolhatunk és tehetünk.

kvantumhab
mint a világegyetem szövete

A téridő folyamatosnak és egyenletesnek tűnik, de, elég valószínű, hogy mikroszinten egészen másképp van elrendezve. 1955-ben John Wheeler fizikus javasolta a kvantumhab fogalmát. Ez a koncepció azon a feltételezésen alapul, hogy a közönséges részecskékkel együtt léteznek virtuális részecskék, amelyek energiából képződnek, és a Heisenberg-féle bizonytalansági elvnek megfelelően megsemmisülnek. Ezek a folyamatok kvantumfluktuációkat okoznak, ezért a téridő a Planck-értékek skáláján görbül.

A kvantumhab koncepciója elképesztő képeket fest – például a virtuális részecskék kölcsönhatásából származó legkisebb fekete lyukakat és féreglyukakat –, és jól jöhet az univerzum születésének és szerkezetének magyarázatához. Bizonyítani vagy cáfolni azonban még nem sikerült – egyes tudósok kétségbe vonják, hogy egyáltalán léteznek virtuális részecskék.

Univerzumunk háromdimenziós világok ütközésének eredménye

A Paul Steinhardt és Neil Turok által javasolt modell az ősrobbanás elméletéhez hasonlít, de kizárja magát az Ősrobbanást. A kutatók egyetértenek abban, hogy az univerzum az elmúlt 15 milliárd évben tágul és lehűlt, de úgy vélik, hogy ezt megelőzően nem volt szingularitás. Véleményük szerint az Univerzum eleinte hideg és szinte üres volt, és magas, de a végső hőmérsékletet és sűrűséget két háromdimenziós világ - egy másik, rejtett dimenzió mentén mozgó bránok - ütközése adta meg. Különböző pontokon az ütközés nem egy időben történt, mert az Univerzum nem homogén – így jelenhettek meg a galaxisok.

Az ekpirotikus modell a húrelmélet előírásain alapul, ezért más világok létezését feltételezi. Igaz, nem tudjuk megfigyelni őket, mivel a részecskék és a fény nem hatol be oda. 2002-ben Steinhardt és Turok kiterjesztették modelljüket, és ciklikusnak nevezték el. Elmondása szerint egy ütközés után a bránok szétválnak, majd ismét összefolynak, és így tovább a végtelenségig.

Tér-idő - szuperfolyékony folyadék

A modern fizika legfontosabb feladata az ellentmondások kiküszöbölése az általános relativitáselmélet és a kvantummechanika között. Egyes kutatók úgy vélik, hogy az a koncepció, hogy a téridő egy szuperfolyékony folyadék, segít megszabadulni tőlük. Ted Jacobson fizikus a téridőt a vízhez hasonlította. Az egyes vízmolekuláknak nincsenek tulajdonságai, de mégis be vannak állítva. Stefano Liberati és Luca Maccione úgy döntött, hogy fénykvantumokon tesztelik a hipotézist. Azt javasolták, hogy a téridő csak speciális esetekben, például nagy energiájú fotonok esetén viselkedik folyadékként. Az ilyen fotonoknak energiát kell veszíteniük nagy távolságokon, mint a csillapított hullámok más közegekben.

Liberati és Maccione egy szupernóva-maradvány sugárzását figyelte a Földtől 6500 fényévre található Rák-ködben. Nem találtak eltérést, és arra a következtetésre jutottak, hogy a téridő folyékony hatásai vagy rendkívül gyengék, vagy egyáltalán nem léteznek. De ha a fotonok energiát veszítenek, az azt jelentené, hogy a fény sebessége vákuumban nem állandó, ami ellentétes az általános relativitáselmélettel. Liberati és Maccione nem hagyták el a koncepciót. Azonban még a téridő szuperfolyékony folyadéknak vélt hívei sem igazán remélnek megerősítést.

univerzumok
fekete lyukakban

Az emberek, a Nolan fivérek kivételével, nem tudják, mi van a fekete lyukak belsejében. Nikodem Poplavszkij szerint más univerzumokhoz vezetnek. Einstein úgy gondolta, hogy a fekete lyukba eső anyag szingularitássá tömörül. Poplavszkij egyenletei szerint a fekete lyuk másik végén egy fehér lyuk található - egy tárgy, amelyből az anyag és a fény csak kilökődik. Ez a pár féreglyukat alkot, és minden, ami az egyik oldalon odakerül, a másikon pedig távozik, egy új világot alkot. Az 1990-es évek elején Lee Smolin fizikus egy hasonló és kissé furcsa hipotézist terjesztett elő: ő is hitt a fekete lyuk túloldalán lévő univerzumokban, de úgy gondolta, hogy azok egy olyan törvénynek engedelmeskednek, mint a természetes szelekció: szaporodnak és mutálódnak evolúció.

Poplavszkij elmélete megvilágíthatna néhány „sötét” helyet a modern fizikában: például honnan ered az ősrobbanás és a gamma-kitörések előtti kozmológiai szingularitás univerzumunk peremén, vagy miért nem gömb alakú az univerzum. , de látszólag lapos. A tudós kritikusai rámutatnak, hogy az elsődleges világ természete, amelyből az összes többi univerzum származik, továbbra is rejtély marad. Azonban még a szkeptikusok sem gondolják, hogy Poplavszkij hipotézise kevésbé valószínű, mint Einstein sejtése a szingularitásról.

