โลกควอนตัม มีการค้นพบทฤษฎีใหม่ของจักรวาลในโลกวิทยาศาสตร์ การสร้างจักรวาลที่เป็นวัฏจักร

เมื่อมองดูงานศิลปะ ภูมิทัศน์ที่สวยงาม หรือเด็ก ๆ บุคคลจะรู้สึกถึงความสามัคคีของการเป็นอยู่เสมอ

ในแง่วิทยาศาสตร์ ความรู้สึกนี้ที่บอกเราว่าทุกสิ่งในจักรวาลมีความกลมกลืนและเชื่อมโยงถึงกันเรียกว่าความเชื่อมโยงกันแบบไม่ใช้พื้นที่ ตามที่ Erwin Laszlo เพื่ออธิบายการมีอยู่ของอนุภาคจำนวนมากในจักรวาลและความต่อเนื่อง แต่ไม่มีวิวัฒนาการที่สม่ำเสมอและเป็นเส้นตรงของทุกสิ่งที่มีอยู่ เราต้องตระหนักถึงการมีอยู่ของปัจจัยที่ไม่สำคัญหรือ พลังงาน.

ความสำคัญของปัจจัยนี้ไม่เพียงแต่ได้รับการยอมรับในสังคมและวิทยาศาสตร์ของมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติด้วย นี่คือข้อมูล - ข้อมูลเป็นปัจจัยที่แท้จริงและมีประสิทธิภาพที่กำหนดพารามิเตอร์ของจักรวาลตั้งแต่กำเนิด แล้วควบคุมวิวัฒนาการขององค์ประกอบพื้นฐานที่เปลี่ยนเป็นระบบที่ซับซ้อน

และตอนนี้ โดยอาศัยข้อมูลของจักรวาลวิทยาใหม่ ในที่สุดเราก็เข้าใกล้ความฝันของนักวิทยาศาสตร์ทุกคน - การสร้างทฤษฎีองค์รวมของทุกสิ่ง

การสร้างทฤษฎีองค์รวมของทุกสิ่ง

ในบทแรก เราจะพูดถึงปัญหาของการสร้างทฤษฎีของทุกสิ่ง ทฤษฎีที่สมควรได้รับชื่อนี้ต้องเป็นทฤษฎีของทุกสิ่งอย่างแท้จริง—ทฤษฎีองค์รวมของทุกสิ่งที่เราสังเกต ประสบ และเผชิญหน้า ไม่ว่าจะเป็นวัตถุทางกายภาพ สิ่งมีชีวิต ปรากฏการณ์ทางสังคมและนิเวศวิทยา หรือการสร้างสรรค์ของจิตใจและจิตสำนึก เป็นไปได้ที่จะสร้างทฤษฎีองค์รวมของทุกสิ่ง - และสิ่งนี้จะแสดงให้เห็นในบทนี้และบทต่อ ๆ ไป

มีหลายวิธีในการทำความเข้าใจโลก: ผ่านความคิดของเรา สัญชาตญาณลึกลับ ศิลปะและบทกวี ตลอดจนผ่านระบบความเชื่อของศาสนาโลก ในบรรดาวิธีการต่างๆ ที่เรามีอยู่ วิธีหนึ่งควรได้รับการเอาใจใส่เป็นพิเศษ เนื่องจากเป็นวิธีการที่ใช้ประสบการณ์ที่ทำซ้ำได้ ปฏิบัติตามระเบียบวิธีอย่างเคร่งครัด และเปิดรับการวิพากษ์วิจารณ์และการประเมินใหม่ นี่คือวิถีแห่งวิทยาศาสตร์

เรื่องวิทยาศาสตร์. มันสำคัญไม่เพียงเพราะเป็นแหล่งของเทคโนโลยีใหม่ที่เปลี่ยนชีวิตเราและโลกรอบตัวเรา แต่ยังเพราะมันทำให้เรามีมุมมองที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับโลกและตัวเราในโลกนี้

แต่การมองโลกผ่านปริซึมของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่นั้นคลุมเครือ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ วิทยาศาสตร์ได้วาดภาพที่กระจัดกระจายของโลก ซึ่งประกอบด้วยสาขาวิชาที่ดูเหมือนเป็นอิสระ เป็นเรื่องยากสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่จะพูดว่าสิ่งที่เชื่อมโยงจักรวาลทางกายภาพกับโลกของสิ่งมีชีวิต โลกของสิ่งมีชีวิตและโลกของสังคม โลกแห่งสังคมกับทรงกลมของจิตใจและจิตสำนึก ตอนนี้สถานการณ์กำลังเปลี่ยนแปลง ในระดับแนวหน้าของวิทยาศาสตร์ นักวิจัยจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ พยายามที่จะได้รับภาพรวมของโลกที่เป็นอันหนึ่งอันเดียวกันมากขึ้น ประการแรก เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับนักฟิสิกส์ที่ทำงานเกี่ยวกับการสร้างทฤษฎีที่รวมกันเป็นหนึ่งและทฤษฎีที่รวมกันขนาดใหญ่ ทฤษฎีเหล่านี้เชื่อมโยงเขตข้อมูลพื้นฐานและพลังแห่งธรรมชาติเข้าด้วยกันเป็นกรอบทฤษฎีที่เชื่อมโยงกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าสิ่งเหล่านี้มีต้นกำเนิดร่วมกัน

