Лиса Рандалл ми каже да можда има појма за следећу велику мистерију у космологији.
Сличан садржај
- Отварање необичних портала из физике
Ручак смо у ресторану у хотелу Цхарлес, недалеко од Харварда, где предаје теоријску физику, са специјалностима из физике честица, теорије струна, математике, астрофизике и космологије. Рандалл, витка жена, која сада има 50 година, подсећа на млађу Јоан Дидион - светлосне године свести иза њених очију.
Она је звезда професор звезда, космолошка славна особа, и то само делимично, јер је прва женска теоријска физичарка на Харварду. Заиста је њена претпоставка крајем 90-их о „додатним димензијама“ теорије струна стекла значајност на том пољу. Привукла је више пажње због свог објашњавања Хигсове потраге за бозоном, и због својих наредних списа којима је покушала да објасни осталима шта она ради и како је узбудљиво то радити, у последње време куцајући у Небеска врата .
А сада мисли да су она и њене колеге из физике са Харварда пронашли нешто ново. Оно што је узбуђена је "тамна материја", која - заједно са "мрачном енергијом" - чини огромну већину познатог универзума. Тренутна процена је да је 70 процената свемира тамна енергија, а 26 процената тамна материја. Што износи и до 96 процената. Значи да оно што видимо и знамо износи мало 4%.
Четири процента! Невидљивих 96 процената очигледно држи свемир у гравитацијској равнотежи, спречавајући га да се уруши на себе или прошири у виртуелно ништавило. Али о томе не знамо скоро ништа друго. Проблем је био у томе што изгледа да тамне ствари не утичу на 4 посто које познајемо на такав начин што нам даје траг о његовој природи.
Али Рандалл верује да је можда нашла траг. У ствари, дан пре него што смо се срели, она је одржала разговор на конференцији Америчког удружења за унапређење науке у Бостону, у којој је најавила да је можда нашла доказе о интеракцији тамне материје са нашом материјом. Потенцијално сензационалан развој за космологе који управо поставља у непрегледно пространство универзума тамне материје.
Започело је, каже ми, јер је „био сигнал који сам желео да разумем“.
„Сигнал из свемира?“ Питао сам је.
„Сигнал са сателита који би могао да види у центар галаксије.“ Далеко, далеко, у близини срца Млечног пута, две бескрајно мале честице тамне материје могле су се сударити и „уништити“ једна другу. Али уместо да оставе трага, сигнали уништења пропутовали су се у огромном свемиру који је био откривен земаљским сателитом Ферми у орбити. Ако су ти сигнали потврђени, каже Рандалл, они би могли бити доказ интеракције тамне материје - можда су први читљиви отисци тамне материје који су покупљени у нашем скромном 4-постотном царству.
„Потпуно знам да сигнал може бити лажан“, каже она, али оно што је важно „јесте покушај израде модела који то предвиђа. Разматрао сам модел где су постојале интеракције за тамну материју и тада сам схватио да је у ствари то сасвим други сценариј који је сам по себи занимљив, а у ствари боље функционише и може довести до хлађења компоненте тамне материје, што би учинило да се сруши на диск као што то раде и бариони. "
У овом тренутку, где се „бариони урушавају у диск“, потпуно сам изгубљен, али „оно што је важно“, наставља она, „јесте да је то само сценариј који довољно необично нико није размотрио. Људи су размишљали о интеракцији тамне материје - али су деловали све тамне материје. А [у овом моделу] то је веома ограничено. “То је бесконачно мали део од 96 процената који је желео да комуницира са нашим сиромашним, јадним 4 процента.
Репортер у мени одједном сматра да би ово могла бити једна огромна лопата, космичка лопата - тек јучер завјеса је могла бити подигнута на већини од 96 посто свемира о коме нисмо знали. Али одустајање од математичког програма у мени очајнички схваћа шта ми прича.
Срећом, показује ми копију својих белешки за свој разговор о АААС-у, под називом „Шта је тамна ствар?“ Иако ми многе ствари остају нејасне, даје сјајан осећај њеном гласу када разговарам са својим вршњацима - пажљивим, али понекад истанчаним. .
Ево неколико узорака:
—Није мрачно — ефективно је прозирно!
—Надамо да видимо на основу тога да је мало непрозиран.
- Разговарајте данас ... о алтернативама стандардној ВИМП парадигми.
ВИМП, каже ми Рандал, залаже се за „Слабо интерактивне масивне честице“, доминантну парадигму о тамној материји до овог тренутка.
