Somos inteligentes o suficiente para entender o universo?

O universo observável às vezes pode ser servido em um prato, como o músico Pablo Carlos Budassi fez recentemente quando combinou os mapas logarítmicos da Universidade de Princeton e da NASA em um disco colorido. Este é um modelo geocêntrico - a Terra está no centro da placa e o plasma do Big Bang está nas bordas.

A visualização é tão boa quanto qualquer outra, e ainda melhor que outras, porque está próxima do ponto de vista humano. Existem muitas teorias sobre a estrutura, dinâmica e destino do universo, e o paradigma cosmológico que tem sido aceito há décadas parece estar se desmoronando um pouco ultimamente. Por exemplo, vozes são cada vez mais ouvidas negando a teoria do Big Bang.

O universo é um jardim de esquisitices, pintado ao longo dos anos no "mainstream" da física e da cosmologia, repleto de fenômenos bizarros como quasares gigantes voa para longe de nós a uma velocidade vertiginosa, matéria escuraque ninguém descobriu e que não mostra sinais de aceleradores, mas é "necessário" para explicar a rotação muito rápida da galáxia e, finalmente, Grande explosãoque condena toda a física a uma luta com o inexplicável, pelo menos por enquanto, característica.

não houve fogos de artifício

A originalidade do Big Bang decorre direta e inevitavelmente da matemática da teoria geral da relatividade. No entanto, alguns cientistas veem isso como um fenômeno problemático, pois a matemática só pode explicar o que aconteceu imediatamente depois... - mas não sabe o que aconteceu naquele momento tão peculiar, antes dos grandes fogos de artifício (2).

Muitos cientistas evitam esse recurso. Se apenas porque, como ele recentemente colocou Ali Ahmed Farah da Universidade de Ben, no Egito, "as leis da física param de funcionar lá". Farag com um colega Saurya Dasem da Universidade de Lethbridge, no Canadá, apresentado em artigo publicado em 2015 na Physics Letters B, um modelo em que o universo não tem começo nem fim e, portanto, não tem singularidade.

Ambos os físicos foram inspirados por seu trabalho. David Bohm desde os anos 50. Ele considerou a possibilidade de substituir as linhas geodésicas conhecidas da teoria geral da relatividade (as linhas mais curtas conectando dois pontos) por trajetórias quânticas. Em seu artigo, Farag e Das aplicaram essas trajetórias de Bohm a uma equação desenvolvida em 1950 pelo físico Amala Kumara Raychaudhurye da Universidade de Calcutá. Raychaudhuri também foi professor de Das quando ele tinha 90 anos. Usando a equação de Raychaudhuri, Ali e Das obtiveram a correção quântica equação de Friedmanque, por sua vez, descreve a evolução do Universo (incluindo o Big Bang) no contexto da relatividade geral. Embora este modelo não seja uma verdadeira teoria da gravidade quântica, inclui elementos da teoria quântica e da relatividade geral. Farag e Das também esperam que seus resultados sejam verdadeiros mesmo quando uma teoria completa da gravidade quântica for finalmente formulada.

A teoria de Farag-Das não prevê nem o Big Bang nem grande colapso voltar à singularidade. As trajetórias quânticas usadas por Farag e Das nunca se conectam e, portanto, nunca formam um ponto singular. Do ponto de vista cosmológico, explicam os cientistas, as correções quânticas podem ser vistas como uma constante cosmológica e não há necessidade de introduzir energia escura. A constante cosmológica leva ao fato de que a solução das equações de Einstein pode ser um mundo de tamanho finito e idade infinita.

Esta não é a única teoria nos últimos tempos que mina o conceito do Big Bang. Por exemplo, há hipóteses de que quando o tempo e o espaço surgiram, ele se originou e segundo universoem que o tempo flui para trás. Esta visão é apresentada por um grupo internacional de físicos, composto por: Tim Kozlowski da Universidade de New Brunswick, Flávio Mercados Perímetro do Instituto de Física Teórica e Julian Barbour. Os dois universos formados durante o Big Bang, nesta teoria, deveriam ser imagens espelhadas de si mesmos (3), então eles têm diferentes leis da física e um sentido diferente do fluxo do tempo. Talvez eles penetrem um no outro. Se o tempo flui para frente ou para trás determina o contraste entre alta e baixa entropia.

