¿Somos lo suficientemente inteligentes para entender el universo?

El universo observable a veces se puede servir en un plato, como lo hizo recientemente el músico Pablo Carlos Budassi cuando combinó mapas logarítmicos de la Universidad de Princeton y la NASA en un disco de color. Este es un modelo geocéntrico: la Tierra está en el centro de la placa y el plasma del Big Bang está en los bordes.

La visualización es tan buena como cualquier otra, e incluso mejor que otras, porque se acerca al punto de vista humano. Hay muchas teorías sobre la estructura, la dinámica y el destino del universo, y el paradigma cosmológico que se ha aceptado durante décadas parece estar desmoronándose un poco últimamente. Por ejemplo, cada vez se escuchan más voces que niegan la teoría del Big Bang.

El universo es un jardín de rarezas, pintado a lo largo de los años en la "corriente principal" de la física y la cosmología, lleno de fenómenos extraños como cuásares gigantes vuela lejos de nosotros a una velocidad vertiginosa, materia oscuraque nadie ha descubierto y que no muestra signos de aceleradores, pero es "necesario" para explicar la rotación demasiado rápida de la galaxia y, finalmente, Big bangque condena a toda la física a una lucha con lo inexplicable, al menos por el momento, característica.

no hubo fuegos artificiales

La originalidad del Big Bang se deriva directa e inevitablemente de las matemáticas de la teoría general de la relatividad. Sin embargo, algunos científicos ven esto como un fenómeno problemático, porque las matemáticas solo pueden explicar lo que sucedió inmediatamente después... - pero no sabe qué sucedió en ese momento tan peculiar, antes de los grandes fuegos artificiales (2).

Muchos científicos evitan esta característica. Aunque solo sea porque, como dijo recientemente Alí Ahmed Farah de la Universidad de Ben en Egipto, "las leyes de la física dejan de funcionar allí". Farag con un colega Saurya Dasem de la Universidad de Lethbridge en Canadá, presentó en un artículo publicado en 2015 en Physics Letters B, un modelo en el que el universo no tiene principio ni fin, y por tanto no tiene singularidad.

Ambos físicos se inspiraron en su trabajo. david böhm desde los años 50. Consideró la posibilidad de reemplazar las líneas geodésicas conocidas de la teoría general de la relatividad (las líneas más cortas que conectan dos puntos) con trayectorias cuánticas. En su artículo, Farag y Das aplicaron estas trayectorias de Bohm a una ecuación desarrollada en 1950 por el físico Amala Kumara Raychaudhurye de la Universidad de Calcuta. Raychaudhuri también fue maestro de Das cuando tenía 90 años. Usando la ecuación de Raychaudhuri, Ali y Das obtuvieron la corrección cuántica Ecuación de Friedmanque, a su vez, describe la evolución del Universo (incluido el Big Bang) en el contexto de la relatividad general. Aunque este modelo no es una verdadera teoría de la gravedad cuántica, incluye elementos tanto de la teoría cuántica como de la relatividad general. Farag y Das también esperan que sus resultados sean ciertos incluso cuando finalmente se formule una teoría completa de la gravedad cuántica.

La teoría de Farag-Das no predice ni el Big Bang ni gran choque volver a la singularidad. Las trayectorias cuánticas utilizadas por Farag y Das nunca se conectan y, por lo tanto, nunca forman un punto singular. Desde un punto de vista cosmológico, explican los científicos, las correcciones cuánticas pueden verse como una constante cosmológica y no hay necesidad de introducir energía oscura. La constante cosmológica conduce al hecho de que la solución de las ecuaciones de Einstein puede ser un mundo de tamaño finito y edad infinita.

Esta no es la única teoría en los últimos tiempos que socava el concepto del Big Bang. Por ejemplo, hay hipótesis de que cuando apareció el tiempo y el espacio, se originó y segundo universoen el que el tiempo fluye hacia atrás. Esta visión es presentada por un grupo internacional de físicos, formado por: Tim Kozlowski de la Universidad de New Brunswick, Mercados Flavio Perímetro del Instituto de Física Teórica y julian barbour. Los dos universos formados durante el Big Bang, en esta teoría, deberían ser imágenes especulares de sí mismos (3), por lo que tienen diferentes leyes de la física y un sentido diferente del flujo del tiempo. Tal vez se penetran entre sí. Si el tiempo fluye hacia adelante o hacia atrás determina el contraste entre alta y baja entropía.

