Oke nke physics na nnwale anụ ahụ

Otu narị afọ gara aga, ọnọdụ na physics bụ kpọmkwem ihe megidere nke taa. N'aka ndị ọkà mmụta sayensị bụ nsonaazụ nke nnwale ndị a nwapụtara na-emegharị ugboro ugboro, nke, Otú ọ dị, a naghị akọwakarị ya site na iji echiche anụ ahụ dị adị. Ahụmahụ n'ụzọ doro anya tupu tiori. Theorist aghaghị ịrụ ọrụ.

Ugbu a, itule na-adabere n'ebe theorists nke ụdị ndị dị nnọọ iche na ihe a na-ahụ na o kwere omume nnwale dị ka string theory. Ọ dịkwa ka ọ na-enwekwu nsogbu ndị a na-edozibeghị na physics (1).

1. Ihe kachasị mkpa nke oge a na nsogbu na physics - visualization

Ọkachamara physics nke Poland a ma ama, Prof. Andrzej Staruszkiewicz n'oge arụmụka "oke nke ihe ọmụma na Physics" na June 2010 na Ignatianum Academy na Krakow kwuru: “Akụkụ nke ihe ọmụma etoola nke ukwuu n'ime narị afọ gara aga, ma ngalaba amaghị ama etoola ọbụna karịa. (...) Nchọpụta nke izugbe relativity na quantum mechanics bụ nnukwu mmezu nke echiche mmadụ, ma e jiri ya tụnyere nke Newton, ma ha na-eduga na ajụjụ nke mmekọrịta dị n'etiti ihe owuwu abụọ a, ajụjụ nke ọnụ ọgụgụ nke mgbagwoju anya na-awụ akpata oyi n'ahụ. N'ọnọdụ a, ajụjụ na-ebilite: ànyị nwere ike ime ya? Mkpebi siri ike na ọchịchọ anyị ime ịghọta eziokwu ahụ hà ga-ekwekọ n’ihe isi ike ndị anyị na-eche ihu?”

Nnwale stalemate

Ruo ọtụtụ ọnwa ugbu a, ụwa physics anọwo na-ekwo ekwo karịa ka ọ na-emebu na-enwe arụmụka karịa. N'akwụkwọ akụkọ Nature, George Ellis na Joseph Silk bipụtara otu isiokwu na-agbachitere iguzosi ike n'ezi ihe nke physics, na-akatọ ndị na-adịwanye njikere ibigharị nnwale iji nwalee chepụtara cosmological kachasị ọhụrụ ruo mgbe ebighi ebi "echi". Ekwesịrị iji "ịma mma zuru oke" na uru nkọwa mara ha. "Nke a na-emebi ọdịnala sayensị nke narị afọ gara aga na ihe ọmụma sayensị bụ ihe ọmụma pụtara ìhè n'ụzọ doro anya," ndị ọkà mmụta sayensị na-agba égbè. Eziokwu ndị ahụ na-egosi n'ụzọ doro anya "nnwale nnwale" na physics ọgbara ọhụrụ.

Echiche kachasị ọhụrụ gbasara ọdịdị na nhazi nke ụwa na Eluigwe na Ala, dịka iwu, enweghị ike ịnwapụta site na nnwale dị n'aka ụmụ mmadụ.

Site n'ịchọpụta Higgs boson, ndị ọkà mmụta sayensị 'emechaala' Standard Model. Agbanyeghị, ụwa nke physics enweghị afọ ojuju. Anyị maara maka quarks na lepton niile, mana anyị enweghị echiche ka anyị ga-esi mee ka nke a dị n'otu na tiori Einstein nke ike ndọda. Anyị amaghị ka esi ejikọta sistemu quantum na ike ndọda iji mepụta echiche echiche nke nnukwu ike ndọda. Anyị amaghịkwa ihe Big Bang bụ (ma ọ bụ ọ bụrụ na ọ mere n'ezie!) (2).

Ugbu a, ka anyị kpọọ ya ndị ọkà mmụta sayensị oge gboo, nzọụkwụ ọzọ na-esote Standard Model bụ supersymmetry, nke na-ebu amụma na ihe ọ bụla elementrị nke anyị maara nwere "onye mmekọ".

Nke a na-eme ka ọnụ ọgụgụ ihe wuo ụlọ okpukpu abụọ, mana echiche ahụ dabara nke ọma n'usoro mgbakọ na mwepụ na, nke dị mkpa, na-enye ohere iji kpughee ihe omimi nke ihe gbara ọchịchịrị. Ọ na-anọgide naanị ichere nsonaazụ nnwale na Large Hadron Collider, nke ga-akwado ịdị adị nke ihe irighiri ihe.

Otú ọ dị, ọnwebeghị nchọpụta dị otú ahụ a nụbeghị site na Geneva. N'ezie, nke a bụ naanị mmalite nke ụdị ọhụrụ nke LHC, na-enwe mmetụta ike ugboro abụọ (mgbe mmezi na nkwalite na nso nso a). N'ime ọnwa ole na ole, ha nwere ike na-agbapụ champagne corks n'ememe nke supersymmetry. Otú ọ dị, ọ bụrụ na nke a emeghị, ọtụtụ ndị ọkà mmụta sayensị kwenyere na a ga-eji nwayọọ nwayọọ wepụ echiche nke supersymmetric, yana superstring, bụ nke dabeere na supersymmetry. Maka na ọ bụrụ na nnukwu Collider akwadoghị echiche ndị a, gịnịzi?