แนวโน้มที่มีแนวโน้มดีเป็นพิเศษได้เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในฟิสิกส์ควอนตัม: ความพยายามที่จะสร้างทฤษฎีของทุกสิ่ง โครงงานนี้ใช้ทฤษฎีสตริงและซูเปอร์สตริง (เรียกว่าเนื่องจากทฤษฎีเหล่านี้ถือว่าอนุภาคมูลฐานเป็นเส้นใยหรือสตริงที่สั่นสะเทือน) ทฤษฎีที่พัฒนาแล้วของทุกสิ่งใช้ช่องว่างทางคณิตศาสตร์และหลายมิติที่ซับซ้อนเพื่อสร้างสมการหลักหนึ่งสมการที่สามารถอธิบายกฎทั้งหมดของจักรวาลได้

ทฤษฎีฟิสิกส์ของทุกสิ่ง

ทฤษฎีของทุกสิ่งที่กำลังพัฒนาโดยนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีมุ่งหวังที่จะบรรลุสิ่งที่ไอน์สไตน์เคยเรียกว่า "การอ่านพระทัยของพระเจ้า" เขากล่าวว่าถ้าเราสามารถรวมกฎธรรมชาติทั้งหมดเข้าด้วยกันและสร้างระบบสมการที่สอดคล้องกัน เราจะสามารถอธิบายคุณลักษณะทั้งหมดของจักรวาลโดยใช้สมการเหล่านี้ได้ ซึ่งจะเท่ากับการอ่านพระทัยของพระเจ้า .

ไอน์สไตน์ได้พยายามในลักษณะนี้ในรูปแบบของทฤษฎีสนามแบบครบวงจร แม้ว่าเขายังคงพยายามต่อไปจนกระทั่งเสียชีวิตในปี 2498 เขาไม่ได้ค้นพบสมการที่เรียบง่ายและทรงพลังที่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพทั้งหมดได้อย่างมีเหตุมีผลและสอดคล้องกัน

ไอน์สไตน์บรรลุเป้าหมายโดยพิจารณาปรากฏการณ์ทางกายภาพทั้งหมดอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของทุ่งนา ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเขาล้มเหลวเพราะเขาไม่คำนึงถึงทุ่งนาและกองกำลังที่ทำงานในระดับจุลภาคของความเป็นจริง สนามเหล่านี้ (แรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอและแข็งแกร่ง) ครอบครองตำแหน่งศูนย์กลางในกลศาสตร์ควอนตัม แต่ไม่ใช่ในทฤษฎีสัมพัทธภาพ

วันนี้ นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีส่วนใหญ่ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป: พวกเขาถือว่าควอนตัมซึ่งเป็นแง่มุมที่ไม่ต่อเนื่องของความเป็นจริงทางกายภาพเป็นหน่วยพื้นฐาน แต่ธรรมชาติทางกายภาพของควอนตัมได้รับการแก้ไขแล้ว: พวกมันไม่ถือว่าแยกอนุภาคสสาร-พลังงาน แต่มีการสั่นของเธรดมิติเดียว - สตริงและซูเปอร์สตริง นักฟิสิกส์พยายามที่จะเป็นตัวแทนของกฎฟิสิกส์ทั้งหมดในฐานะการสั่นสะเทือนของ superstrings ในพื้นที่หลายมิติ พวกเขามองว่าแต่ละอนุภาคเป็นสตริงที่สร้าง "เพลง" ของตัวเองพร้อมกับอนุภาคอื่นๆ ทั้งหมด ในระดับจักรวาล ดาวและกาแล็กซี่ทั้งมวลสั่นสะเทือนไปด้วยกัน เช่นเดียวกับทั้งจักรวาล หน้าที่ของนักฟิสิกส์คือการสร้างสมการที่จะแสดงว่าการสั่นสะเทือนหนึ่งสัมพันธ์กับอีกการสั่นสะเทือนอย่างไร เพื่อให้สามารถแสดงทั้งหมดในสมการสุดยอดเดียว สมการนี้จะถอดรหัสดนตรี ซึ่งรวบรวมความกลมกลืนที่ไร้ขอบเขตและเป็นพื้นฐานของจักรวาล

ในช่วงเวลาของการเขียนนี้ ทฤษฎีสตริงที่ใช้ทฤษฎีสตริงของทุกสิ่งยังคงเป็นแนวคิดที่มีความทะเยอทะยาน ไม่มีใครเคยสร้างสมการซุปเปอร์ที่แสดงความกลมกลืนของจักรวาลทางกายภาพในสูตรง่ายๆ เท่ากับ E = mc2 ของไอน์สไตน์ ในความเป็นจริง มีปัญหามากมายในพื้นที่นี้ ซึ่งนักฟิสิกส์แนะนำว่าจำเป็นต้องมีแนวคิดใหม่เพื่อให้ก้าวหน้า สมการทฤษฎีสตริงต้องใช้หลายมิติ ปริภูมิ-เวลาสี่มิติไม่เพียงพอ

เดิมทฤษฎีต้องการ 12 มิติเพื่อเชื่อมโยงการสั่นสะเทือนทั้งหมดเป็นทฤษฎีเดียว แต่ตอนนี้เชื่อว่า "เพียง" 10 หรือ 11 มิติก็เพียงพอแล้ว หากการสั่นสะเทือนเกิดขึ้นใน "ไฮเปอร์สเปซ" ที่มีหลายมิติมากขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น ทฤษฎีสตริงจำเป็นต้องมีพื้นที่และเวลาสำหรับสตริงของมัน แต่ไม่สามารถแสดงให้เห็นว่าเวลาและพื้นที่สามารถเกิดขึ้นได้อย่างไร และในที่สุด ทำให้เกิดความสับสนว่าทฤษฎีนี้มีวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้มากมาย - ประมาณ 10,500 - จนไม่สามารถเข้าใจได้ว่าทำไมจักรวาลของเราจึงเป็นอย่างที่เป็นอยู่ (แม้ว่าแต่ละคำตอบจะนำไปสู่จักรวาลที่แตกต่างกัน)