Por sua vez, o autor de outra nova proposta sobre o modelo de tudo, Wun Ji Shu da Universidade Nacional de Taiwan, descreve o tempo e o espaço não como coisas separadas, mas como coisas intimamente relacionadas que podem se transformar umas nas outras. Nem a velocidade da luz nem a constante gravitacional são invariantes neste modelo, mas são fatores na transformação do tempo e da massa em tamanho e espaço à medida que o universo se expande. A teoria de Shu, como muitos outros conceitos no mundo acadêmico, pode ser vista como uma fantasia, mas o modelo de um universo em expansão com 68% de energia escura que causa a expansão também é problemático. Alguns observam que, com a ajuda dessa teoria, os cientistas "substituíram para debaixo do tapete" a lei física da conservação da energia. A teoria de Taiwan não viola os princípios de conservação de energia, mas, por sua vez, tem um problema com a radiação de fundo de micro-ondas, considerada um remanescente do Big Bang. Algo por algo.

Você não pode ver o escuro e tudo

Nomeados honorários matéria escura Muitos. Partículas massivas de interação fraca, partículas massivas de interação forte, neutrinos estéreis, neutrinos, áxions - essas são apenas algumas das soluções para o mistério da matéria "invisível" no Universo que foram propostas pelos teóricos até agora.

Durante décadas, os candidatos mais populares foram hipotéticos, pesados ​​(dez vezes mais pesados ​​que um próton), de interação fraca partículas chamadas WIMPs. Supunha-se que eles estavam ativos na fase inicial da existência do Universo, mas à medida que esfriava e as partículas se espalhavam, sua interação se desvanecia. Os cálculos mostraram que a massa total de WIMPs deveria ter sido cinco vezes maior que a da matéria comum, o que é exatamente o que a matéria escura foi estimada.

No entanto, nenhum vestígio de WIMPs foi encontrado. Agora é mais popular falar sobre pesquisa neutrinos estéreis, partículas hipotéticas de matéria escura com carga elétrica zero e massa muito pequena. Às vezes, os neutrinos estéreis são considerados a quarta geração de neutrinos (junto com os neutrinos do elétron, múon e tau). Sua característica é que interage com a matéria apenas sob a influência da gravidade. Indicada pelo símbolo ν_s.

As oscilações de neutrinos poderiam teoricamente tornar os neutrinos do múon estéreis, o que reduziria seu número no detector. Isso é especialmente provável depois que o feixe de neutrinos passou por uma região de matéria de alta densidade, como o núcleo da Terra. Portanto, o detector IceCube no Pólo Sul foi usado para observar neutrinos vindos do Hemisfério Norte na faixa de energia de 320 GeV a 20 TeV, onde era esperado um sinal forte na presença de neutrinos estéreis. Infelizmente, a análise dos dados dos eventos observados permitiu excluir a existência de neutrinos estéreis na região acessível do espaço paramétrico, o chamado. nível de confiança de 99%.

Em julho de 2016, após vinte meses de experimentos com o detector Large Underground Xenon (LUX), os cientistas não tinham nada a dizer, exceto que… eles não encontraram nada. Da mesma forma, cientistas do laboratório da Estação Espacial Internacional e físicos do CERN, que contavam com a produção de matéria escura na segunda parte do Grande Colisor de Hádrons, nada dizem sobre a matéria escura.

Então precisamos olhar mais longe. Os cientistas dizem que talvez a matéria escura seja algo completamente diferente de WIMPs e neutrinos ou qualquer outra coisa, e eles estão construindo o LUX-ZEPLIN, um novo detector que deve ser setenta vezes mais sensível que o atual.