Otú ọ dị, e nwere ụfọdụ ndị ọkà mmụta sayensị na-echeghị otú ahụ. N'ihi na tiori nke supersymmetry dị oke "mara mma na-ezighị ezi."

Ya mere, ha bu n'obi ịtụgharị uche n'ihe ha nhata iji gosi na ọnụ ọgụgụ nke ụmụ irighiri ihe dị elu na-anọghị na nso nke LHC. The theorists bụ nnọọ eziokwu. Ụdị ha dị mma n'ịkọwa ihe dị iche iche enwere ike tụọ na nyochaa na nnwale. Ya mere, mmadụ nwere ike ịjụ ihe mere anyị ga-eji wepụ mmepe nke echiche ndị ahụ anyị (ma) enweghị ike ịmata n'ụzọ doro anya. Nke a ọ bụ ụzọ ezi uche dị na ya na nke sayensị?

eluigwe na ala si ihe ọ bụla

Sayensị okike, ọkachasị physics, dabere na naturalism, ya bụ, na nkwenye na anyị nwere ike iji ike okike kọwaa ihe niile. A na-ebelata ọrụ nke sayensị n'ịtụle mmekọrịta dị n'etiti ọnụọgụ dị iche iche na-akọwa ihe omume ma ọ bụ ụfọdụ ihe owuwu dị na okike. Physics anaghị emeso nsogbu ndị a na-apụghị ịkọwa na mgbakọ na mwepụ, nke a na-apụghị ikwughachi. Nke a bụ, n'etiti ihe ndị ọzọ, ihe kpatara ya ịga nke ọma. Nkọwa mgbakọ na mwepụ e ji egosipụta ihe ndị dị n'okike egosila na ọ dị nnọọ irè. Mmezu ndị sayensị sitere n'okike rụpụtara n'ozuzu nke nkà ihe ọmụma ha. E kere ntụziaka ndị dị ka nkà ihe ọmụma ma ọ bụ nkà mmụta sayensị, bụ nke bufere nsonaazụ nke sayensị okike, nwetara tupu njedebe nke narị afọ nke XNUMX, n'ime nkà ihe ọmụma.

O yiri ka anyị nwere ike ịmara ụwa dum, na e nwere mkpebi zuru oke na okike, n'ihi na anyị nwere ike ikpebi otú mbara ala ga-esi na-agagharị na ọtụtụ nde afọ, ma ọ bụ otú ha si kwaga ọtụtụ nde afọ gara aga. Ihe ndị a rụzuru welitere mpako nke mere ka uche mmadụ pụta ìhè. Ruo n'ókè doro anya, usoro ihe okike na-akpalite mmepe nke sayensị okike ọbụna taa. Otú ọ dị, e nwere ụfọdụ isi ihe mbelata nke yiri ka ọ na-egosi njedebe nke usoro okike.

Ọ bụrụ na Eluigwe na Ala na-ejedebe oke ma bilie "site na ihe ọ bụla" (3), na-emebighị iwu nke nchekwa ike, dịka ọmụmaatụ, dịka mgbanwe, mgbe ahụ ọ dịghị mgbanwe ọ bụla na ya. Ka ọ dịgodị, anyị na-ekiri ha. N'ịgbalị idozi nsogbu a na ndabere nke physics quantum, anyị na-abịa na nkwubi okwu na ọ bụ naanị onye na-ekiri ihe na-eme ka o kwe omume ịdị adị nke ụwa dị otú ahụ. Ọ bụ ya mere anyị ji na-eche ihe mere e ji kee otu ahụ anyị bi na ya site n’ọtụtụ mbara igwe dị iche iche. Yabụ na anyị na-abịa na nkwubi okwu na ọ bụ naanị mgbe mmadụ pụtara n'ụwa, ụwa - dịka anyị na-ahụ - “ghọrọ” n'ezie.

Kedu ka nha nha si emetụta ihe ndị mere otu ijeri afọ gara aga?

4. Wheeler nnwale - anya

Otu n'ime ndị ọkà mmụta sayensị ọgbara ọhụrụ, John Archibald Wheeler, tụpụtara ụdị oghere nke nnwale mgbawa abụọ a ma ama. N'ichepụta echiche ya, ìhè sitere na quasar, otu ijeri ìhè afọ dị anya site na anyị, na-aga n'akụkụ abụọ nke ụyọkọ kpakpando (4). Ọ bụrụ na ndị na-ekiri ihe na-ekiri nke ọ bụla n'ime ụzọ ndị a iche iche, ha ga-ahụ foton. Ọ bụrụ na ha abụọ n'otu oge, ha ga-ahụ ebili mmiri. Yabụ na omume nke ịhụ na-agbanwe ọdịdị nke ìhè hapụrụ quasar otu ijeri afọ gara aga!