A tudatos elme [Alapvető elmélet nyomában] David John Chalmers

3. Kognitív modellezés

Ebben és a következő bekezdésekben a reduktív magyarázat összeomlását szemléltetem azzal, hogy kritikusan megvizsgálom a tudat számos fogalmát, amelyeket a legkülönfélébb tudományágak kutatói javasoltak. Nem mindegyik fogalmat kínálták fel a tudatos tapasztalat reduktív magyarázataként, bár gyakran kezelték őket így; mindenesetre hasznos látni, hogy ezekkel a koncepciókkal mit lehet elérni és mit nem. Útközben érdekes lesz megfigyelni e kutatók eltérő attitűdjét a tudatos tapasztalattal kapcsolatban felmerülő nehéz kérdésekhez.

Először a koncepciók alapján fogok nézni kognitív modellezés. A kognitív modellezés kiválóan alkalmas a kognitív tudomány legtöbb problémájának megoldására. A kognitív folyamatok ok-okozati dinamikájának modelljének megalkotásával meg lehet magyarázni a kognitív ágens általi viselkedéstermelést. Ez lehetővé teszi az olyan pszichológiai jelenségek jó magyarázatát, mint a tanulás, az emlékezet, az észlelés, a cselekvésvezérlés, a figyelem, a kategorizálás, a nyelvi viselkedés stb. Ha van olyan modellünk, amely megragadja egy olyan személy oksági dinamikáját, aki például a tanulási folyamatban van. , ez azt jelenti, hogy minden, ami ezt a dinamikát megvalósítja a megfelelő környezetben, a tanulás folyamatában lesz. E modell alapján megérthetjük, hogyan hajtanak végre bizonyos funkciókat, és ennyit kell elmagyaráznunk a tanulás magyarázatához. De ez nem elég a tudat magyarázatához. Bármely általunk bemutatott modell kapcsán feltehető az a további kérdés, hogy ennek a modellnek a megvalósítását miért kell tudatossággal kísérnie. Ezt a kérdést pedig nem lehet megválaszolni egy ilyen modell puszta leírásával vagy elemzésével.

Néha kifogásolják, hogy a feltételezett tudatmodelleket nem lehet tesztelni, mivel lehetetlen ellenőrizni, hogy azok a dolgok, amelyek ezeket a modelleket megvalósítják, tudatosak lesznek-e. Ez valóban probléma, de van egy mélyebb probléma is. Még ha van is (lehetetlen) volt egy "kísérleti mérő", amellyel az ilyen tárgyak belsejébe lehetett nézni, és meg lehetett mondani, hogy tudatosak-e, ez csak korreláció megállapítását teszi lehetővé. Tudnánk, hogy amikor ezt a modellt megvalósítjuk, mindig megtaláljuk a tudatosságot. De ez nem magyarázza meg a tudatot úgy, ahogy a hasonló modellek más mentális jelenségeket magyaráznak.

Az ilyen modellek természetesen megmagyarázhatják a „tudatot” a szó pszichológiai értelmében, ha az valamilyen kognitív vagy funkcionális képességként épül fel. Sok létező „tudatmodell” a legjóindulatúbb hozzáállással értelmezhető ebben a megvilágításban. Tekinthetjük őket a jelentéstétel, a figyelem, az introspektív képességek stb. magyarázataként. De egyikük sem magyarázza meg, miért kell ezeket a folyamatokat tudatos tapasztalatnak kísérnie. A most tárgyalandó példák ezt illusztrálják.

Az első példa a Bernard Baars (Baars 1988) által bemutatott kognitív modellhez kapcsolódik, amely a tudat kognitív pszichológia szemszögéből való könyves kezelésének része. Baars számos kísérleti adatra támaszkodik fő tézisének alátámasztására, miszerint a tudat valami globális munkaterület intelligens információfeldolgozók szétszórt rendszerében. Amikor ezek a processzorok hozzáférnek a globális munkaterülethez, úgy továbbítják az üzenetet az egész rendszerhez, mintha egy táblára írták volna. Ami a globális munkateret kitölti, az a tudat tartalma.

A Baars ezzel a modellel magyarázza folyamataink tulajdonságainak lenyűgöző skáláját. Ez a modell igen ígéretes hátteret ad az alany információhoz jutásának, a figyelemben, elszámoltathatóságban, önkéntes kontrollban, sőt az énkép kialakításában betöltött szerepének magyarázatához. A globális munkaterület-modell tehát kiválóan alkalmas a tudat magyarázatára a pszichológiai jelentések összességében. Most legalább van egy általános elméletünk tudatosság.