นักฟิสิกส์ที่พยายามรักษาทฤษฎีสตริงได้เสนอสมมติฐานต่างๆ ตัวอย่างเช่น จักรวาลที่เป็นไปได้ทั้งหมดมีอยู่ร่วมกัน แม้ว่าเราจะอาศัยอยู่ในจักรวาลเพียงแห่งเดียวก็ตาม หรือบางทีจักรวาลของเรามีหลายแง่มุม แต่เรารับรู้เพียงด้านเดียวที่เราคุ้นเคย ต่อไปนี้คือสมมติฐานบางส่วนที่เสนอโดยนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่ต้องการแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีสตริงมีความสมจริงในระดับหนึ่ง แต่ไม่มีใครเป็นที่น่าพอใจ และนักวิจารณ์บางคน รวมทั้ง Peter Voight และ Lee Smolin พร้อมที่จะฝังทฤษฎีสตริง

Smolin เป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ ซึ่งพื้นที่นั้นเป็นเครือข่ายของเซลล์ที่เชื่อมต่อทุกจุด ทฤษฎีนี้อธิบายว่าพื้นที่และเวลาเกิดขึ้นได้อย่างไร และยังอธิบายถึง "การกระทำในระยะไกล" นั่นคือ "ความสัมพันธ์" ที่แปลกประหลาดซึ่งอยู่ภายใต้ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการไม่อยู่ในท้องถิ่น เราจะสำรวจปรากฏการณ์นี้ในรายละเอียดเพิ่มเติมในบทที่ 3

ไม่ทราบว่านักฟิสิกส์จะสามารถสร้างทฤษฎีการทำงานของทุกสิ่งได้หรือไม่ อย่างไรก็ตาม เป็นที่ชัดเจนว่าแม้ว่าความพยายามจะทำสำเร็จ แต่การสร้างทฤษฎีที่แท้จริงของทุกสิ่งไม่ได้หมายถึงความสำเร็จในตัวเอง อย่างดีที่สุด นักฟิสิกส์จะสร้างทฤษฎีทางกายภาพของทุกสิ่ง - ทฤษฎีที่จะไม่ใช่ทฤษฎีของทุกสิ่ง แต่จะเป็นเพียงทฤษฎีของวัตถุทางกายภาพทั้งหมดเท่านั้น ทฤษฎีที่แท้จริงของทุกสิ่งจะรวมมากกว่าแค่สูตรทางคณิตศาสตร์ที่แสดงปรากฏการณ์ที่ศึกษาโดยฟิสิกส์ควอนตัมในพื้นที่นี้ ไม่เพียงมีสตริงสั่นและเหตุการณ์ควอนตัมที่เกี่ยวข้องกับพวกมันในจักรวาลเท่านั้น ชีวิต จิตใจ วัฒนธรรม และจิตสำนึกเป็นส่วนหนึ่งของความเป็นจริงของโลก และทฤษฎีที่แท้จริงของทุกสิ่งจะนำมาพิจารณาด้วยเช่นกัน

Ken Wilber ผู้เขียน The Theory of Everything เห็นด้วย เขาพูดถึง "วิสัยทัศน์แบบองค์รวม" ที่รวบรวมไว้ในทฤษฎีที่แท้จริงของทุกสิ่ง อย่างไรก็ตาม เขาไม่ได้เสนอทฤษฎีดังกล่าว แต่ส่วนใหญ่กล่าวถึงสิ่งที่อาจเป็นได้ และอธิบายในแง่ของวิวัฒนาการของวัฒนธรรมและจิตสำนึกที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีของพวกเขาเอง ทฤษฎีองค์รวมของทุกสิ่งที่มีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ยังไม่ถูกสร้างขึ้น

เข้าใกล้ทฤษฎีที่แท้จริงของทุกสิ่ง

ทฤษฎีที่แท้จริงของทุกสิ่งสามารถสร้างขึ้นได้ แม้ว่ามันจะเป็นมากกว่าทฤษฎีสตริงและซูเปอร์สตริง ซึ่งนักฟิสิกส์พยายามพัฒนาทฤษฎีเหนือของตัวเอง แต่ก็เข้ากันได้ดีกับกรอบของวิทยาศาสตร์เอง อันที่จริง งานในการสร้างทฤษฎีองค์รวมที่แท้จริงของทุกสิ่งนั้นง่ายกว่างานสร้างทฤษฎีทางกายภาพของทุกสิ่ง ดังที่เราเห็น ทฤษฎีทางกายภาพของทุกสิ่งมักจะลดกฎของฟิสิกส์ให้เป็นสูตรเดียว - กฎทั้งหมดที่ควบคุมปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคและอะตอม ดาวและกาแล็กซี หน่วยงานที่ซับซ้อนจำนวนมากที่มีการโต้ตอบที่ซับซ้อน ง่ายกว่าและสมเหตุสมผลกว่าที่จะมองหากฎหมายและกระบวนการพื้นฐานที่ก่อให้เกิดหน่วยงานเหล่านี้และปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา

การสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ของโครงสร้างที่ซับซ้อนแสดงให้เห็นว่าคอมเพล็กซ์ถูกสร้างขึ้นและสามารถอธิบายได้ด้วยเงื่อนไขเริ่มต้นขั้นพื้นฐานและค่อนข้างง่าย ดังที่ทฤษฎีของออโตมาตาเซลลูลาร์ของจอห์น ฟอน นอยมันน์ แสดงให้เห็น มันก็เพียงพอแล้วที่จะกำหนดองค์ประกอบหลักของระบบและตั้งกฎ - อัลกอริธึม - ที่ควบคุมพฤติกรรมของพวกเขา (นี่เป็นพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ทุกรุ่น: นักพัฒนาบอกคอมพิวเตอร์ว่าต้องทำอะไร ในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการสร้างแบบจำลอง และคอมพิวเตอร์จะทำหน้าที่ที่เหลือ) ชุดองค์ประกอบพื้นฐานที่จำกัดและเรียบง่ายอย่างไม่คาดคิดซึ่งขับเคลื่อนโดยอัลกอริธึมจำนวนน้อยสามารถสร้างความซับซ้อนที่ดูเหมือนเข้าใจยาก หากกระบวนการนี้ได้รับอนุญาตให้เปิดเผยเมื่อเวลาผ่านไป ชุดของกฎที่นำข้อมูลสำหรับองค์ประกอบเริ่มกระบวนการที่สั่งและจัดระเบียบองค์ประกอบ ซึ่งสามารถสร้างโครงสร้างและความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้

ในการพยายามสร้างทฤษฎีองค์รวมที่แท้จริงของทุกสิ่ง เราสามารถดำเนินตามแนวทางเดียวกันได้ เราสามารถเริ่มต้นด้วยสิ่งพื้นฐาน—สิ่งที่ก่อให้เกิดสิ่งอื่นโดยไม่ถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งเหล่านั้น จากนั้นเราต้องกำหนดกฎเกณฑ์ง่ายๆ ที่จะสร้างบางสิ่งที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยพื้นฐานแล้ว เราควรจะสามารถอธิบายได้ว่า "ทุกสิ่ง" ในโลกนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร

นอกจากทฤษฎีสตริงและซูเปอร์สตริงแล้ว ยังมีทฤษฎีและแนวความคิดในฟิสิกส์ใหม่ด้วย ซึ่งแนวคิดที่ยิ่งใหญ่นี้สามารถเกิดขึ้นได้ การใช้การค้นพบในสาขาที่ล้ำสมัยของทฤษฎีอนุภาคและสนาม เราสามารถระบุพื้นฐานที่สร้างทุกสิ่งโดยไม่ได้เกิดจากบางสิ่งเกิดขึ้นเอง พื้นฐานนี้ตามที่เราเห็นคือทะเลแห่งพลังงานเสมือนที่เรียกว่าสูญญากาศควอนตัม นอกจากนี้เรายังสามารถอ้างถึงชุดของกฎ (กฎแห่งธรรมชาติ) ที่บอกเราว่าองค์ประกอบพื้นฐานของความเป็นจริง - อนุภาคที่เรียกว่าควอนตา - เมื่อโต้ตอบกับพื้นฐานของจักรวาลกลายเป็นสิ่งที่ซับซ้อน

อย่างไรก็ตาม เราต้องเพิ่มองค์ประกอบใหม่เพื่อให้ได้ทฤษฎีองค์รวมที่แท้จริงของทุกสิ่ง กฎที่รู้จักกันในปัจจุบันตามที่วัตถุที่มีอยู่ของโลกเกิดขึ้นจากสุญญากาศควอนตัมคือกฎของการมีปฏิสัมพันธ์บนพื้นฐานของการถ่ายโอนและการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน กฎเหล่านี้เพียงพอที่จะอธิบายว่าวัตถุจริง - ในรูปแบบของคู่อนุภาค - ปฏิปักษ์ - ถูกสร้างขึ้นและโผล่ออกมาจากสุญญากาศควอนตัมได้อย่างไร แต่พวกเขาไม่ได้ให้คำอธิบายว่าทำไมอนุภาคจึงถูกสร้างขึ้นในบิกแบงมากกว่าปฏิปักษ์ ตลอดหลายพันล้านปี อนุภาคที่รอดตายถูกรวมเข้าเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ กลายเป็นดาราจักรและดวงดาว อะตอมและโมเลกุล และ (บนดาวเคราะห์ที่เหมาะสม) กลายเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ เซลล์ สิ่งมีชีวิต สังคม ช่องทางนิเวศวิทยาและทั้งหมด ชีวมณฑล

เพื่ออธิบายการมีอยู่ของอนุภาคจำนวนมากในจักรวาล ("สสาร" ตรงข้ามกับ "ปฏิสสาร") และต่อเนื่อง แต่ไม่ได้หมายความว่าจะมีวิวัฒนาการสม่ำเสมอและเป็นเส้นตรงของทุกสิ่งที่มีอยู่ เราต้องตระหนักถึงการมีอยู่ของปัจจัยที่ ไม่ใช่สสารหรือพลังงาน ความสำคัญของปัจจัยนี้ไม่เพียงแต่เป็นที่ยอมรับในสังคมและมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงในฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติด้วย นี่คือข้อมูล - ข้อมูลเป็นปัจจัยที่แท้จริงและมีประสิทธิภาพที่กำหนดพารามิเตอร์ของจักรวาลตั้งแต่กำเนิด แล้วควบคุมวิวัฒนาการขององค์ประกอบพื้นฐานที่เปลี่ยนเป็นระบบที่ซับซ้อน

พวกเราส่วนใหญ่เข้าใจข้อมูลว่าเป็นข้อมูลหรือสิ่งที่บุคคลรู้จัก วิทยาศาสตร์กายภาพและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติกำลังค้นพบว่าข้อมูลนั้นเกินขอบเขตของจิตสำนึกของแต่ละบุคคลและแม้กระทั่งทุกคนรวมกัน