Maka Wheeler, nke a dị n'elu na-egosi na eluigwe na ala enweghị ike ịdị n'echiche anụ ahụ, ma ọ dịkarịa ala n'echiche nke anyị maara na anyị ghọtara "ọnọdụ anụ ahụ." Ọ nweghị ike ime n'oge gara aga, ruo mgbe ... anyị ewerela nha. Ya mere, akụkụ anyị dị ugbu a na-emetụta oge gara aga. Site na nlebanya, nchọpụta na nha anyị, anyị na-akpụzi ihe omume nke oge gara aga, n'ime oge, ruo ... mmalite nke Eluigwe na Ala!

Neil Turk nke Perimeter Institute dị na Waterloo, Canada, kwuru na mbipụta nke New Scientist nke July na “anyị apụghị ịghọta ihe anyị na-achọta. Ozizi na-aghọwanye mgbagwoju anya na ọkaibe. Anyị na-atụba onwe anyị n'ime nsogbu nke ubi na-esochi, akụkụ na symmetries, ọbụlagodi na iji wrench, mana anyị enweghị ike ịkọwa eziokwu kachasị mfe. " O doro anya na ọtụtụ ndị ọkà mmụta sayensị na-ewe iwe site n'eziokwu ahụ bụ na njem ndị ọkà mmụta sayensị nke oge a, dị ka ihe ndị dị n'elu ma ọ bụ echiche superstring, enweghị ihe jikọrọ ya na nnwale ndị a na-eme ugbu a na ụlọ nyocha, ọ dịghịkwa ụzọ ọ bụla iji nwalee ha na nnwale.

N'ime ụwa quantum, ịkwesịrị ile anya karịa

Dị ka onye nwetara ihe nrite Nobel Richard Feynman kwuru n'otu oge, ọ dịghị onye ghọtara n'ezie ụwa quantum. N'adịghị ka ezi ochie Newtonian ụwa, nke mmekọrịta nke abụọ ozu na ụfọdụ ọtụtụ na-gbakọọ site equations, na quantum mechanics anyị nwere equations nke ha na-adịghị nke ukwuu na-eso, ma bụ n'ihi nke iju omume hụrụ na nnwale. Ihe ndị dị na physics quantum ekwesịghị ijikọ ya na ihe ọ bụla "anụ ahụ", na omume ha bụ ngalaba nke oghere dị iche iche na-adịghị ahụkebe nke a na-akpọ Hilbert space.

Enwere mgbanwe ndị nha Schrödinger kọwara, mana ihe kpatara na amabeghị kpọmkwem. Enwere ike ịgbanwe nke a? Ọ ga-ekwe omume ịnweta iwu quantum site na ụkpụrụ nke physics, dị ka ọtụtụ iwu na ụkpụrụ, dịka ọmụmaatụ, gbasara mmegharị ahụ na mbara mbara igwe, sitere na ụkpụrụ Newton? Ndị ọkà mmụta sayensị sitere na Mahadum Pavia dị n'Ịtali Giacomo Mauro D'Ariano, Giulio Ciribella na Paolo Perinotti na-arụ ụka na a pụrụ ịchọpụta ọbụna ihe dị iche iche nke quantum phenomena nke doro anya na-emegide ọgụgụ isi n'ime nnwale ndị a pụrụ ịtụte atụ. Naanị ihe ị chọrọ bụ echiche ziri ezi - Ikekwe nghọtahie nke mmetụta quantum bụ n'ihi echiche zuru oke banyere ha. Dị ka ndị ọkà mmụta sayensị ahụ e hotara na mbụ na New Scientist si kwuo, nnwale ndị bara uru na ndị a pụrụ ịtụtụrụ na quantum mechanics aghaghị izute ọtụtụ ọnọdụ. Nke a:

• ihe kpatara ya - ihe omume n'ọdịnihu enweghị ike imetụta ihe ndị gara aga;
• iche iche - na-ekwu na anyị ga-enwe ike ikewapụ onwe anyị dị ka iche;
• mejupụtara - ọ bụrụ na anyị maara usoro niile nke usoro ahụ, anyị maara usoro ahụ dum;
• mkpakọ - enwere ụzọ iji nyefee ozi dị mkpa gbasara mgbawa na-enweghị ịnyefe mgbawa dum;
• tomography - ọ bụrụ na anyị nwere usoro nke nwere ọtụtụ akụkụ, ọnụ ọgụgụ nke nha site na akụkụ zuru ezu iji kpughee ọnọdụ nke usoro dum.

Ndị Ịtali chọrọ ịgbasa ụkpụrụ nke ịdị ọcha, echiche sara mbara, na ime nnwale ndị bara uru iji gụnyekwa enweghị ike ịgbanwe ihe omume thermodynamic na ụkpụrụ nke uto entropy, nke na-adịghị amasị ndị ọkà mmụta sayensị. Ikekwe n'ebe a kwa, ihe nleba anya na nha na-emetụta ihe ndị dị n'echiche nke dị warara nke ukwuu ịghọta usoro dum. “Eziokwu bụ́ isi nke ozizi quantum bụ na a pụrụ ime mgbanwe ndị na-eme mkpọtụ na-apụghị ịgbanwe agbanwe site n’ịgbakwunye nhazi ọhụrụ na nkọwa ahụ,” ka ọkà mmụta sayensị Italy bụ́ Giulio Ciribella na-ekwu n’ajụjụ ọnụ ya na New Scientist gbara.