Itt azonban nem találunk reduktív magyarázatot tapasztalat. Azt a kérdést, hogy ezeknek a folyamatoknak miért kell tapasztalatot teremteniük, egyszerűen nem vesszük figyelembe. Feltételezhetjük, hogy ezen elmélet szerint a tapasztalat tartalma pontosan egybeesik azzal, ami kitölti a globális munkateret. De még ha ez igaz is, ebben az elméletben semmi sem magyarázza meg, hogy a globális munkaterületen belüli információ miért az, amit tapasztalunk. Ez az elmélet a legjobb esetben is azt mondhatja, hogy az információ tapasztalt, mert az globálisan elérhető. De akkor ugyanaz a kérdés más formában reprodukálódik: miért kell a globális elérhetőségnek tudatos élményt generálnia? Ezzel a konjugált kérdéssel Baars munkája nem foglalkozik.

Baars mellékesen érinti ezt a kérdést: "A szkeptikus olvasó... talán értetlenül áll afelől, hogy valóban tudatos tapasztalatot írunk le, vagy csak az ehhez kapcsolódó mellékjelenségekkel tudunk foglalkozni" (27. o.). A válasza az, hogy a tudományos elméletek általában legalábbis megközelítéseket találni magához a "dologhoz".

Például a biológia megmagyarázza önmagaöröklődés, és nem csak a kapcsolódó jelenségek. De ez, mint láttuk, azt jelenti, hogy a tudat és az ilyen jelenségek közötti általános különbséget itt egyszerűen figyelmen kívül hagyjuk. Ha az öröklődésről van szó, csak a funkciókat kell magyaráznunk. A tudat esetében van egy további valami, amit meg kell magyarázni – maga a tapasztalat. Így a Baars-elmélet a tudat mögött meghúzódó kognitív folyamatok érdekes megközelítéseként fogható fel, amely közvetve javítja a tudat megértését, ugyanakkor érintetlenül hagyja a kulcskérdéseket - miért létezik a tudat, és hogyan keletkezik a kognitív folyamatokból. ?

Rizs. 3.2. Dennett kognitív tudatmodellje. (Forrás: 9.1. ábra, 155. oldal, Daniel C. Dennett, Brainstorms: Filozófiai esszék az elméről és a pszichológiáról, The MIT Press. Copyright © 1987, Bradford Books, Publishers. A MIT Press jóvoltából)

Daniel Dennett a tudat kognitív modelljét is kínálja. Valójában legalább két ilyen modellt készített. Ezek közül az első (lásd Dennett 1978c), a "box-and-arrow" modell a különböző modulok közötti információáramlást ábrázolja (3.2. ábra). A modell kulcsfontosságú elemei: (1) perceptuális modul, (2) rövid távú memória tárolása M, információ fogadása az észlelési modultól, (3) egy vezérlőrendszer, amely kérdések és válaszok révén interakcióba lép a memóriatárral, és az észlelési modul adataira irányíthatja a figyelmet, és (4) egy példány, amely "public relations"-t végez, amely utasításokat kap. beszédaktusok végrehajtása a vezérlőrendszerből és azok köznyelvi állításokká alakítása.

Mit magyarázhat ez a modell? Bár nagyon leegyszerűsített formában jelenik meg (és Dennett valószínűleg nem vitatkozna ezzel), ha pontosítjuk, megmagyarázhatja jelentési képesség, vagyis a belső állapotaink tartalmáról való beszámolási képességünk. Keretet ad arra is, hogy megmagyarázzuk, hogy képesek vagyunk-e az észlelési információkat felhasználni a viselkedés szabályozására, belső állapotaink introspektív megértésére stb. De nem magyarázza meg, hogy miért kell valaminek lennie abban a rendszerben, ahol ezek a folyamatok lezajlanak, ami kifejezi azt, amit az. olyan, mint - hogy egy rendszer legyen hasonló folyamatokkal.

A Mind Explained című művében Dennett (1991) egy részletesebb koncepciót dolgoz ki, a kognitív tudományban végzett legújabb kutatások széles körére támaszkodva. Az itt javasolt modell lényegében egy világjárvány-modell, amelyben sok apró ügynököt láthatunk, akik a figyelemért versengenek, és a későbbi folyamatok megszervezésében a leghangosabban sikoltozó játszik főszerepet. E modell szerint nem egy "központ" van, ahonnan az irányítást gyakorolják, hanem sok egyidejű befolyásolási csatorna. Dennett ezt a koncepciót az idegtudományból, az evolúcióbiológiából, a konnekcionista modellekből és a mesterséges intelligenciával foglalkozó munkákban tárgyalt generatív rendszerekből származó adatokra támaszkodva egészíti ki.

Ennek a koncepciónak a bonyolultsága ellenére elsősorban ugyanazokat a jelenségeket kívánja figyelembe venni, mint a korábbi. Legjobb esetben ez magyarázhatja a jelentési képességet, és általánosabban, a különféle típusú információk befolyását a viselkedés szabályozására. Ez is megmagyarázhatja a figyelem fókuszát. Kognitív képességeink egy részét provokatívan értelmezi, de az azt megelőző modellhez hasonlóan semmit sem mond arról, hogy ezeket a képességeket miért kell tudatos tapasztalatnak kísérnie.