—Зашто би све требало бити као наша ствар?
—Шта је мистериозно да је енергија ускладиштена у тамној материји и обична материја је тако слична.
—Експерименталне лампице: ЛХЦ.
(ЛХЦ је Велики хадронски сударач, мулти-билионски акцелератор честица на швајцарској граници који је нашао доказе о Хиггсовој честици - или о "нечем сложенијем", како каже у новом предговору Небеска врата, пошто верује да постоје неке нејасноће у доказима да је Велико Откриће заправо била Хиггсова честица. ЛХЦ је сада у продавници, да тако кажем, постаје преуређен за производњу још снажније енергизираних судара честица, што би, како ми је рекла, могло открити још аномалија које назначите нешто о тамној материји.
- Чекају се веће енергије, више интензитета.
(Зар нисмо сви?)
—Не знам још да ли је ова лампица у правом крају.
(Значи не Швајцарска, већ супер субатомска бесконачност.)
Сада је њен сигнал:
—Честица тамне материје погоди другу честицу тамне материје и уништи се.
—Анинихилација производи честице стандардног модела (већ откривене честице од 4 процента).
—Није мрак!
Након тога, страница је насловљена, с скоро три инча словима:
—Ово мења све!
Закључује са овим кривим линијама:
- Знам шта сви желе да знају када ћемо видети тамну материју.
—Одговор би могао бити прије или касније — него што мислимо!
Изгледа прилично сигурно да ће се Лиса Рандалл, кад се то догоди, догодити ускоро, Лиса Рандалл међу првима.
(Недавни извештаји који се појављују од нашег разговора наговештавају друга могућа запажања тамне материје, али Рандалл верује да је њен сценариј делимичне интеракције и даље видљив.)
***
Иако је Рандаллов рад одвео њене мисли у свемир, то је питање о још једној димензији, унутрашњем простору, на коју она даје најсложенији одговор током нашег ручка. Предмет се појављује при крају, док пече вилице мог купца боровнице. Питам је о људској свијести - о тамној материји у нама - наиме да ли је размишљала о питању ума / мозга: Да ли је ум производ мозга, све наше мисли неурохемијски одређене (како то кажу „материјалисти“), или је ум није роб физичког мозга, некако способан за слободну вољу (како "дуалисти" верују)? Или никад не можемо одговорити на то питање? Филозоф Цолин МцГинн себе назива „мистериозном“ као омаж једном чудесном бенду из 60-их година („96 Теарс“), Марку и Мистеријанцима, јер мисли да наша свест можда никада неће бити у стању да схвати мистерију сопствене природе .
Изгледа да је Рандалл МцГиннов аргумент узео као изазов: „Прво, мислим да је увек грешка рећи„ никад “, јер вероватно можемо много више разумети о томе, чак и ако га на крају не разумемо. Друго, већ дуже време не покушавамо да одговоримо на ово питање. Много ствари разумијемо сада што прије нисмо разумјели. А то је ужасно тешко, јер ми уопште не знамо шта мислимо под свешћу. "
Оно што Рандалл говори када говори о свести је континуитет.
„Мислим да једна грешка коју често радимо јесте да мислимо на њу као на бинарну ствар, као да смо свесни или нисмо свесни. Мислим да постоји спектар свести и мислим да је занимљиво проучити то - разлика између биљке и пса, разлика између пса и бебе, између бебе и нешто старијег човека ... Мислим да је то некако континуитет. "Гледајући на тај начин, каже, " био би добар почетак. "
"Волио бих видјети како то настављаш", кажем.
„Да, можда ћу то схватити следеће“, одговара, смејући се - следећи пут након што је решила питање о 96 процената универзума о коме не знамо.
Њен појам континуитета свести подсећа ме на опажање великог шекспировског режисера Петера Броок-а. "Рећи да је неко жив није довољно", рекао је Брук. „Можеш бити један одсто жив, можеш бити жив двадесет одсто. Код Схакеспеареа постоји нешто врло необично - човек који није само сто посто жив, већ можда хиљаду, чак десет хиљада, милион процената. "
Ово је оно што нас сматра тако фасцинантним, тако задивљујућим о космолозима, астрофизичарима, математичким генијалцима. Колико су живи живахнији од природе постојања - до огромних подручја додатних димензија. Како би то требало бити? Узбудљиво, застрашујуће, можда и изоловано с обзиром да је на земљи тако мало људи који то могу схватити, а још мање то делити.