N'ụzọ dị mwute, skeptics na-ekwu, na "nhicha" nke nnwale na a sara mbara nha anya nwere ike iduga a ọtụtụ-ụwa hypothesis nke ọ bụla pụta ga-ekwe omume na nke ndị ọkà mmụta sayensị, na-eche na ha na-atụ ziri ezi N'ezie nke ihe omume, nanị "họrọ" a. ụfọdụ continuum site n'ịtụ ha.

5. Oge aka n'ụdị aka elekere

Ọ dịghị oge?

Echiche nke ihe a na-akpọ Arrows of time (5) bụ onye Britain na-agụ kpakpando bụ Arthur Eddington webatara na 1927. Àkụ áká a na-egosi oge, nke na-aga mgbe nile n'otu ụzọ, ya bụ site n'oge gara aga ruo n'ọdịnihu, na usoro a enweghị ike ịgbanwe. Stephen Hawking, n'akwụkwọ akụkọ ya bụ A Brief History of Time, dere na nsogbu na-abawanye ka oge na-aga n'ihi na anyị na-atụle oge n'ụzọ ọgba aghara na-abawanye. Nke a ga-apụta na anyị nwere nhọrọ - anyị nwere ike, dịka ọmụmaatụ, buru ụzọ hụ iberibe iko gbajiri agbaji gbasasịa n'ala, mgbe ahụ, oge mgbe iko ahụ dara n'ala, mgbe ahụ iko na ikuku, na n'ikpeazụ n'aka. nke onye na-ejide ya. Enweghị iwu sayensị na "akụ ọgụgụ isi nke oge" ga-aga n'otu ntụziaka ahụ dị ka akụ thermodynamic, na entropy nke usoro ahụ na-abawanye. Otú ọ dị, ọtụtụ ndị ọkà mmụta sayensị kwenyere na nke a bụ n'ihi na mgbanwe dị ike na-eme n'ụbụrụ mmadụ, dị ka ndị anyị na-ahụ n'okike. Ụbụrụ nwere ike ime ihe, ileba anya na iche echiche, n'ihi na "engine" mmadụ na-ere ọkụ-nri na, dị ka n'ime engine combustion, usoro a agaghị agbanwe agbanwe.

Otú ọ dị, enwere ikpe mgbe, mgbe ị na-ejigide otu ntụziaka nke akụ nke oge uche, entropy ma na-abawanye ma na-ebelata na usoro dị iche iche. Dịka ọmụmaatụ, mgbe ị na-echekwa data na ebe nchekwa kọmputa. Modul ebe nchekwa dị na igwe na-aga site na steeti enweghị usoro gaa n'usoro ide diski. Ya mere, entropy dị na kọmpụta na-ebelata. Otú ọ dị, ọkà mmụta sayensị ọ bụla ga-ekwu na site n'echiche nke eluigwe na ala n'ozuzu ya - ọ na-eto eto, n'ihi na ọ na-ewe ike iji dee na diski, na ike a na-ekpochapụ n'ụdị okpomọkụ nke igwe na-emepụta. Ya mere, e nwere obere "psychological" na-eguzogide iwu nke physics guzobere. Ọ na-esiri anyị ike iche na ihe na-apụta na mkpọtụ sitere na fan dị mkpa karịa ndekọ nke ọrụ ma ọ bụ uru ọzọ na ebe nchekwa. Gịnị ma ọ bụrụ na mmadụ edee na PC ha arụmụka nke ga-akwatu physics ọgbara ọhụrụ, nkwupụta ike dị n'otu, ma ọ bụ Theory of All? Ọ ga-esiri anyị ike ịnakwere echiche bụ́ na, n'agbanyeghị nke a, ọgba aghara n'ozuzu ya amụbawo.

Laa azụ na 1967, akara Wheeler-DeWitt pụtara, nke sitere na ya na-esote oge ahụ adịghị adị. Ọ bụ mbọ ijikọ mgbakọ na mwepụ echiche nke arụ ọrụ quantum na mmekọrịta izugbe, nzọụkwụ n'ihu n'echiche nke ike ndọda, ya bụ. Theory nke ihe niile chọrọ ndị ọkà mmụta sayensị niile. Ọ bụ n'afọ 1983 ka ndị ọkà mmụta sayensị Don Page na William Wutters nyere nkọwa na enwere ike ịgbanahụ nsogbu oge site n'iji echiche nke mgbagwoju anya. Dị ka echiche ha si dị, ọ bụ naanị ihe onwunwe nke usoro akọwapụtaralarị nwere ike ịlele. Site n'echiche mgbakọ na mwepụ, atụmatụ a pụtara na elekere anaghị arụ ọrụ dịpụrụ adịpụ na sistemụ ma malite naanị mgbe ọ jikọtara ya na ụwa ụfọdụ. Otú ọ dị, ọ bụrụ na mmadụ lere anyị anya site na mbara igwe ọzọ, ha ga-ahụ anyị dị ka ihe na-agbanwe agbanwe, na ọbịbịa ha na-abịakwute anyị ga-akpata mgbagwoju anya ma mee ka anyị nwee mmetụta nke oge.