Ellentétben a legtöbb szerzővel, akik kognitív modelleket javasolnak, Dennett egyértelműen kijelenti, hogy modelljei bármit megmagyarázhatnak, amit a tapasztalattal kapcsolatban meg kell magyarázni. Különösen úgy véli, hogy a tudat megmagyarázásához csak olyan funkcionális jelenségeket kell megmagyarázni, mint a számadás és az irányítás képessége; minden olyan jelenség, amely kívül esik az ilyen magyarázatokon, nem más, mint kiméra. Néha úgy tűnik, mintha egyszerűen azt feltételezné, hogy minden meg van magyarázva a különféle függvények magyarázatában (lásd például Dennett 1993a, 210. o.), máskor viszont érveket hoz fel. Ezen érvek közül néhányat később megvizsgálok.

Hasonló kritika fogalmazható meg Churchland (Churchland 1995), Johnson-Laird (Johnson-Laird 1988), Shellice (Shallice 1972, 1988a, 1988b) és sok más elméjére vonatkozó kognitív modellezési megközelítésekkel kapcsolatban. Mindegyik érdekes értelmezést kínál a kognitív funkciókról anélkül, hogy igazán nehéz kérdéseket érintene.

A Filozófiai fikció, avagy Útmutató az Univerzum használójának című könyvből szerző Reiter Michael

ELMÉLETI MODELLEZÉS A modell alapú gondolkodás nem újdonság. A pszichoterápiás módszer minden szerzője felállítja a saját elmemodelljét, de kevesen hajlandóak beismerni, amit tettek. A terapeuták írásaikban leginkább a műfaj előtt tisztelegnek

A SEMMI KÖZÖNÖSSÉGI könyvből szerző Millman Dan

Az ideális színészet modellezése a magasztos művészet példája lehet, a saját egóján túllépő és egy másik emberré reinkarnálódás transzcendentális gyakorlata. A színészet sokkal elterjedtebb, mint a szakmai és

A Zsenik stratégiái című könyvből (Aristotle Sherlock Holmes Walt Disney Wolfgang Amadeus Mozart) szerző Dilts Robert

Modellezés "Alapvetően nincs történelem, csak egy életrajz." Az Emerson „Esszé” modellezés az a folyamat, amelynek során egy összetett eseményt vagy összetett események sorozatát kis szegmensekre bontják, hogy szem elől tévesztése nélkül megismételhető legyen. Vidék

A Társadalomfilozófia című könyvből szerző Krapivensky Solomon Eliazarovich

Zseniális stratégiák modellezése A modellezés célja nem az, hogy valamiről egyetlen "igazi" "térképet" vagy modellt alkossunk, hanem az, hogy gazdagítsuk ismereteinket annak érdekében, hogy hatékonyabban és környezetbarátabban kölcsönhatásba léphessünk a valósággal. Modell

A véletlen filozófiája című könyvből a szerző Lem Stanislav

Modellezés A modellezés a filozófiai irodalomban a tudományos ismeretek olyan módszerét érti, amelyben nem a számunkra érdekes tárgyat (eredeti), hanem annak, bizonyos szempontból hozzá hasonló helyettesítőjét (analógon) kutatják. Mint a

A Normák a nyelv terében című könyvből szerző Fedyaeva Natalya Dmitrievna

Modellezés a tudományban és az irodalomban Térjünk most át a szerző egészének álláspontjára, mintha az olvasó által az olvasás során végrehajtott egymást követő befogadási aktusok alkalmazott taktikájának és stratégiájának köszönhetően tárult volna elénk, és igyekszünk fő-

A folyamatok megértése című könyvből a szerző Tevosyan Mikhail

2.2.2 Normális ember általános képének modellezése

A szerző könyvéből

2.2.3. Egy normális ember fajképének modellezése Ebben a részben a képlet mögött rejlő tartalmat tanulmányozzuk normális emberés a megfelelő kép kialakítása az orosz nyelvű világképről. A pszichológiának és a szociológiának több definíciója van

A szerző könyvéből

17. fejezet Torz társadalmi tér. Társadalmi modellezés Az emberi öntudat idegenné tette az embert ezen a világon, a magány és a félelem érzését váltotta ki. Erich Fromm A következő szavak figyelemre méltó gondolkodónkhoz, Arkagyij Davidovicshoz tartoznak: -

Terry Pratchett így jellemezte a világegyetem létrejöttének hagyományos nézetét: "Kezdetben nem volt semmi, ami felrobbant volna." A kozmológia jelenlegi nézete azt sugallja, hogy a táguló univerzum az ősrobbanásból származik, és ezt jól alátámasztják a bizonyítékok a CMB és a távoli fény vöröseltolódása formájában: az univerzum folyamatosan tágul.

És ennek ellenére nem mindenki volt meggyőződve erről. Az évek során számos alternatíva és vélemény született. Néhány érdekes feltételezés sajnos továbbra is ellenőrizhetetlen a jelenlegi technológiánkkal. Mások az univerzum felfoghatatlansága ellen lázadó fantázia járatai, amely látszólag szembeszáll a józan ész emberi fogalmaival.