Por su parte, el autor de otra nueva propuesta sobre el modelo de todo, Wun Ji Shu de la Universidad Nacional de Taiwán, describe el tiempo y el espacio no como cosas separadas, sino como cosas estrechamente relacionadas que pueden convertirse entre sí. Ni la velocidad de la luz ni la constante gravitacional son invariantes en este modelo, pero son factores en la transformación del tiempo y la masa en tamaño y espacio a medida que el universo se expande. La teoría de Shu, como muchos otros conceptos en el mundo académico, por supuesto puede verse como una fantasía, pero el modelo de un universo en expansión con un 68% de energía oscura que causa la expansión también es problemático. Algunos señalan que con la ayuda de esta teoría, los científicos "reemplazaron debajo de la alfombra" la ley física de conservación de la energía. La teoría de Taiwán no viola los principios de conservación de la energía, pero a su vez tiene un problema con la radiación de fondo de microondas, que se considera un remanente del Big Bang. Algo por algo.

No puedes ver la oscuridad y todo

nominados honorarios materia oscura Lote. Partículas masivas que interactúan débilmente, partículas masivas que interactúan fuertemente, neutrinos estériles, neutrinos, axiones: estas son solo algunas de las soluciones al misterio de la materia "invisible" en el Universo que los teóricos han propuesto hasta ahora.

Durante décadas, los candidatos más populares han sido hipotéticos, pesados ​​(diez veces más pesados ​​que un protón), que interactúan débilmente. partículas llamadas WIMP. Se suponía que estaban activos en la fase inicial de la existencia del Universo, pero a medida que se enfriaba y las partículas se dispersaban, su interacción se desvanecía. Los cálculos mostraron que la masa total de los WIMP debería haber sido cinco veces mayor que la de la materia ordinaria, que es exactamente lo que se ha estimado para la materia oscura.

Sin embargo, no se encontraron rastros de WIMP. Así que ahora es más popular hablar de búsqueda neutrinos estériles, hipotéticas partículas de materia oscura con carga eléctrica nula y muy poca masa. A veces, los neutrinos estériles se consideran la cuarta generación de neutrinos (junto con los neutrinos electrónicos, muónicos y tau). Su rasgo característico es que interactúa con la materia solo bajo la influencia de la gravedad. Denotado por el símbolo ν_s.

Las oscilaciones de neutrinos teóricamente podrían esterilizar a los neutrinos muónicos, lo que reduciría su número en el detector. Esto es especialmente probable después de que el haz de neutrinos haya pasado a través de una región de materia de alta densidad como el núcleo de la Tierra. Por lo tanto, el detector IceCube en el Polo Sur se utilizó para observar neutrinos provenientes del hemisferio norte en el rango de energía de 320 GeV a 20 TeV, donde se esperaba una señal fuerte en presencia de neutrinos estériles. Desafortunadamente, el análisis de los datos de los eventos observados permitió excluir la existencia de neutrinos estériles en la región accesible del espacio de parámetros, los llamados. 99% nivel de confianza.

En julio de 2016, después de veinte meses de experimentar con el detector Large Underground Xenon (LUX), los científicos no tenían nada que decir excepto que… no encontraron nada. De igual forma, científicos del laboratorio de la Estación Espacial Internacional y físicos del CERN, que contaban con la producción de materia oscura en la segunda parte del Gran Colisionador de Hadrones, nada dicen sobre la materia oscura.

Así que tenemos que mirar más allá. Los científicos dicen que tal vez la materia oscura sea algo completamente diferente a los WIMP y los neutrinos o lo que sea, y están construyendo LUX-ZEPLIN, un nuevo detector que debería ser setenta veces más sensible que el actual.