Echiche a bụ ntọala nke ọrụ ndị ọkà mmụta sayensị sitere na ụlọ ọrụ nyocha dị na Turin, Italy. Ọkachamara physicist Marco Genovese kpebiri iwupụta ihe atụ nke na-echebara nkọwapụta nke ntinye nke quantum. Ọ ga-ekwe omume ịmegharị mmetụta anụ ahụ nke na-egosi izi ezi nke echiche a. Emeela ihe nlereanya nke Eluigwe na Ala, nke nwere foto abụọ.

Otu ụzọ gbakwasara-n'ụzọ kwụ ọtọ, ma nke ọzọ kwụ n'ahịrị. Ọnọdụ quantum ha, ya mere polarization ha, bụ nke a na-achọpụta ya site na usoro nyocha. Ọ na-apụta na ruo mgbe nlebanya nke na-ekpebi usoro ntụaka ga-eru, fotons nọ n'ogo oge gboo, ya bụ. a na-atụgharị ha ma kwụ ọtọ ma kwụ n'ahịrị. Nke a pụtara na onye na-ekiri ihe na-agụ elekere na-ekpebi njikọ nke quantum nke na-emetụta eluigwe na ụwa nke ọ na-aghọ akụkụ ya. Onye na-ekiri ihe dị otú ahụ ga-enwe ike ịhụta ngbanwe nke foton na-aga n'ihu dabere na ike nke quantum.

Echiche a na-adọrọ adọrọ n'ihi na ọ na-akọwa ọtụtụ nsogbu, ma ọ na-eduga ná mkpa maka "onye na-ekiri ihe" nke ga-adị elu karịa mkpebi niile ma na-achịkwa ihe niile n'ozuzu ya.

6. Multiverse - visualization

Ihe anyị na-ahụ na ihe anyị na-aghọta n'ụzọ doro anya dị ka "oge" bụ n'ezie ngwaahịa nke mgbanwe zuru ụwa ọnụ nke a na-atụ aro na ụwa gbara anyị gburugburu. Ka anyị na-abanye n'ime ụwa nke atọm, protons na photon, anyị na-aghọta na echiche nke oge na-adị ntakịrị ma na-adịchaghị mkpa. Dị ka ndị ọkà mmụta sayensị si kwuo, elekere nke na-eso anyị kwa ụbọchị, site n'echiche anụ ahụ, anaghị atụle akụkụ ya, kama ọ na-enyere anyị aka ịhazi ndụ anyị. Maka ndị maara echiche Newtonian nke oge zuru ụwa ọnụ na oge niile, echiche ndị a na-awụ akpata oyi n'ahụ. Mana ọ bụghị naanị ndị omenala sayensị anaghị anabata ha. Onye ọkà mmụta sayensị a ma ama bụ́ Lee Smolin, bụ́ onye anyị kwuru na mbụ dị ka otu n’ime ndị nwere ike inweta Nrite Nobel nke afọ a, kwenyere na oge dị adị nakwa na ọ dị adị. Otu oge - dị ka ọtụtụ ndị ọkà mmụta sayensị - ọ rụrụ ụka na oge bụ echiche efu.

Ugbu a, n'akwụkwọ ya bụ Reborn Time, o nwere echiche dị nnọọ iche banyere physics ma katọọ ozizi ụdọ a ma ama na mpaghara sayensị. Dị ka ya si kwuo, multiverse adịghị adị (6) n'ihi na anyị bi n'otu eluigwe na ala na n'otu oge. Ọ kwenyere na oge bụ ihe kachasị mkpa yana na ahụmahụ anyị nke eziokwu nke oge a abụghị ihe efu, ma isi ihe na-aghọta ihe bụ isi ọdịdị nke eziokwu.

Entropy efu

Sandu Popescu, Tony Short, Noah Linden (7) na Andreas Winter kọwara ihe ha chọpụtara na 2009 n'akwụkwọ akụkọ Physical Review E, nke gosiri na ihe na-enweta nha nhata, ya bụ ọnọdụ nkesa ike n'otu, site n'itinye steeti nke quantum entanglement na ha. gburugburu. N'afọ 2012, Tony Short gosipụtara na ntinye aka na-akpata oge nhata. Mgbe ihe na-emekọrịta ihe na gburugburu ebe obibi, dị ka mgbe ihe dị n'ime iko kọfị na-adaba na ikuku, ozi gbasara ihe onwunwe ha "na-adapụ" n'èzí wee ghọọ "na-agbaji" na gburugburu ebe obibi. Ọnwụ nke ozi na-eme ka ọnọdụ kọfị ahụ kwụsị, ọbụlagodi na ọnọdụ ịdị ọcha nke ụlọ ahụ dum na-aga n'ihu na-agbanwe. Dị ka Popescu si kwuo, ọnọdụ ya na-akwụsị ịgbanwe ka oge na-aga.