A stacionárius univerzum elmélete

A kvazárok megfigyelése távoli (és a mi szempontunkból régi) galaxisokban, amelyek nem léteznek a mi csillagkörnyezetünkben, lehűtötték az elméletalkotók lelkesedését, és ez végül megdőlt, amikor a tudósok felfedezték a kozmikus háttérsugárzást. Azonban bár Hoyle elmélete nem aratott babérokat, egy sor tanulmányt végzett, amelyek megmutatták, hogyan jelentek meg a héliumnál nehezebb atomok a világegyetemben. (Az első csillagok életciklusa során jelentek meg magas hőmérsékleten és nyomáson). Ironikus módon ő volt az "ősrobbanás" kifejezés egyik megalkotója is.

Edwin Hubble észrevette, hogy a távoli galaxisokból származó fény hullámhosszai a spektrum vörös vége felé tolódnak el, ha összehasonlítjuk a közeli csillagtestek által kibocsátott fénnyel, ami a fotonok által okozott energiaveszteséget jelzi. A "vöröseltolódást" az Ősrobbanás utáni terjeszkedés összefüggésében a Doppler-effektus függvényében magyarázzák. A helyhez kötött univerzum modelljeinek támogatói ehelyett azt sugallják, hogy a fény fotonjai fokozatosan veszítenek energiát az űrben való utazás során, és hosszabb hullámhosszokra mozognak, amelyek kevésbé energikusak a spektrum vörös végén. Ezt az elméletet először Fritz Zwicky javasolta 1929-ben.

Számos probléma kapcsolódik a fáradt fényhez. Először is, nincs mód a foton energiájának megváltoztatására anélkül, hogy ne változtatnánk a lendületén, ami olyan elmosódáshoz vezet, amelyet nem észlelünk. Másodszor, nem magyarázza meg a szupernóva-fénykibocsátás megfigyelt mintáit, amelyek tökéletesen illeszkednek a táguló univerzum modelljéhez és a speciális relativitáselmélethez. Végül, a legtöbb fáradt fénymodell egy nem táguló univerzumon alapul, de ez olyan háttérsugárzási spektrumot eredményez, amely nem egyeztethető össze megfigyeléseinkkel. Számszerűen, ha a fáradt fény hipotézise helyes, akkor az összes megfigyelt kozmikus háttérsugárzásnak olyan forrásokból kellene származnia, amelyek közelebb vannak hozzánk, mint az Androméda galaxis (a hozzánk legközelebb eső galaxis), és minden, ami rajta van, láthatatlan lenne számunkra.

Örök infláció

A korai univerzum legtöbb jelenlegi modellje a vákuumenergia okozta exponenciális növekedés rövid időszakát (az úgynevezett inflációt) feltételezi, amely során a szomszédos részecskéket gyorsan elválasztották az űr hatalmas területei. E felfújás után a vákuumenergia forró plazmalevessé bomlott fel, amiben atomok, molekulák stb. Az örök infláció elméletében ez az inflációs folyamat soha nem ért véget. Ehelyett az űrbuborékok megállnának a terjeszkedésben, és alacsony energiájú állapotba kerülnének, hogy aztán az inflációs térbe terjeszkedjenek. Az ilyen buborékok olyanok lennének, mint a gőzbuborékok egy forrásban lévő vízben, csak ezúttal az edény folyamatosan nagyobb lesz.

Ezen elmélet szerint univerzumunk a többszörös univerzum egyik buboréka, amelyet állandó infláció jellemez. Ennek az elméletnek az egyik tesztelhető aspektusa az a feltevés, hogy két univerzum, amely elég közel van ahhoz, hogy találkozzon, zavarokat fog okozni az egyes univerzumok téridejében. Egy ilyen elmélet legjobb alátámasztása az lenne, ha bizonyítékot találnánk egy ilyen zavarra a CMB hátterében.

Az első inflációs modellt Alekszej Sztarobinszkij szovjet tudós javasolta, de Nyugaton híressé vált Alan Gut fizikusnak köszönhetően, aki felvetette, hogy a korai univerzum túlhűlhet, és lehetővé teheti az exponenciális növekedés megkezdését még az ősrobbanás előtt. Andrey Linde ezeket az elméleteket vette át, és ezek alapján fejlesztette ki az "örök kaotikus tágulás" elméletét, amely szerint az ősrobbanás szükségessége helyett a szükséges potenciális energiával a tágulás a skalártér bármely pontján megindulhat és megtörténhet. folyamatosan az egész multiverzumban.

Linde ezt mondja: "Egyetlen fizikatörvényű univerzum helyett az örök kaotikus infláció egy önfenntartó és örökké létező multiverzumra utal, amelyben minden lehetséges."

Mirage egy négydimenziós fekete lyukról

A szabványos ősrobbanás-modell azt állítja, hogy az univerzum egy végtelenül sűrű szingularitásból robbant fel, de ez nem könnyíti meg a közel egyenletes hőmérsékletének magyarázatát, tekintettel az erőszakos esemény óta eltelt viszonylag rövid időre (kozmikus mércével mérve). . Egyesek úgy vélik, hogy ez egy ismeretlen energiaformával magyarázható, amely a világegyetem fénysebességénél gyorsabb tágulását okozta. A Perimeter Institute for Theoretical Physics fizikusainak egy csoportja azt javasolta, hogy az univerzum lényegében egy háromdimenziós délibáb lehet, amelyet egy négydimenziós csillag fekete lyukba omlása eseményhorizontjában hoztak létre.