ข้อมูลเป็นส่วนสำคัญของธรรมชาติทั้งทางกายภาพและทางชีววิทยา นักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ เดวิด โบห์ม เรียกข้อมูลว่าเป็นกระบวนการที่ส่งผลต่อผู้รับ โดย "สร้าง" ตัวเขา เราจะยอมรับแนวคิดนี้

การให้ข้อมูลไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ของมนุษย์ ไม่ใช่สิ่งที่เราสร้างขึ้นเมื่อเราเขียน นับ พูด และสื่อสาร ปราชญ์แห่งสมัยโบราณรู้จักกันมาช้านาน และนักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่จะได้เรียนรู้อีกครั้งว่าข้อมูลมีอยู่ในโลกโดยไม่คำนึงถึงเจตจำนงและการกระทำของมนุษย์ และเป็นปัจจัยกำหนดวิวัฒนาการของทุกสิ่งที่เติมเต็มโลกแห่งความเป็นจริง พื้นฐานสำหรับการสร้างทฤษฎีที่แท้จริงของทุกสิ่งคือการยอมรับว่าข้อมูลเป็นปัจจัยพื้นฐานในธรรมชาติ

เกี่ยวกับปริศนาและตำนาน

แรงผลักดันสำหรับการเปลี่ยนกระบวนทัศน์ในวิทยาศาสตร์

เราจะเริ่มค้นหาทฤษฎีองค์รวมที่แท้จริงของทุกสิ่งโดยพิจารณาจากปัจจัยที่ทำให้วิทยาศาสตร์เข้าใกล้การเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์มากขึ้น ปัจจัยสำคัญคือความลึกลับที่เกิดขึ้นและสะสมในระหว่างการสอบสวนทางวิทยาศาสตร์: ความผิดปกติที่กระบวนทัศน์ปัจจุบันไม่สามารถอธิบายได้ สิ่งนี้ผลักดันให้ชุมชนวิทยาศาสตร์ค้นหาแนวทางใหม่ๆ ของปรากฏการณ์ผิดปกติ ความพยายามในการวิจัยดังกล่าว (เราจะเรียกว่า "ตำนานทางวิทยาศาสตร์") มีแนวคิดมากมาย แนวคิดเหล่านี้บางส่วนอาจมีแนวคิดหลักที่จะนำนักวิทยาศาสตร์ไปสู่กระบวนทัศน์ใหม่ ซึ่งเป็นกระบวนทัศน์ที่สามารถขจัดความลึกลับและความผิดปกติ และเป็นพื้นฐานสำหรับทฤษฎีองค์รวมที่แท้จริงของทุกสิ่ง

นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำพยายามที่จะขยายและเพิ่มความเข้าใจในส่วนที่ศึกษาของความเป็นจริง พวกเขาเข้าใจส่วนที่เกี่ยวข้องหรือแง่มุมของความเป็นจริงมากขึ้นเรื่อย ๆ แต่พวกเขาไม่สามารถศึกษาส่วนหรือแง่มุมนี้โดยตรง - พวกเขาสามารถเข้าใจได้ผ่านแนวคิดที่กลายเป็นสมมติฐานและทฤษฎีเท่านั้น แนวคิด สมมติฐาน และทฤษฎียังไม่แข็งแกร่งพอ มันอาจจะผิดก็ได้ อันที่จริง จุดเด่นของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง (ตามหลักปรัชญาของเซอร์คาร์ล ป๊อปเปอร์) เป็นการหักล้าง ทฤษฎีต่างๆ จะถูกบิดเบือนเมื่อการคาดคะเนที่ได้จากการสังเกตการณ์ไม่ได้รับการยืนยัน ในกรณีนี้ การสังเกตมีความผิดปกติ และทฤษฎีที่อยู่ระหว่างการพิจารณาถือว่าผิดพลาดและถูกปฏิเสธ หรือจำเป็นต้องแก้ไข

การหักล้างทฤษฎีเป็นกลไกขับเคลื่อนความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง เมื่อทุกอย่างทำงานได้ อาจมีความคืบหน้า แต่ก็เป็นบางส่วน (การปรับแต่งทฤษฎีที่มีอยู่เพื่อให้พอดีกับข้อสังเกตใหม่) ความก้าวหน้าที่แท้จริงเกิดขึ้นเมื่อไม่สามารถทำได้ ไม่ช้าก็เร็วจะมีช่วงเวลาที่แทนที่จะพยายามแก้ไขทฤษฎีที่มีอยู่ นักวิทยาศาสตร์ชอบที่จะเริ่มมองหาทฤษฎีที่ง่ายกว่าและอธิบายได้มากกว่า ทางที่เปิดกว้างสำหรับการรื้อฟื้นทฤษฎีพื้นฐาน: การเปลี่ยนกระบวนทัศน์

กระบวนทัศน์ที่เปลี่ยนไปเกิดขึ้นจากการสะสมของการสังเกตที่ไม่เข้ากับทฤษฎีที่ยอมรับและไม่สามารถเข้ากับทฤษฎีเหล่านั้นได้หลังจากการปรับแต่งอย่างง่ายของทฤษฎีดังกล่าว ขั้นตอนของการเกิดขึ้นของกระบวนทัศน์ทางวิทยาศาสตร์ใหม่และเป็นที่ยอมรับมากขึ้นกำลังมา ความท้าทายคือการหาแนวความคิดพื้นฐานใหม่ที่จะสร้างพื้นฐานของกระบวนทัศน์ใหม่

มีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับกระบวนทัศน์ทางวิทยาศาสตร์ ทฤษฎีที่อิงตามทฤษฎีนี้ควรอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์อธิบายการค้นพบทั้งหมดที่ทฤษฎีก่อนหน้านี้สามารถอธิบายได้ รวมถึงการสังเกตที่ผิดปกติด้วย ควรรวมข้อเท็จจริงที่เกี่ยวข้องทั้งหมดเป็นแนวคิดที่เรียบง่ายและสมบูรณ์ยิ่งขึ้นในขณะเดียวกัน นี่คือสิ่งที่ไอน์สไตน์ทำในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 20 เมื่อเขาหยุดมองหาสาเหตุของพฤติกรรมแปลก ๆ ของแสงภายในกรอบของฟิสิกส์ของนิวตัน และสร้างแนวคิดใหม่เกี่ยวกับความเป็นจริงทางกายภาพ - ทฤษฎีสัมพัทธภาพแทน อย่างที่เขาพูด คุณไม่สามารถแก้ปัญหาในระดับเดียวกับที่มันเกิดขึ้นได้ ในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยไม่คาดคิด ชุมชนฟิสิกส์ละทิ้งฟิสิกส์คลาสสิกที่ก่อตั้งโดยนิวตัน และแนวคิดที่ปฏิวัติวงการของไอน์สไตน์ก็เข้ามาแทนที่

ในทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 20 วิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ ในทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 21 ความลึกลับและความผิดปกติกำลังทับถมกันอีกครั้ง และชุมชนวิทยาศาสตร์กำลังเผชิญกับการเปลี่ยนกระบวนทัศน์ถัดไปที่เป็นพื้นฐานและปฏิวัติเช่นเดียวกับการเปลี่ยนจากโลกกลไกของนิวตันไปสู่จักรวาลที่สัมพันธ์กันของไอน์สไตน์

กระบวนทัศน์สมัยใหม่กำลังก่อตัวขึ้นในแวดวงวิชาการที่ทันสมัยมาระยะหนึ่งแล้ว การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ไม่ใช่กระบวนการที่เกิดขึ้นทันทีที่ทฤษฎีใหม่เข้ามาแทนที่ทันที สิ่งเหล่านี้สามารถทำได้อย่างรวดเร็ว เช่นเดียวกับในกรณีของทฤษฎีของไอน์สไตน์ หรือขยายเวลาออกไปอีก เช่น การเปลี่ยนจากทฤษฎีคลาสสิกของดาร์วินไปเป็นแนวคิดทางชีววิทยาในวงกว้างของลัทธิหลังลัทธิดาร์วิน

ก่อนที่การปฏิวัติจะเริ่มต้นจะทำให้เกิดผลลัพธ์สุดท้าย วิทยาศาสตร์ที่มีความผิดปกติจะต้องผ่านช่วงเวลาแห่งความไม่มั่นคง นักวิทยาศาสตร์กระแสหลักปกป้องทฤษฎีที่มีอยู่ ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ที่มีความคิดอิสระในสาขาที่ทันสมัยสำรวจทางเลือกอื่น ฝ่ายหลังได้เสนอแนวคิดใหม่ที่นำเสนอปรากฏการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์ดั้งเดิมคุ้นเคยในลักษณะที่แตกต่างออกไป ในบางครั้ง แนวความคิดทางเลือกที่มีอยู่เดิมในรูปแบบของสมมติฐานการทำงานนั้นดูจะแปลก

บางครั้งพวกเขาก็คล้ายกับตำนานที่คิดค้นโดยนักสำรวจในจินตนาการ อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่ใช่ "ตำนาน" ของนักวิจัยที่จริงจังอยู่บนพื้นฐานของตรรกะที่ปรับเทียบอย่างรอบคอบ พวกเขารวมสิ่งที่รู้อยู่แล้วเกี่ยวกับส่วนของโลกที่สาขาวิชาหนึ่งสำรวจกับสิ่งที่ยังคงงงงวย สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ตำนานธรรมดา แต่เป็น "ตำนานทางวิทยาศาสตร์" - สมมติฐานที่ซับซ้อนซึ่งเปิดให้ทำการทดสอบ ดังนั้นจึงสามารถยืนยันหรือหักล้างได้โดยการสังเกตและการทดลอง

การศึกษาความผิดปกติที่พบในการสังเกตและการทดลอง และการปรุงตำนานที่สามารถทดสอบได้ซึ่งสามารถอธิบายได้ เป็นองค์ประกอบหลักของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน หากความผิดปกติยังคงมีอยู่แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะพยายามอย่างดีที่สุดที่ยึดกระบวนทัศน์แบบเก่า และหากตำนานทางวิทยาศาสตร์นี้หรือตำนานที่เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ที่คิดอิสระเสนอคำอธิบายที่ง่ายกว่าและสมเหตุสมผลกว่า นักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก (ส่วนใหญ่เป็นเด็กส่วนใหญ่) ก็หยุด ยึดมั่นในกระบวนทัศน์เก่า นี่คือจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนกระบวนทัศน์ แนวความคิดซึ่งจนถึงขณะนี้ยังคงเป็นตำนาน กำลังเริ่มถูกมองว่าเป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่เชื่อถือได้