7. Noah Linden, Sandu Popescu na Tony Short

Ka ọnọdụ ịdị ọcha nke ime ụlọ ahụ na-agbanwe, kọfị nwere ike ịkwụsị na mberede na-agwakọta ikuku wee banye n'ọnọdụ dị ọcha nke ya. Otú ọ dị, e nwere ọtụtụ steeti gwakọtara na gburugburu ebe obibi karịa ka enwere steeti dị ọcha maka kọfị, ya mere ọ fọrọ nke nta ka ọ bụrụ na ọ dịghị eme. Ihe ndekọ ọnụ ọgụgụ a na-apụghị ime eme na-enye echiche na akụ nke oge agaghị agbanwe agbanwe. Nsogbu nke akụ nke oge na-agbaji site na arụ ọrụ quantum, na-eme ka o sie ike ịchọpụta ọdịdị.

Ihe nrịbama nke elementrị enweghị ezigbo akụrụngwa anụ ahụ ma ekpebie ya naanị site na ohere nke ịnọ na steeti dị iche iche. Dịka ọmụmaatụ, n'oge ọ bụla, urughuru nwere ike inwe ohere 50 pasent nke ịtụgharị n'akụkụ elekere yana ohere pasent 50 nke ịtụgharị n'akụkụ nke ọzọ. Theorem, nke mere ka ahụmahụ nke physicist John Bell sikwuo ike, na-ekwu na ezi ọnọdụ nke irighiri ihe adịghị adị nakwa na a na-ahapụ ha ka ihe puru omume na-eduzi.

Mgbe ahụ ọnụọgụ ejighị n'aka na-eduga na mgbagwoju anya. Mgbe ụmụ irighiri ihe abụọ na-emekọrịta ihe, enweghị ike ịkọwapụta ha n'onwe ha, na-emepe emepe n'onwe ha nke a maara dị ka steeti dị ọcha. Kama nke ahụ, ha na-aghọ akụkụ dị mgbagwoju anya nke nkesa puru omume dị mgbagwoju anya nke akụkụ abụọ ahụ na-akọwa ọnụ. Nkesa a nwere ike ikpebi, dịka ọmụmaatụ, ma ụmụ irighiri ihe ga-atụgharị n'akụkụ nke ọzọ. Usoro ahụ n'ozuzu ya dị na steeti dị ọcha, ma ọnọdụ nke ihe ndị dị n'otu n'otu na-ejikọta ya na ihe ọzọ.

Ya mere, ha abụọ nwere ike ịgafe ọtụtụ afọ ọkụ dị iche iche, na ntụgharị nke ọ bụla ga-anọgide na-ejikọta ya na nke ọzọ.

Ozizi ọhụrụ nke akụ nke oge na-akọwa nke a dị ka mfu nke ozi n'ihi quantum entanglement, nke na-eziga otu iko kọfị n'ime nguzozi na ụlọ gbara ya gburugburu. N'ikpeazụ, ọnụ ụlọ ahụ ruru nha nha na gburugburu ya, ma ya, n'aka nke ya, ji nwayọọ nwayọọ na-abịarute nha nha na mbara igwe ndị ọzọ. Ndị ọkà mmụta sayensị ochie bụ ndị na-amụ thermodynamics lere usoro a anya dị ka nkwụsị nke ume nke nta nke nta, na-amụba entropy nke eluigwe na ala.

Taa, ndị ọkà mmụta sayensị kwenyere na ozi na-agbasawanyewanye, ma ọ dịghị mgbe ọ ga-apụ n'anya kpamkpam. Ọ bụ ezie na entropy na-abawanye na mpaghara, ha kwenyere na ngụkọta entropy nke eluigwe na ala na-adịgide adịgide na efu. Agbanyeghị, otu akụkụ nke akụ oge ka edozibeghị. Ndị ọkà mmụta sayensị na-arụ ụka na ike nke mmadụ icheta ihe gara aga, ma ọ bụghị n'ọdịnihu, nwekwara ike ịghọta dị ka nguzobe nke mmekọrịta n'etiti mmekọrịta ụmụ irighiri. Mgbe anyị na-agụ ozi na mpempe akwụkwọ, ụbụrụ na-agwa ya okwu site na foton na-eru n'anya.

Naanị site ugbu a gaa n'ihu ka anyị nwere ike icheta ihe ozi a na-agwa anyị. Popescu kwenyere na ozizi ọhụrụ ahụ akọwaghị ihe kpatara ọnọdụ mbụ nke eluigwe na ụwa ji dị anya site na nha anya, na-agbakwụnye na ekwesịrị ịkọwapụta ọdịdị nke Big Bang. Ụfọdụ ndị na-eme nchọpụta ekwupụtala obi abụọ banyere ụzọ ọhụrụ a, ma mmepe nke echiche a na usoro mgbakọ na mwepụ ọhụrụ ugbu a na-enyere aka dozie nsogbu usoro echiche nke thermodynamics.

