https://frosthead.com

Отварање необичних портала из физике

У својој новој књизи Куцање на небеска врата, теоретичарка Универзитета Харвард Лиса Рандалл истражује како физика може трансформисати наше разумевање фундаменталне природе света. Она сматра да би могла постојати додатна димензија блиска нашој познатој стварности, скривена осим бизарног успоравања силе гравитације онако како је видимо. Такође размишља о саставу тамне материје, невидљивих честица које су обликовале раст целог космоса. Ове идеје, некада једине провинције белетристика, суочавају се са стварним тестовима у новој генерацији експеримената. Осетљиви детектори ионако њушкају за тамну материју, док најкомплекснија научна машина икада створена, Велики хадронски сударач (ЛХЦ), испод границе Швајцарске и Француске, разбија субатомске честице једна у другу готово брзином светлости.

Из ове приче

[×] ЗАТВОРИ

Физичарка Лиса Рандалл верује да може постојати додатна димензија блиска нашој познатој стварности, скривена осим бизарног пада снаге гравитације онако како је видимо. (Бостонски глобус преко Гетти Имагес-а)

Фото галерија

Сличан садржај

  • Лиса Рандалл Водич за галаксију
  • Тражите Неутриносе, Природне честице духова
  • Црна рупа реп

Који су били ваши главни циљеви за вашу нову књигу?
Један циљ био је описати науку која ме данас занима: физика која се догађа у ЛХЦ-у и трага за тамном материјом. Али хтео сам да разјасним и природу науке: шта значи бити исправно и погрешно, шта значи мерити и улоге неизвесности, ризика и креативности.

Да ли сматрате да је физичка заједница на ивици да пронађе нешто изванредно?
Свакако се надам. Имамо добру шансу [са ЛХЦ-ом] да видимо Хиггсову честицу, што нам говори како елементарне честице добијају масу. Остала дубока питања укључују просторно-временску симетрију и постоје ли додатне димензије. Заиста имамо шансе да упаднемо у те теме.

Овде постоји пуно бизарних идеја, од теорије струна до "мезге" додатних димензија одмах поред наше. Зашто бисмо ове идеје требали посматрати више него фантастичне конструкције?
Свакако не тражим од никога да верује у било коју од идеја које презентујем. То је део поанте књиге: наука наставља, а ми систематски завршимо са новим идејама и објашњењима, идући од људских размера које смо веома познати, до скала које су толико удаљене да је тешко имати интуицију о њима. Наука је такође процес који се исправља, нешто што очекујем да ће се догодити са недавном најавом неутрина који се могу кретати брже од брзине светлости.

Можете ли описати суштину ваше идеје о додатним димензијама?
Свемиру би могло бити више од три димензије које смо упознати. Они су скривени од нас на неки начин, можда зато што су ситни или искривљени. Али чак и ако су невидљиви, они би могли утицати на оно што ми у универзуму заправо посматрамо. Постоји пуно ствари које не можемо видјети голим оком, а за које се испостави да су засноване у стварности.

Додатне димензије могу бити релевантне за једно од питања на која покушавамо одговорити у ЛХЦ-у: како честице добијају своју масу и зашто имају масе које раде, а које су далеко мање него што би их физичари очекивали. Дакле, наша идеја је да постоји додатна димензија која је толико искривљена, масе би биле велике на једном месту, а мале на другом. Другим речима, гравитација би на једном месту могла бити слабија, а на другом јача. Ако је то случај, то би могло бити природно објашњење и зашто су честице масе оно што јесу, и зашто је гравитација толико слабија од осталих елементарних сила које опажамо.

Ова додатна димензија могла би се одвојити од наше за милион билиона трилијунта центиметра. Да ли је ово паралелни, али неприступачни универзум?
Интеракција је с нашим димензијама само путем гравитације. А гравитација је изузетно слаба. Елементарна честица код обичних енергија делује занемарљиво гравитационом силом. Али у ЛХЦ-у, да је та идеја тачна, видели бисмо доказе о тој додатној димензији. Честице би могле да унесу замах у додатну димензију, а то би заправо могло бити видљиво.

Али то није нешто што мислите као "паралелни универзум?"
Технички гледано, да, могао би постојати паралелно с нашим универзумом. Али то није само копија копије нашег свемира, на што многи људи помисле када чују ту фразу.

Ако физичари пронађу чврсте доказе о додатним димензијама, како би то утицало на наш поглед на универзум и наше место у њему?
Можете имати врло егзотичне основне појаве, али оне би и даље биле у складу са уобичајеним правилима која познајемо. На неком нивоу то ништа не мења. Међутим, то значи да на неком дубоком подлози постоји много богатији свемир. Само је чудесна ствар знати од чега се састоји наш универзум.

