Питања су велика колико и свемир и (скоро) стара као и време: одакле сам дошао и зашто сам овде? То можда звучи као питање филозофа, али ако жудите за научнијим одговором, покушајте да питате козмолога.
Сличан садржај
- Ретки квартет квартара пронађен у раном универзуму
Ова грана физике је напорна у раду покушавајући да декодира природу стварности тако што ће математичке теорије упоредити са мноштвом доказа. Данас већина космолога сматра да је свемир настао током великог праска пре око 13, 8 милијарди година, а шири се све већом брзином. Космос је уткан у тканину коју називамо простор-вријеме, која је прожета космичком мрежом сјајних галаксија и невидљиве тамне материје.
Звучи помало чудно, али гомиле слика, експерименталних података и модела направљених деценијама могу да поткрепе овај опис. А како се у слику додају нове информације, космолози разматрају још дивљи начин да опишу свемир - укључујући неке чудне предлоге који су ипак укорењени у чврсту науку:
Да ли ће ова колекција ласера и огледала доказати да је свемир 2Д холограм? (Фермилаб) Универзум је холограм
Погледајте стандардни холограм, штампан на 2Д површини, и видећете 3Д пројекцију слике. Смањите величину појединих тачака које чине слику, а холограм постаје оштрији. Деведесетих година физичари су схватили да се овако нешто може догодити и са нашим универзумом.
Класична физика описује тканину простора-времена као четверодимензионалну структуру, са три димензије простора и једном временом. Ајнштајнова теорија опште релативности каже да би на свом најосновнијем нивоу та тканина требало да буде глатка и континуирана. Али то је било пре него што је квантна механика скочила на сцену. Иако је релативност сјајна за описивање свемира на видљивим размерама, квантна физика говори нам о начину на који ствари функционишу на нивоу атома и субатомских честица. Према квантним теоријама, ако испитате ткиво простора и времена довољно близу, то би требало да буде начињено од ситно ситних зрнаца информација, свака сто милијарди милијарди пута мања од протона.
Станфордски физичар Леонард Сусскинд и добитник Нобелове награде Герард 'т Хоофт представили су израчунавања која показују шта се дешава када покушате да комбинујете квантне и релативистичке описе простора-времена. Открили су да, математички гледано, тканина треба да буде 2Д површина, а зрно би требало да делује као тачкица у огромној космичкој слици, дефинишући "резолуцију" нашег 3Д универзума. Квантна механика такође нам говори да би та зрна требала да имају насумичне подрхтавања које могу повремено замаглити пројекцију и на тај начин их се може открити. Прошлог месеца физичари у Националној лабораторији за убрзање рада Ферми Министарства енергетике САД почели су сакупљати податке са високо осетљивим распоредом ласера и огледала званих Холометар. Овај инструмент је фино подешен како би покупио ситно кретање у простору-времену и открио да ли је у ствари зрнаст у најмањој скали. Експеримент би требало да прикупља податке најмање годину дана, тако да ћемо можда ускоро знати да ли живимо у холограму.
Универзум је компјутерска симулација
Као и заплет Матрика, можда живите у веома напредном рачунарском програму, а да га ни не знате. О некој верзији овог размишљања расправљало се давно прије него што је Кеану изговорио своје прво „вхоа“. Платон се питао да ли је свет какав ми перципирамо илузија, а савремени математичари се грчевито суочавају са разлогом јер је математика универзална - зашто није важно кад и где гледате, 2 + 2 увек мора бити једнак 4? Можда зато што је то основни део начина на који је универзум кодиран.
2012. су физичари са Универзитета у Вашингтону у Сијетлу рекли да ако живимо у дигиталној симулацији, можда постоји начин да то сазнамо. Стандардни рачунарски модели заснивају се на 3Д мрежи, а понекад сама мрежа генерише одређене аномалије у подацима. Ако је универзум огромна мрежа, покрети и дистрибуције честица високе енергије зване космичке зраке могу открити сличне аномалије - пропуст у Матриксу - и завирити у структуру решетке. Из МИТ-овог инжењера Сетх Ллоид из 2013. године је заснован интригантан концепт: Ако су простор-време направљени од квантних бита, свемир мора бити један огроман квантни рачунар. Наравно, оба појма стварају забрињавајући проблем: Ако је свемир компјутерски програм, ко или шта је написао код?