Gaa maka ọka nke oghere-oge

Physics Black hole yiri ka ọ na-egosi, dị ka ụfọdụ ụdị mgbakọ na mwepụ na-atụ aro, na eluigwe na ala anyị abụghị akụkụ atọ ma ọlị. N'agbanyeghị ihe ọgụgụ isi anyị na-agwa anyị, nke bụ́ eziokwu gbara anyị gburugburu pụrụ ịbụ hologram—atụmatụ nke ụgbọ elu dị anya nke nwere akụkụ abụọ n'ezie. Ọ bụrụ na foto a nke eluigwe na ala ziri ezi, echiche efu nke ọdịdị akụkụ atọ nke oghere oghere nwere ike iwepụ ozugbo ngwa ọrụ nyocha anyị nwere na-enwe mmetụta nke ọma. Craig Hogan, bụ́ prọfesọ nke physics na Fermilab bụ onye jiworo ọtụtụ afọ mụọ usoro nhazi nke eluigwe na ala, na-atụ aro na ka erutela ọkwa a.

8. GEO600 Gravitational Wave Detector

Ọ bụrụ na eluigwe na ala bụ hologram, mgbe ahụ ikekwe anyị erutela oke mkpebi nke eziokwu. Ụfọdụ ndị ọkà mmụta sayensị na-akwalite echiche na-akpali akpali na oge-oge anyị bi na ya agaghị aga n'ihu, ma, dị ka foto dijitalụ, na ọkwa kachasị elu bụ nke ụfọdụ "ọka" ma ọ bụ "pixels." Ọ bụrụ otu a, eziokwu anyị ga-enwerịrị ụdị “mkpebi” ikpeazụ. Otu a ka ụfọdụ ndị nchọpụta si kọwaa "mkpọtụ" pụtara na nsonaazụ nke GEO600 gravitational wave detector (8).

Iji nwalee echiche a pụrụ iche, Craig Hogan, onye ọkà mmụta sayensị ike ndọda, na ndị otu ya mepụtara interferometer kasị mma n'ụwa, nke a na-akpọ Hogan holometer, bụ nke e mere iji tụọ ihe kachasị mkpa nke oge ohere n'ụzọ ziri ezi. Nnwale ahụ, nke akpọrọ Fermilab E-990, abụghị otu n'ime ọtụtụ ndị ọzọ. Nke a bu n'obi igosi ọdịdị nke oghere n'onwe ya na ọnụnọ nke ihe ndị ọkà mmụta sayensị na-akpọ "ụda holographic".

Holometer nwere interferometer abụọ etinyere n'akụkụ n'akụkụ. Ha na-eduzi ọkụ ọkụ laser otu kilowatt na ngwaọrụ nke na-ekewa ha n'ime oghere abụọ dị ogologo nke dị mita 40 n'ogologo, nke a na-egosipụta ma laghachi na ebe mgbawa, na-emepụta mgbanwe na nchapụta nke ìhè ọkụ (9). Ọ bụrụ na ha na-eme ka ụfọdụ mmegharị na ngwaọrụ nkewa, mgbe ahụ nke a ga-abụ ihe akaebe nke vibration nke ohere n'onwe ya.

9. Ihe ngosi eserese nke nnwale holographic

Ihe ịma aka kasịnụ maka ndị otu Hogan bụ igosipụta na mmetụta ha chọpụtara abụghị naanị mkpasu iwe kpatara ihe ndị na-abụghị nhazi nnwale, mana nsonaazụ nke ịma jijiji oge oghere. Ya mere, a ga-ejikọta enyo ndị a na-eji na interferometer na ugboro ole nke obere mkpọtụ na-esi na mpụga ngwaọrụ na-eburu ya site na sensọ pụrụ iche.

Eluigwe na Ala Anthropic

Ka ụwa na mmadụ dịrị n'ime ya, iwu nke physics ga-enwerịrị ụdị a kapịrị ọnụ, na nkwụsi ike anụ ahụ ga-enwerịrị ụkpụrụ ahọpụtara nke ọma ... na ha bụ! Gịnị kpatara?

Ka anyị malite n'eziokwu na e nwere ụdị anọ nke mmekọrịta dị na Eluigwe na Ala: gravitational (ada, mbara ala, ụyọkọ kpakpando), electromagnetic (atom, ahụ, esemokwu, elasticity, ìhè), adịghị ike nuklia (isi iyi nke stellar ume) na ike nuklia ( na-ejikọta protons na neutrons n'ime oghere atomic). Ike ndọda bụ ugboro 1039 adịghị ike karịa electromagnetism. Ọ bụrụ na ọ dị ntakịrị ike ọgwụgwụ, kpakpando ga-adị ọkụ karịa Sun, supernovae agaghị agbawa, ihe ndị dị arọ agaghị etolite. Ọ bụrụ na ọ ga-adịkwu ike karị, a ga-egwepịa ihe ndị e kere eke buru ibu karịa nje bacteria, kpakpando na-agbakọkarịkwa, na-ebibi mbara ala ma na-ere onwe ha ọkụ ngwa ngwa.