มีตัวอย่างมากมายของตำนานทั้งที่ประสบความสำเร็จและล้มเหลวในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ ตำนานที่ได้รับการยืนยัน—ซึ่งถือว่าเชื่อถือได้แม้ว่าจะไม่ใช่ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงทั้งหมด—รวมถึงข้อเสนอแนะของชาร์ลส์ ดาร์วินว่าสปีชีส์ที่มีชีวิตทั้งหมดสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน และสมมติฐานของอลัน กัทและแอนดรูว์ ลินเด้ที่ว่าจักรวาลมีขึ้นใน "การขยายตัว" ที่รวดเร็วยิ่งซึ่งตามมาด้วย กำเนิด.ในช่วงบิกแบง. ตำนานที่ล้มเหลว (ซึ่งให้คำอธิบายน้อยกว่าที่ถูกต้องหรือดีกว่าสำหรับปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง) รวมถึงแนวคิดของ Hans Driesch ที่ว่าวิวัฒนาการของชีวิตเป็นไปตามแผนที่กำหนดไว้ล่วงหน้าในกระบวนการที่ขับเคลื่อนด้วยจุดประสงค์ที่เรียกว่า entelechy และสมมติฐานของไอน์สไตน์ที่มีแรงทางกายภาพเพิ่มเติมที่เรียกว่า ค่าคงที่จักรวาลวิทยาไม่อนุญาตให้จักรวาลพินาศเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (ในขณะที่เราจะเรียนรู้ที่น่าสนใจ ข้อเสนอเหล่านี้บางส่วนกำลังถูกตั้งคำถาม: เป็นไปได้ว่าทฤษฎีการขยายตัวของ Guth และ Linde จะถูกแทนที่ด้วยแนวคิดที่กว้างขึ้นของจักรวาลที่เป็นวัฏจักรและค่าคงที่ทางจักรวาลของไอน์สไตน์ก็ไม่ผิด ... )

ตัวอย่างของตำนานทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

ต่อไปนี้เป็นสมมติฐานที่ใช้งานได้สามข้อ - "ตำนานทางวิทยาศาสตร์" - นำเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ที่เคารพนับถืออย่างสูง แม้ว่าทั้งสามดูเหมือนจะเหลือเชื่อ แต่ก็ได้รับความสนใจอย่างจริงจังจากชุมชนวิทยาศาสตร์

10100 จักรวาล

ในปี 1955 นักฟิสิกส์ Hugh Everett ได้เสนอคำอธิบายที่น่าตกใจสำหรับโลกควอนตัม สมมติฐานจักรวาลคู่ขนานของเอเวอเร็ตต์เกี่ยวข้องกับการค้นพบลึกลับในฟิสิกส์ควอนตัม: จนกว่าจะมีการสังเกต วัด หรือจัดการอนุภาคในทางใดทางหนึ่ง อนุภาคนั้นจะอยู่ในสถานะแปลก ๆ ซึ่งเป็นการทับซ้อนของสถานะที่เป็นไปได้ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม เมื่อสังเกต วัด หรือดำเนินการกับอนุภาค สถานะของการทับซ้อนนี้จะหายไป: อนุภาคอยู่ในสถานะเดียว เช่นเดียวกับวัตถุ "ธรรมดา" ใดๆ เนื่องจากสถานะการทับซ้อนถูกอธิบายว่าเป็นฟังก์ชันคลื่นที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับชื่อของเออร์วิน ชโรดิงเงอร์ เมื่อสถานะการซ้อนทับหายไป ฟังก์ชันคลื่นชโรดิงเงอร์จึงถูกกล่าวว่ายุบ

ปัญหาคือมันเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกได้ว่าอนุภาคจะใช้สถานะเสมือนจริงแบบใดที่เป็นไปได้ การเลือกอนุภาคดูเหมือนคาดเดาไม่ได้—โดยสมบูรณ์โดยไม่ขึ้นกับสภาวะที่กระตุ้นการล่มสลายของฟังก์ชันคลื่น ตามสมมติฐานของ Everett ความไม่แน่นอนของการล่มสลายของฟังก์ชันคลื่นไม่ได้สะท้อนถึงสภาวะที่มีอยู่ในโลก ไม่มีความไม่แน่นอนที่นี่: แต่ละสถานะเสมือนที่เลือกโดยอนุภาคนั้นแน่นอน - มันมีอยู่ในโลกด้วยตัวมันเอง!

การยุบตัวเกิดขึ้นดังนี้: เมื่อวัดควอนตัม มีความเป็นไปได้หลายอย่าง ซึ่งแต่ละอย่างเกี่ยวข้องกับผู้สังเกตการณ์หรืออุปกรณ์วัด เรารับรู้ความเป็นไปได้เพียงอย่างเดียวในกระบวนการคัดเลือกที่ดูเหมือนสุ่ม แต่ตามคำบอกของ Everett ตัวเลือกนี้ไม่ใช่แบบสุ่ม เนื่องจากตัวเลือกนี้ไม่ได้เกิดขึ้น: สถานะที่เป็นไปได้ทั้งหมดของควอนตัมจะถูกรับรู้ทุกครั้งที่มีการวัดหรือสังเกต พวกเขาเพียงแค่
ไม่ได้เกิดขึ้นในโลกใบเดียว สถานะควอนตัมที่เป็นไปได้หลายอย่างเกิดขึ้นได้ในจักรวาลจำนวนเท่ากัน
สมมติว่าเมื่อมีการวัดควอนตัมเช่นอิเล็กตรอน มีโอกาสร้อยละห้าสิบที่จะเพิ่มขึ้นและมีโอกาสเท่ากันที่จะลดลง ถ้าอย่างนั้นเราไม่มีจักรวาลใดที่ควอนตัมสามารถขึ้นหรือลงได้ด้วยความน่าจะเป็น 50 ถึง 50 แต่มีจักรวาลคู่ขนานกันสองแห่ง ในจักรวาลหนึ่ง อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ขึ้นจริง และในอีกจักรวาลหนึ่งเคลื่อนที่ลง ในแต่ละจักรวาลเหล่านี้ยังมีผู้สังเกตการณ์หรือเครื่องมือวัดอีกด้วย สองผลลัพธ์มีอยู่พร้อมกันในสองจักรวาล เช่นเดียวกับผู้สังเกตการณ์หรือเครื่องมือวัด