Niayesh Afshordi és munkatársai tanulmányozták a müncheni Ludwig Maximilian Egyetem csapatának 2000-es javaslatát, amely szerint univerzumunk csak egy membrán lehet egy négydimenziós "tömeges univerzumban". Arra jutottak, hogy ha ez a hatalmas univerzum négydimenziós csillagokat is tartalmazna, akkor úgy viselkedhetnének, mint a mi univerzumunkban lévő háromdimenziós megfelelőik – szupernóvákká robbannának, és fekete lyukakká omolnának össze.

A háromdimenziós fekete lyukakat gömb alakú felület veszi körül – az eseményhorizont. Míg egy 3D-s fekete lyuk eseményhorizontjának felülete 2D, addig a 4D-s fekete lyuk eseményhorizontjának 3D-snek – hipergömbnek – kell lennie. Amikor Afshordi csapata egy négydimenziós csillag halálát szimulálta, azt találták, hogy a kitört anyag háromdimenziós bránt (membránt) képez az eseményhorizont körül, és lassan kitágul. A csapat azt feltételezte, hogy univerzumunk egy délibáb lehet, amely egy négydimenziós összeomló csillag külső rétegeiből származó törmelékekből alakult ki.

Mivel a 4D volumetrikus univerzum sokkal régebbi, vagy akár végtelenül régi is lehet, ez magyarázza az univerzumunkban megfigyelt egyenletes hőmérsékletet, bár néhány újabb bizonyíték arra utal, hogy lehetnek olyan eltérések, amelyek miatt a hagyományos modell jobban illeszkedik.

Tükör Univerzum

A fizika egyik zavarba ejtő problémája, hogy szinte minden elfogadott modell, beleértve a gravitációt, az elektrodinamikát és a relativitáselméletet, egyformán jól működik az univerzum leírásában, akár előre, akár visszafelé halad az idő. A való világban azonban tudjuk, hogy az idő csak egy irányba mozog, és ennek szokásos magyarázata az, hogy az időérzékelésünk csak az entrópia terméke, amelyben a rend rendezetlenségben oldódik fel. Ezzel az elmélettel az a probléma, hogy az univerzumunk egy erősen rendezett állapottal és alacsony entrópiával kezdődött. Sok tudós nem ért egyet az alacsony entrópiájú korai univerzum fogalmával, amely rögzíti az idő irányát.

Julian Barbour az Oxfordi Egyetemről, Tim Kozlowski a New Brunswicki Egyetemről és Flavio Mercati, a Perimeter Institute for Theoretical Physics munkatársa olyan elméletet dolgozott ki, amely szerint a gravitáció az idő előreáramlását okozza. 1000 pontból álló részecskék számítógépes szimulációit tanulmányozták a newtoni gravitáció hatására. Kiderült, hogy méretüktől és méretüktől függetlenül a részecskék végül alacsony komplexitású állapotot alkotnak, minimális mérettel és maximális sűrűséggel. Ez a részecskerendszer azután mindkét irányba kitágul, két szimmetrikus és ellentétes időnyilat hozva létre, és ezzel együtt mindkét oldalon rendezettebb és összetettebb struktúrákat.

Ez arra utal, hogy az ősrobbanás nem egy, hanem két univerzum létrejöttéhez vezetett, amelyek mindegyikében az idő a másikkal ellentétes irányba folyik. Barbour szerint:

„Ez a kétjövős helyzet egyetlen kaotikus múltat fog mutatni mindkét irányban, vagyis lényegében két univerzum lesz, a központi állam két oldalán. Ha kellően összetettek, mindkét oldal támogatni fogja azokat a megfigyelőket, akik az idő ellenkező irányú múlását érzékelik. Bármely érző lény úgy fogja meghatározni az idő nyilát, hogy távolodik a központi állapottól. Azt fogják gondolni, hogy most az ő távoli múltjukban élünk.”

Konformális ciklikus kozmológia

Sir Roger Penrose, az Oxfordi Egyetem fizikusa úgy véli, hogy az ősrobbanás nem az univerzum kezdete, hanem csak egy átmenet, mivel tágulási és összehúzódási ciklusokon megy keresztül. Penrose azt javasolta, hogy a tér geometriája az idő előrehaladtával változik, és egyre bonyolultabbá válik, amint azt a Weyl görbületi tenzor matematikai koncepciója írja le, amely nulláról indul és idővel növekszik. Úgy véli, hogy a fekete lyukak csökkentik az univerzum entrópiáját, és amikor az utóbbi eléri a tágulás végét, a fekete lyukak elnyelik az anyagot és az energiát, és végül egymást. Ahogy az anyag lebomlik a fekete lyukakban, a Hawking-sugárzás során eltűnik, a tér homogénné válik, és megtelik haszontalan energiával.