Njupụta nke Eluigwe na Ala dị nso na njupụta dị oke egwu, ya bụ, n'okpuru nke okwu ga-apụ ngwa ngwa na-enweghị nhazi nke ụyọkọ kpakpando ma ọ bụ kpakpando, na n'elu nke eluigwe na ala gaara adị ogologo oge. Maka ọnọdụ nke ọnọdụ ndị dị otú ahụ, izi ezi nke dabara na parampat nke Big Bang kwesịrị ịbụ n'ime ± 10-60. Inhomogeneities mbụ nke Eluigwe na Ala na-eto eto dị n'ogo 10-5. Ọ bụrụ na ha dị obere, ụyọkọ kpakpando agaghị etolite. Ọ bụrụ na ha buru ibu, nnukwu oghere ojii ga-etolite kama ụyọkọ kpakpando.

The symmetry nke irighiri na antiparticles na Eluigwe na Ala gbajiri. Na maka baryon ọ bụla (proton, neutron) enwere foton 109. Ọ bụrụ na enwere ọtụtụ, ụyọkọ kpakpando enweghị ike ịmalite. Ọ bụrụ na ha dị ole na ole, agaraghị enwe kpakpando. Ọzọkwa, ọnụ ọgụgụ nke akụkụ anyị bi na yiri ka ọ "ziri ezi". Ọdịdị mgbagwoju anya enweghị ike ibili n'akụkụ abụọ. N'ihe karịrị anọ (akụkụ atọ gbakwunyere oge), ịdị adị nke mbara ala kwụsiri ike na ọkwa ike nke eletrọn na atọm na-aghọ nsogbu.

10. Mmadụ ka etiti ụwa

Brandon Carter webatara echiche nke ụkpụrụ anthropic na 1973 na ogbako na Krakow raara nye ncheta 500th nke ọmụmụ Copernicus. N'okwu n'ozuzu, enwere ike ịhazi ya n'ụzọ na Eluigwe na Ala a na-ahụ anya ga-emezurịrị ọnọdụ ndị ọ na-ezute ka anyị wee hụ ya. Ruo ugbu a, enwere ụdị ya dị iche iche. Ụkpụrụ anthropic na-adịghị ike na-ekwu na anyị nwere ike ịdị adị na mbara igwe nke na-eme ka ịdị adị anyị kwe omume. Ọ bụrụ na ụkpụrụ nke constants dị iche iche, anyị agaghị ahụ nke a, n'ihi na anyị agaghị anọ ebe ahụ. Ụkpụrụ anthropic siri ike (nkọwa nke ebumnobi) na-ekwu na eluigwe na ala bụ nke anyị nwere ike ịdị (10).

Site na echiche nke quantum physics, ọnụ ọgụgụ eluigwe na ala ọ bụla nwere ike ibilite n'enweghị ihe kpatara ya. Anyị mechara banye n’otu eluigwe na ụwa, bụ́ nke ga-emezu ọtụtụ ọnọdụ ndị na-adịghị mma ka mmadụ wee biri na ya. Mgbe ahụ, anyị na-ekwu maka ụwa anthropic. Maka onye kwere ekwe, dịka ọmụmaatụ, otu eluigwe na ala mmadụ nke Chineke kere zuru ezu. Echiche ụwa nke ịhụ ihe onwunwe n'anya anaghị anabata nke a ma na-eche na e nwere ọtụtụ eluigwe na ụwa ma ọ bụ na eluigwe na ụwa dị ugbu a bụ nanị ogbo na evolushọn na-enweghị njedebe nke multiverse.

Onye edemede nke ụdị ọgbara ọhụrụ nke echiche nke eluigwe na ala dị ka ịme anwansị bụ theorist Niklas Boström. Dị ka ya si kwuo, eziokwu anyị na-aghọta bụ nanị ịme anwansị nke anyị na-amaghị. Ọkà mmụta sayensị na-atụ aro na ọ bụrụ na ọ ga-ekwe omume ịmepụta a pụrụ ịdabere na simulation nke dum mmepeanya ma ọ bụ ọbụna dum eluigwe na ala na-eji ike zuru ezu kọmputa, na simulated ndị mmadụ nwere ike na-enweta nsụhọ, mgbe ahụ, ọ bụ nnọọ ike na elu mmepeanya kere nnọọ a nnukwu ọnụ ọgụgụ. nke simulations ndị dị otú ahụ, na anyị na-ebi n'ime otu n'ime ha na ihe yiri The Matrix (11).

N'ebe a ka ekwuru okwu "Chineke" na "Matrix". N'ebe a, anyị na-abịa na njedebe nke ikwu banyere sayensị. Ọtụtụ ndị, gụnyere ndị ọkà mmụta sayensị, kwenyere na ọ bụ kpọmkwem n'ihi enweghị enyemaka nke physics nnwale ka sayensị na-amalite ịbanye n'ebe ndị megidere eziokwu, na-esi isi nke metaphysics na akụkọ sayensị. Ọ ka ga-atụ anya na physics ga-emeri ọgba aghara ya wee chọta ụzọ iji ṅụrịa ọṅụ dịka sayensị nwere ike ịnwapụta.