Питам Рандалла о питању како инспирације улазе у њен рад. Цитирала је великог руског песника Пушкина: „Инспирација је потребна у геометрији једнако као и у поезији.“ Инспирација за њену каријеру појам „додатних димензија“, каже ми тада, дошла је у шетњу којом је кренула преко стари камени лучни мост преко реке Цхарлес.
"Имате идеју за додатне димензије на том мосту?" Питам је.
Одбија да спржи анегдоту - у анали физике већ постоји доста познатих прича о моменту еурека - и само каже: „Па, био је то увид“, изговарајући последњу реч на самодопадљив начин. Увид не значи нужно и нову истину. Понекад је то само нов начин гледања на ствари. „Много времена када радимо свој посао, ми смо [у затвореном простору], састављамо формуле, а понекад не размишљате о томе као о свету у којем живите.“ Шетајући, каже она, "Било је једноставно забавно помислити да можда постоје и ове додатне димензије."
Додатне димензије које значе математичке области изван три (или четири ако рачунате време - и требало би вам) које познајемо. Теорија струна сада броји најмање 11 димензија. Уз пут, што је сложеније постајало је и контроверзније. Заправо, у једном од њених ретких показивања емоција током нашег ручка, Рандалл ми је рекла да је „досадила људима да питају шта Лее Смолин каже“ о теорији струна. Смолин је поштован ако је супротни теоријски физичар који тврди да су теорије струна предалеко у изградњи двораца у ваздуху. Рандалл се штити од својих додатних димензија.
Упркос својој наклоности према Пушкиновом цитату, она ми каже да не воли да њен рад чисти као „надахнуће“. Она то мисли „одозго према доле“ - прво смисли висок концепт, а затим покушај пронаћи структуре које ће га подржати. Преферира размишљање одоздо према горе. Заиста она своју методу, са нешто понизности, описује као пуко „решавање слагалица“ и проналази најбољу метафору за то у свом омиљеном спорту, пењању на стене.
„Напољу си. Лепо је ", каже, " усредсређена је на занимљив проблем ... и негде устајете. "Схватајући која ће стаза уз стијену бити плодна и која ће довести до мртвог или опасног краја - и онда то радите. Уз све ризике и опасности које са собом носи. (Недавно је имала грчки пад у Грчкој, каже.) У свом раду користи исти корак по корак. Као резултат тога, она је мање од преплављена романтичним појмовима у свету науке као што су „лепота“ и „елеганција“. „Не мислим на„ истина је лепота “или„ лепота је истина “, каже она. „Више волим оно што ради, а не елегантно колико економично“ - ако није најкраћа удаљеност између две тачке, најједноставнији начин да се тамо стигне.
Чак и за аутсајдера, очигледно је да Рандалл не ради само важну науку, већ и она чини нешто врло храбро у култури науке. У свом разговору она је преузела највећу мистерију универзума и поручила већини мушкој научној заједници, која је била омиљена за ВИМП модел, да су можда ван курса. Треба избегавати тенденцију да се о томе мисли као Нанци Древ насупрот Харди Боису.
Знали сте да ћемо у неком тренутку морати да разговарамо о роду, зар не?
Харвард је био основна нула за родне и научне ратове пре неколико година када је Ларри Суммерс, тадашњи председник универзитета, изненадио сугестију да је разлог зашто је тако мало жена на врху математичких и научних професија тај што су жене само што није погодно за науку и математику. Са импликацијом да то није културно кондиционирање већ генетско ожичење мозга.
„Вероватно сте одговорили на ово питање милион пута“, кажем Рандаллу, „али дозволите ми да вас питам на другачији начин: не да ли су жене боље или горе, већ да ли постоји разлика у начину на који жене доживљавају научна питања. “
„Оно што ћу рећи је да се вероватно културолошки према женама поступа другачије“, каже, „што значи да мислим да више критикујете, морате мало више да слушате, морате да се правите. Мислим да постоје начини на који вероватно морате више радити. Могу бити добар слушалац. Пуно пута могу постављати права питања. Често нисте баш код куће, неке ствари видите мало другачије.
„То би могла бити добра и лоша ствар, зар не? Видите ствари попут оне када странци дођу у нову земљу, ствари виде мало другачије. “
Чујте сигналне везе не ...
"И, знате, прилично сам одрастао у истом свету, прилично сам похађао исте часове (као мушки вршњаци], али имате мало другачије искуство ..."