Активна супермасивна црна рупа у језгру галаксије Центаурус А избацује зраке у свемир. (ЕСО / ВФИ (видљиво); МПИфР / ЕСО / АПЕКС / А.Веисс и др. (Микроталасна); НАСА / ЦКСЦ / ЦфА / Р.Крафт и др. (Рендгенски) Универзум је црна рупа
Свака књига "Астрономије 101" ће вам рећи да је свемир избио за време великог праска. Али шта је постојало пре тог тренутка и шта је покренуло експлозију? Документ Никодема Поплавског за 2010. годину тада са Универзитета у Индиани направио је случај да је наш универзум фалсификован у заиста великој црној рупи.
Док се Степхен Хавкинг непрестано мијења, популарна дефиниција црне рупе је просторно-временско подручје толико густо да, након одређене тачке, ништа не може избјећи његово гравитацијско повлачење. Црне рупе настају када се густи пакети материје урушавају у себе, као што су током смрти посебно јаке звезде. Неке верзије једнаџби које описују црне рупе говоре да се компресована материја не урушава у потпуности у тачку - или јединственост - већ да одбија од себе, избацујући врућу и шибану материју.
Поплавски је смањио бројеве и установио да опажања облика и састава универзума одговарају математичкој слици црне рупе која се рађа. Почетни колапс био би једнак великом праску, а све у нама и око нас би се направило од охлађених, преуређених компоненти те испреплетене материје. Још боље, теорија сугерира да би све црне рупе у нашем универзуму могле и саме бити врата алтернативних стварности. Па како ћемо то тестирати? Овај модел заснован је на црним рупама које се окрећу, јер је та ротација део онога што спречава да се оригинална материја потпуно уруши. Поплавски каже да би у истраживањима галаксија требало да видимо одјек спина наслеђеног од наше „родитељске“ црне рупе, при чему се огромни кластери крећу у благом, али потенцијално препознатљивом, преферираном правцу.
Универзум је мехур у океану свемира
Још једна космичка загонетка настаје када размислите шта се догодило у првој нагибу секунде након великог праска. Мапе реликвијске светлости емитиране недуго након што се свемир родио говоре нам да је бебин простор-време експоненцијално расло у трен ока пре него што се смирило у сензационалнију брзину ширења. Овај процес, назван инфлација, прилично је популаран међу космолозима, а ове је године још више потакнуо потенцијалним (али још увијек непотврђеним) откривањем валовања у просторно-временском времену названим гравитацијским таласима, који би били продукти убрзаног раста.
Ако се потврди инфлација, неки теоретичари тврде да морамо живјети у мрачном мору више свемира. Неки од најранијих модела инфлације кажу да је пре великог праска простор-време садржавао оно што је познато као лажни вакуум, високоенергетско поље лишено материје и зрачења које је инхерентно нестабилно. Да би достигао стабилно стање, вакуум је почео да бубри попут лонца кључале воде. Са сваким балоном рађа се нови свемир, који ствара бескрајни мултиверсе.
Проблем са тестирањем ове идеје је што је космос смешно огроман - посматрајући свемир се протеже око 46 милијарди светлосних година у свим правцима - па чак ни наши најбољи телескопи не могу се надати да ће завирити у површину овог мехурја. Једна од могућности је, дакле, тражити било какве доказе да се наш свемир балон сударао са другим. Данас наше најбоље мапе светлосне светлости великог праска приказују необичну хладну тачку на небу која би могла бити „модрица“ од налета на космичког комшију. Или би то могао бити статистички случај. Тако је тим истраживача предвођен Царроллом Ваинвригхтом са калифорнијског Универзитета у Санта Црузу покренуо рачунарске моделе како би открио које би друге врсте трагова баналног судара оставиле у одјеку великог праска.