A ciência duvida que exista matéria escura, mas os astrônomos observaram recentemente uma galáxia que, apesar de ter uma massa semelhante à Via Láctea, é 99,99% matéria escura. As informações sobre a descoberta foram fornecidas pelo observatório V.M. Keka. Isso é sobre galáxia Libélula 44 (Libélula 44). Sua existência só foi confirmada no ano passado quando o Dragonfly Telephoto Array observou um pedaço do céu na constelação Berenices Spit. Descobriu-se que a galáxia contém muito mais do que parece à primeira vista. Como há poucas estrelas nele, ele se desintegraria rapidamente se alguma coisa misteriosa não ajudasse a manter juntos os objetos que o compõem. Matéria escura?

Modelagem?

Hipótese Universo como um hologramaapesar do fato de que pessoas com diplomas científicos sérios estão engajados nele, ainda é tratado como uma área nebulosa na fronteira da ciência. Talvez porque os cientistas também são pessoas, e é difícil para eles aceitarem as consequências mentais da pesquisa a esse respeito. Juan Maldasenacomeçando com a teoria das cordas, ele apresentou uma visão do universo em que as cordas vibrando no espaço de nove dimensões criam nossa realidade, que é apenas um holograma - uma projeção de um mundo plano sem gravidade..

Os resultados de um estudo de cientistas austríacos, publicado em 2015, indicam que o universo precisa de menos dimensões do que o esperado. O universo XNUMXD pode ser apenas uma estrutura de informação XNUMXD no horizonte cosmológico. Os cientistas o comparam aos hologramas encontrados em cartões de crédito - eles são na verdade bidimensionais, embora os vejamos como tridimensionais. De acordo com Daniela Grumillera da Universidade de Tecnologia de Viena, nosso universo é bastante plano e tem uma curvatura positiva. Grumiller explicou em Physical Review Letters que se a gravidade quântica no espaço plano pode ser descrita holograficamente pela teoria quântica padrão, então também deve haver quantidades físicas que podem ser computadas em ambas as teorias, e os resultados devem corresponder. Em particular, uma característica chave da mecânica quântica, o emaranhamento quântico, deve aparecer na teoria da gravidade.

Alguns vão mais longe, falando não de projeção holográfica, mas mesmo de modelagem computacional. Há dois anos, um famoso astrofísico, ganhador do Prêmio Nobel, George Smoot, apresentou argumentos de que a humanidade vive dentro de tal simulação de computador. Ele afirma que isso é possível, por exemplo, graças ao desenvolvimento de jogos de computador, que teoricamente formam o núcleo da realidade virtual. Os humanos criarão simulações realistas? A resposta é sim”, disse ele em entrevista. “Obviamente, um progresso significativo foi feito nessa questão. Basta olhar para o primeiro "Pong" e os jogos feitos hoje. Por volta de 2045, seremos capazes de transferir nossos pensamentos para computadores muito em breve”.

O Universo como uma Projeção Holográfica

Considerando que já podemos mapear determinados neurônios no cérebro por meio do uso de ressonância magnética, usar essa tecnologia para outros fins não deve ser um problema. Então a realidade virtual pode funcionar, o que permite o contato com milhares de pessoas e fornece uma forma de estimulação cerebral. Isso pode ter acontecido no passado, diz Smoot, e nosso mundo é uma rede avançada de simulações virtuais. Além disso, pode acontecer um número infinito de vezes! Então podemos viver em uma simulação que está em outra simulação, contida em outra simulação que está... e assim por diante até o infinito.

O mundo, e mais ainda o Universo, infelizmente, não nos é dado de bandeja. Pelo contrário, nós mesmos fazemos parte, muito pequena, de pratos que, como mostram algumas hipóteses, podem não ter sido preparados para nós.

Essa pequena parte do universo que nós - pelo menos no sentido materialista - conhecerá toda a estrutura? Somos inteligentes o suficiente para entender e compreender o mistério do universo? Provavelmente não. No entanto, se alguma vez decidíssemos que eventualmente falharíamos, seria difícil não notar que isso também seria, em certo sentido, uma espécie de insight final sobre a natureza de todas as coisas...