Фокус на науку је нестао, каже она, у дискусији о роду. "То је део већег питања о женама у друштву и мислим да је (фокус на науци) попут покушаја да се реши проблем умирућег дрвета гледајући негде мали ситни корен."
***
Од крајева свемира до краја универзума: разговарајући с Рандаллом, присјетио сам се Воодија Аллена из Стардуст Мемориес-а, који подсјећа на извјештај да ће се универзум завршити кад сва материја „пропадне“ након трилијуна година. Његова мрачна импликација - она која остаје савремени предмет расправе међу физичарима и филозофима - била је да космос нема крајњу сврху, нема „телеологију“, и тако је смисао свих наших настојања да створимо трајно значење када ништа не траје. Весело, не?
Било ми је драго што сам имао прилику да питам једног од водећих светских космолога о њеном погледу на све ово: „Како мислите да ће се свемир завршити?“ Питао сам је.
„С обзиром на енергије које познајемо и материју о којој знамо, “ каже она, „само ће се наставити ширити и ствари које су око ње ће на крају формирати црне рупе и временом ће зрачити и временом ће се проширити у разблажено ништавило. То је једна претпоставка. Занимљиво је, „каже она, „ тамо изгледа као да иде управо сада. “
Није потпуно другачији од Вооди-јевих страхова - иако без наговештаја Вооди Аллен-а. Пре нека врста космичке равнодушности. Али то не значи да је Рандалл неспособан за радост, да изрази шта је то што осећати узбуђење космичке свести. Када кажем да се плашим нашег незнања о 96 процената свемира, након што је проучавала то време, она је преузела још један став: „Ваљда мислим на то другачије“, каже она. „Претпостављам да мислим да је невероватно то што знамо колико и ми. Ми смо само људи заглавили на овој планети усред Сунчевог система. Невероватно је колико смо то смислили. И зашто би све требало бити попут нас да то можемо схватити? Чак и нешто једноставно попут сазнања какав ће бити биљни живот у Африци, тешко је учинити ако заиста не стигнете тамо, па се налазимо на овој једној локацији и невероватно је колико смо смислили »о местима - дубоком свемиру — Нисмо били и можда никада нећемо ићи.
То осећање перспективе - различитих димензија - импресионира са неким попут Рандалла. Дакле, можете замислити узбуђење (ненаучног) открића које сам осетио кад сам јој пронашао нову димензију - у либрету опере коју је написала. Да, Лиса Рандалл написала је оперу, названу Хипермусиц: Пролог, на позив Хецтор Парра, тада професора електроакустичне композиције на Музичком конзерваторију у Арагону у Шпанији. Опера је прво изведена у Помпидоу центру у Паризу, а потом у Барселони и, у одломцима, у месту Гуггенхеим у Њујорку.
Садржи одломке из њених књига, као и оригиналне текстове и веома је авангардан, али, истовремено, готово шокантно залуђен на веома старомодан начин.
Ево неколико тренутака:
Сопрано, лик Лизе Рандалл, улази у „ПЛАН 1“ питајући се:
- Овај предел ...?
Ова фаза за наше биће?
Где се налази?
Где се завршава?
Структуре подржавају постојање
Могу ли их наћи?
[или јесу]
Загонетке одавде никада нећу да дешифрујем.
Следи голи израз:
—Готово
Дисторзија.
Агонија.
(Морате да замислите ове речи драматизоване оперним сопраном.)
Али у „ПЛАНИ ИИИ: СТРАХ И НАДА“ претпоставка о додатним димензијама мења ствари:
- Овај корак - нова димензија -
узбуђује ме
изван свега што сам икада осетио.
Онда одједном у "Плане ИВА", ствари постану мало трошне ...
—Улазим у пету димензију ...
—Спаце
и време
живи су!
—Видим више—
Потпуни обим нашег универзума ... !!
Има још, али оставићу оперни текст са њена два ускличника.
ПЛАНЕ В завршава следећим:
—Како то делим са вама?
На неки начин, у оперној форми, нашла је средство за поделу оперних емоција, осећаја чуђења и страхопоштовања код доживљаја космоса. Додатне димензије у њеном уму. Рандалл нас не може довести до њеног визионарског нивоа, али она нам може пружити осећај колико је узбудљиво и застрашујуће и на крају испуњење таквих визија. Да будемо, рецимо, хиљаду процената живе.