Ви описујете ЛХЦ као "изванредно достигнуће."
Технолошки, то је турнеја на силу. Чињеница да ова ствар функционише је невероватна. Тражимо веома ретке догађаје, тако да вам је потребна врло прецизна, веома добро схваћена машина да бисте их направили и детектори да би разумели шта видите. Потребна вам је екстремна количина енергије усредсређена на врло малени регион да би се ови судари догодили што омогућава поткомпонентама протона - кварковима и глуонима да се директно сударају. А кад то ураде, могу да праве нове облике тежих материја.

Многи су се плашили да ће ЛХЦ створити црну рупу која прождире планету.
Научници су то схватили врло озбиљно и одбацили су ову могућност не само теоретски, већ и гледајући сударе космичких зрака који стварају исту врсту енергије. Живимо у свету у којем постоји много ризика, и крајње је време да почнемо озбиљно да схватамо оне о којима бисмо требали да се бринемо. Физичари су показали да ово посебно није ризик.

Нудите праву расправу о религији и њеној компатибилности са науком. Зашто сте одлучили проширити ту тему?
Скоро да сам морао у књизи под називом Куцање на небеска врата . Али постоји стварна конфузија око тога шта значи бити исправно и погрешно - разлика између духовних веровања и онога што је наука. Осјетио сам да је важно да објасним те разлике ако бих хтео да објасним науку. Желео сам озбиљно схватити различите погледе на универзум које људи имају, али да кажем да заиста постоје разлике.

Написали сте: "Религијски део вашег мозга не може истовремено да делује као научни. Они су једноставно неспојиви."
Кад кажем да су неспојиве, мислим на нешто врло специфично: Духовно уверење засновано на нечему што се не заснива на стварном материјалу или узроку и последици - начинима на које научно разумемо - је другачије од науке. То је врло специфична изјава.

Када разговарате са јавном публиком, која вас популарна заблуда о физици највише погађа?
Покушаваш да ме доведеш у невољу! То је вероватно прекомерна примена квантне механике. Људи мисле да то објашњава ствари које се не могу. Постоји пуно мистерија о квантној механици, али углавном настају у веома детаљним мерењима у контролисаним подешавањима.

Описали сте ЛХЦ-ове џиновске детекторе као уметничка дела. Да ли је испитивање природе универзума једнако естетско настојање колико и научно?
Уметност и наука привлаче неке исте креативне нагоне. Постоји уважавање нечега већег од нас самих, за које мислим да се и уметност и наука баве. Међутим, у науци можете имати лепу идеју, а може бити и погрешно - не зато што је математички недоследна, већ зато што се у свету не остварује.

Написали сте текст за оперу, "Хипермусицни пролог: Пројективна опера у седам планета", која је премијерно приказана 2009. године у Центру Помпидоу у Паризу. Како је то настало?
Складатељ [Хецтор Парра] писао ми је да питам желим ли се укључити. Била је то занимљива прилика да се на нови начин истражи раскрсница уметности и науке. Уметност се често одражава на идеје времена. Тако сам заиста волео да радим са уметницима који то цене и који су науку уградили у нову ствар - али не само на начин који је копирају. Било је великих креативних изазова, попут тога како представљате веће димензије на позорници.

Опера је имала двоструку улогу, минималистички сценски дизајн са апстрактним пројекцијама и партитуром која је на неким местима измењена дигитално. Седећи у публици сигурно је за вас било прилично искуство.
Радим на оловци и папиру или на компјутеру, тако да сам заправо имао фантастичне певаче који певају моје речи, у пратњи музичара и предивног сета. Делови који су се кретали између надсвемдимензионалног света и нашег света били су заиста сјајни. Хектор је мислио [моје истраживање] ће му дати увид у начине стварања различитих врста музике, и заиста је то учинио. Мислим да су од мене тражили да уложим више физике него што бих то идеално желео, а на крају је музика била веома апстрактна. Међутим, то је била сјајна музика, и било је тренутака који су били заиста прекрасни.

У наслову и тексту књиге стварате разигране музичке референце, од полиције и Сузанне Веге до Битлса и Боба Дилана. Да ли сте велики обожавалац музике?
Имам ту чудесну способност где се речи залепе у моју главу, па чујем песму и пуно пута се аутоматски догоди да касније употребим текст. Можда није првотна намера речи, али понекад се лепо уклапају у оно што покушавам да кажем.

Шта је следеће за вас у науци?
Истражио сам идеје које односе тамну материју на обичну материју. Постоји невероватна чињеница да је енергија коју тамна материја носи у свемиру око шест пута већа од енергије коју носи обична материја. Питање је, зашто је то тако? [Омјер] је могао бити потпуно другачији. Дакле, гледам на који се начин могу повезати две врсте материје, што би објаснило случајност.

Отварање необичних портала из физике