Ez elvezet a konform invariancia fogalmához, a különböző léptékű, de azonos alakú geometriák szimmetriájához. Amikor az univerzum már nem tud megfelelni az eredeti feltételeknek, Penrose úgy véli, hogy a konformális átalakulás a tér geometriájának kisimulásához vezet, és a leromlott részecskék visszatérnek a nulla entrópia állapotába. Az univerzum önmagába omlik, készen arra, hogy egy újabb ősrobbanásra törjön. Ebből következik, hogy az univerzumot egy ismétlődő tágulási és összehúzódási folyamat jellemzi, amelyet Penrose "eonoknak" nevezett időszakokra osztott fel.

Panrose és partnere, Vahagn (Wahe) Gurzadyan, az örmény Jereván Fizikai Intézet munkatársa a NASA műhold CMB adatait gyűjtötte, és azt mondták, hogy 12 különálló koncentrikus gyűrűt találtak az adatokban, amelyek szerintük a szupermasszív fekete ütközése által okozott gravitációs hullámok bizonyítéka lehet. lyukak az előző eon végén. Eddig ez a fő bizonyítéka a konformális ciklikus kozmológia elméletének.

A hideg ősrobbanás és az összeomló univerzum

A Standard Big Bang Model szerint miután az összes anyag felrobbant a szingularitásból, forró és sűrű univerzummá duzzadt, és évmilliárdok alatt lassan lehűlni kezdett. Ez a szingularitás azonban számos problémát vet fel, amikor megpróbálják beilleszteni az általános relativitáselméletbe és a kvantummechanikába, ezért Christoph Wetterich, a Heidelbergi Egyetem kozmológusa felvetette, hogy az univerzum egy hideg és hatalmas üres térként indulhatott volna, amely csak azért válik aktívvá, mert szerződéseket, nem pedig a standard modell szerint bővíthető.

Ebben a modellben a csillagászok által megfigyelt vöröseltolódás oka lehet, hogy az univerzum tömege növekszik, ahogy összehúzódik. Az atomok által kibocsátott fényt a részecskék tömege határozza meg, több energia jelenik meg, ahogy a fény a spektrum kék része felé halad, és kevesebb a vörös felé.

Wetterich elméletével az a fő probléma, hogy mérésekkel nem igazolható, mivel csak a különböző tömegek arányait hasonlítjuk össze, magukat a tömegeket nem. Egy fizikus arról panaszkodott, hogy ez a modell olyan, mintha azt mondaná, hogy az univerzum nem tágul, hanem a vonalzó, amellyel mérjük, zsugorodik. Wetterich azt mondta, hogy elméletét nem tartja az ősrobbanás helyettesítőjének; csak annyit jegyzett meg, hogy ez korrelál az univerzum összes ismert megfigyelésével, és "természetesebb" magyarázat lehet.

Carter körökben

Jim Carter egy amatőr tudós, aki személyes elméletet dolgozott ki az univerzumról, amely a „cirklonok”, hipotetikus kerek mechanikus tárgyak örök hierarchiáján alapul. Úgy véli, hogy az univerzum egész története a szaporodási és hasadási folyamat során kifejlődő cirkonok generációival magyarázható. A tudós azután jutott erre a következtetésre, hogy az 1970-es években búvárkodás közben egy tökéletes buborékgyűrűt figyelt meg légzőkészülékéből, és elméletét szabályozott füstgyűrűkkel, szemeteskukákkal és gumilapokkal végzett kísérletekkel csiszolta. Carter a cirkonszinkronnak nevezett folyamat fizikai megtestesülésének tekintette őket.

Azt mondta, hogy a cirkon szinkronja jobb magyarázat a világegyetem létrejöttére, mint az ősrobbanás elmélete. Az élő világegyetemről alkotott elmélete azt feltételezi, hogy legalább egy hidrogénatom mindig is létezett. Kezdetben egyetlen antihidrogén atom lebegett egy háromdimenziós űrben. Ez a részecske tömege megegyezett az egész univerzum tömegével, és egy pozitív töltésű protonból és egy negatív töltésű antiprotonból állt. Az univerzum teljes ideális kettősségben volt, de a negatív antiproton gravitációsan valamivel gyorsabban tágul, mint a pozitív proton, ami a relatív tömeg elvesztéséhez vezetett. Addig tágultak egymás felé, amíg a negatív részecske be nem nyelte a pozitívat, és antineutront alkottak.

Az antineutron tömege szintén kiegyensúlyozatlan volt, de végül egyensúlyba került, ami két új neutronra bomlott fel egy részecske és egy antirészecskéből. Ez a folyamat a neutronok számának exponenciális növekedését okozta, amelyek egy része már nem hasadt szét, hanem fotonokká semmisült meg, amelyek a kozmikus sugarak alapját képezték. Végül az univerzum stabil neutronok tömegévé vált, amelyek egy bizonyos ideig léteztek a bomlás előtt, és először lehetővé tette az elektronok protonokkal való egyesülését, létrehozva az első hidrogénatomokat, és megtöltve az univerzumot elektronokkal és protonokkal, aktív kölcsönhatásba lépve újakat képezve. elemeket.

Egy kis őrület nem árt. A fizikusok többsége Carter elképzeléseit a kiegyensúlyozatlanok téveszméinek tartja, amelyek még csak nem is empirikus vizsgálat tárgyát képezik. Carter füstgyűrű-kísérleteit 13 évvel ezelőtt bizonyítékul használták a ma már hiteltelenné vált éterelmélethez.