La ciencia duda de que exista la materia oscura y, sin embargo, los astrónomos observaron recientemente una galaxia que, a pesar de tener una masa similar a la Vía Láctea, es un 99,99 % de materia oscura. La información sobre el descubrimiento fue proporcionada por el observatorio V.M. Keka. Esto es sobre galaxia Libélula 44 (Libélula 44). Su existencia solo se confirmó el año pasado cuando Dragonfly Telephoto Array observó un trozo de cielo en la constelación Berenices Spit. Resultó que la galaxia contiene mucho más de lo que parece a primera vista. Como hay pocas estrellas en él, se desintegraría rápidamente si algo misterioso no ayudara a mantener unidos los objetos que lo componen. ¿Materia oscura?

¿Modelado?

Hipótesis Universo como un hologramaa pesar del hecho de que personas con títulos científicos serios se dedican a ello, todavía se trata como un área de niebla en la frontera de la ciencia. Tal vez porque los científicos también son personas y les resulta difícil aceptar las consecuencias mentales de la investigación en este sentido. Juan MaldasenaComenzando con la teoría de cuerdas, presentó una visión del universo en la que cuerdas que vibran en un espacio de nueve dimensiones crean nuestra realidad, que es solo un holograma, una proyección de un mundo plano sin gravedad..

Los resultados de un estudio de científicos austriacos, publicado en 2015, indican que el universo necesita menos dimensiones de las esperadas. El universo XNUMXD puede ser simplemente una estructura de información XNUMXD en el horizonte cosmológico. Los científicos lo comparan con los hologramas que se encuentran en las tarjetas de crédito: en realidad son bidimensionales, aunque nosotros los vemos como tridimensionales. De acuerdo a daniela grumillera de la Universidad Tecnológica de Viena, nuestro universo es bastante plano y tiene una curvatura positiva. Grumiller explicó en Physical Review Letters que si la teoría cuántica estándar puede describir holográficamente la gravedad cuántica en el espacio plano, entonces también debe haber cantidades físicas que puedan calcularse en ambas teorías, y los resultados deben coincidir. En particular, una característica clave de la mecánica cuántica, el entrelazamiento cuántico, debería aparecer en la teoría de la gravedad.

Algunos van más allá, hablando no de proyección holográfica, sino incluso de modelado por computadora. Hace dos años, un famoso astrofísico, ganador del Premio Nobel, george smoot, presentó argumentos de que la humanidad vive dentro de tal simulación por computadora. Sostiene que esto es posible, por ejemplo, gracias al desarrollo de los juegos de computadora, que teóricamente forman el núcleo de la realidad virtual. ¿Los humanos alguna vez crearán simulaciones realistas? La respuesta es sí”, dijo en una entrevista. “Obviamente, se han logrado avances significativos en este tema. Basta con mirar el primer "Pong" y los juegos hechos hoy. Alrededor de 2045, muy pronto podremos transferir nuestros pensamientos a las computadoras”.

El universo como proyección holográfica

Teniendo en cuenta que ya podemos mapear ciertas neuronas en el cerebro mediante el uso de imágenes de resonancia magnética, usar esta tecnología para otros fines no debería ser un problema. Entonces puede funcionar la realidad virtual, que permite el contacto con miles de personas y proporciona una forma de estimulación cerebral. Esto puede haber sucedido en el pasado, dice Smoot, y nuestro mundo es una red avanzada de simulaciones virtuales. Además, ¡podría suceder un número infinito de veces! Entonces podemos vivir en una simulación que está en otra simulación, contenida en otra simulación que está... y así hasta el infinito.

El mundo, y más aún el Universo, por desgracia, no se nos da en bandeja. Más bien, nosotros mismos formamos parte, muy pequeña, de platos que, como muestran algunas hipótesis, podrían no haber sido preparados para nosotros.

¿Esa pequeña parte del universo que nosotros, al menos en un sentido materialista, conocerá alguna vez la estructura completa? ¿Somos lo suficientemente inteligentes para entender y comprender el misterio del universo? Probablemente no. Sin embargo, si alguna vez decidiéramos que eventualmente fracasaríamos, sería difícil no notar que esto también sería, en cierto sentido, una especie de comprensión final de la naturaleza de todas las cosas...