Plazma Univerzum

Míg a standard kozmológiában továbbra is a gravitáció a fő hajtóerő, addig a plazmakozmológiában (az elektromos univerzum elméletében) nagy tétet tesznek az elektromágnesességre. Ennek az elméletnek az egyik legkorábbi támogatója Immanuel Velikovsky orosz pszichiáter volt, aki 1946-ban írt egy tanulmányt "Kozmosz gravitáció nélkül" címmel, amelyben kijelentette, hogy a gravitáció egy elektromágneses jelenség, amely az atomok töltései, szabad töltései közötti kölcsönhatásból ered. valamint a nap mágneses mezei.és a bolygók. A jövőben ezeket az elméleteket már a 70-es években kidolgozta Ralph Jurgens, aki azt állította, hogy a csillagok elektromos, nem pedig termonukleáris folyamatokon dolgoznak.

Az elméletnek számos iterációja van, de számos elem változatlan marad. A plazma-univerzum elméletek azt állítják, hogy a Napot és a csillagokat elektromosan sodródó áramok táplálják, a bolygófelszín bizonyos jellemzőit „szupervillámlás” okozza, és az üstökösfarok, a marsi porördögök és a galaxisok kialakulása mind elektromos folyamatok. Ezen elméletek szerint a mélyűr tele van óriási elektron- és ionszálakkal, amelyek az űrben lévő elektromágneses erők hatására csavarodnak, és galaxisokhoz hasonló fizikai anyagot hoznak létre. A plazmakozmológusok azt feltételezik, hogy az univerzum mérete és kora végtelen.

Az egyik legnagyobb hatású könyv a témában a The Big Bang Soha Happened volt, amelyet Eric Lerner írt 1991-ben. Azzal érvelt, hogy az Ősrobbanás-elmélet helytelenül jósolta meg a fényelemek, például a deutérium, a lítium-7 és a hélium-4 sűrűségét, hogy a galaxisok közötti üregek túl nagyok ahhoz, hogy az ősrobbanás elméletének időkeretével magyarázható legyen, és hogy a fényerőt. a távoli galaxisok felszínének állandónak tekinthető. , míg egy táguló univerzumban ennek a fényességnek a vöröseltolódás miatt a távolsággal csökkennie kell. Azzal is érvelt, hogy az Ősrobbanás-elmélet túl sok hipotetikus dolgot igényel (infláció, sötét anyag, sötét energia), és sérti az energia megmaradás törvényét, mivel az univerzum állítólag a semmiből született.

Éppen ellenkezőleg, szerinte a plazmaelmélet helyesen jósolja meg a fényelemek bőségét, az univerzum makroszkopikus szerkezetét és a kozmikus mikrohullámú hátteret okozó rádióhullámok elnyelését. Sok kozmológus azzal érvel, hogy Lerner az ősrobbanás kozmológiájával kapcsolatos kritikája olyan fogalmakon alapul, amelyeket írása idején hibásnak tartottak, és azon a magyarázatán, hogy az Ősrobbanás kozmológusainak megfigyelései több problémát okoznak, mint amennyit meg tudnak oldani.

Bindu vipshot

Eddig nem foglalkoztunk a világegyetem vallási vagy mitológiai teremtéstörténeteivel, de kivételt teszünk a hindu teremtéstörténettel, mivel könnyen összekapcsolható tudományos elméletekkel. Carl Sagan egyszer azt mondta, hogy ez „az egyetlen vallás, amelyben az időkeret összhangban van a modern tudományos kozmológiával. Ciklusai a hétköznapi nappaltól és éjszakától a 8,64 milliárd év hosszú Brahma nappaláig és éjszakáig tartanak. Hosszabb ideig létezik, mint a Föld vagy a Nap, az ősrobbanás óta eltelt idő csaknem fele."

Az univerzum hagyományos ősrobbanás-gondolatához legközelebb álló dolog a hindu bindu-vipshot (szanszkrit szó szerint "point-bang") fogalmában található. Az ókori India védikus himnuszai azt mondták, hogy a bindu vipshot az om szótag hanghullámait hozta létre, ami Brahmant, a Végső Valóságot vagy Istent jelenti. A "Brahman" szó szanszkrit brh gyökere, jelentése "nagy növekedés", ami a Shabda Brahman szentírás szerint az ősrobbanáshoz köthető. Az első "om" hangot az Ősrobbanás rezgéseként értelmezik, amelyet a csillagászok kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás formájában észleltek.

Az Upanisadok az ősrobbanást úgy magyarázzák, mint egy (Brahman), aki sokakká akar lenni, amit az ősrobbanással, mint akarat aktusával ért el. A teremtést gyakran lilaként vagy "isteni játékként" ábrázolják abban az értelemben, hogy az univerzumot a játék részeként hozták létre, és ennek része volt az ősrobbanás is. De vajon érdekes lesz-e a játék, ha van benne egy mindentudó játékos, aki tudja, hogyan fog játszani?

1. Minden körülötte - "Matrix"