แน่นอน เมื่อสถานะการซ้อนหลายตัวของอนุภาคมาบรรจบกันเป็นหนึ่ง ไม่เพียงมีสถานะเสมือนสองสถานะเท่านั้น แต่มีความเป็นไปได้มากกว่าที่อนุภาคสามารถรับได้ ดังนั้นจึงต้องมีหลายจักรวาล ประมาณ 10100 จักรวาล แต่ละแห่งมีผู้สังเกตการณ์และเครื่องมือวัด

จักรวาลที่สร้างขึ้นโดยผู้สังเกต

หากมีจักรวาล 10100 หรือ 10,500 จักรวาล (แม้ว่าส่วนใหญ่แล้วชีวิตจะไม่มีวันเกิดขึ้น) เราจะอยู่ในจักรวาลที่มีรูปแบบชีวิตที่ซับซ้อนได้อย่างไร นี่อาจเป็นเพียงเรื่องบังเอิญ? เรื่องนี้มีเรื่องเล่าปรัมปราทางวิทยาศาสตร์มากมาย รวมถึงหลักการจักรวาลวิทยามานุษยวิทยา ซึ่งอ้างว่าการสังเกตจักรวาลของเราเกี่ยวข้องกับความบังเอิญที่มีความสุขเช่นนั้น เมื่อเร็ว ๆ นี้ Stephen Hawking จากเคมบริดจ์และ Thomas Hertog จาก CERN (องค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป) ได้คำตอบทางคณิตศาสตร์ ตามทฤษฎีที่ผู้สังเกตการณ์สร้างขึ้นของจักรวาล จักรวาลที่แยกจากกันไม่ได้แตกแขนงออกไปตามกาลเวลาและดำรงอยู่ได้ด้วยตัวของมันเอง (ตามที่ทฤษฎีสตริงแนะนำ) แต่จักรวาลที่เป็นไปได้ทั้งหมดมีอยู่พร้อมๆ กันในสถานะซ้อนทับกัน การดำรงอยู่ของเราในจักรวาลนี้เลือกเส้นทางที่นำไปสู่จักรวาลเช่นนั้น ท่ามกลางเส้นทางอื่นๆ ที่นำไปสู่จักรวาลอื่นทั้งหมด ไม่รวมเส้นทางอื่นๆ ทั้งหมด ดังนั้น ในทฤษฎีนี้ ห่วงโซ่สาเหตุของเหตุการณ์จึงกลับกัน: ปัจจุบันกำหนดอดีต สิ่งนี้จะเป็นไปไม่ได้หากจักรวาลมีสถานะเริ่มต้นที่แน่นอน เพราะจากสถานะหนึ่ง ประวัติศาสตร์บางอย่างจะถือกำเนิดขึ้น แต่ Hawking และ Hertog เถียงกันว่าจักรวาลไม่มีสถานะที่แน่นอนในขั้นต้น ไม่มีจุดอ้างอิง - ขอบเขตดังกล่าวไม่มีอยู่จริง

จักรวาลโฮโลแกรม

ตำนานทางวิทยาศาสตร์นี้อ้างว่าจักรวาลเป็นโฮโลแกรม (หรืออย่างน้อยก็ถือได้ว่าเป็นอย่างนั้น) (ในโฮโลแกรมที่เราจะพูดถึงในรายละเอียดอีกเล็กน้อยในภายหลัง แบบจำลองสองมิติสร้างภาพสามมิติ) เชื่อกันว่าข้อมูลทั้งหมดที่ประกอบขึ้นเป็นเอกภพนั้นตั้งอยู่บนขอบของจักรวาล ซึ่งก็คือ พื้นผิวสองมิติ ข้อมูลสองมิตินี้มีต้นกำเนิดภายในจักรวาลในสามมิติ เรามองว่าจักรวาลเป็นสามมิติ ถึงแม้ว่าบางสิ่งที่ทำให้มันเป็นอย่างนั้นก็คือเขตข้อมูลสองมิติ เหตุใดความคิดที่ดูเหมือนไร้สาระนี้จึงกลายเป็นหัวข้อของการโต้เถียงและการวิจัย

ปัญหาที่ทฤษฎีของจักรวาลโฮโลแกรมขจัดออกไปนั้นเป็นเรื่องของอุณหพลศาสตร์ ตามกฎข้อที่สองที่แน่วแน่ของเธอ ระดับความโกลาหลไม่มีวันลดลงในระบบปิด ซึ่งหมายความว่าระดับความโกลาหลไม่มีวันลดลงในจักรวาลโดยรวม เพราะหากเราพิจารณาจักรวาลอย่างครบถ้วน มันจะเป็นระบบปิด (ไม่มีภายนอกและไม่มีอะไรเปิดได้) ระดับของความโกลาหลไม่สามารถลดลงได้หมายความว่าลำดับที่แสดงเป็นข้อมูลไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้ ตามทฤษฎีควอนตัม ข้อมูลที่สร้างหรือรักษาระเบียบต้องคงที่ ข้อมูลจะไม่มากหรือน้อย

แต่จะเกิดอะไรขึ้นกับข้อมูลเมื่อสสารหายไปในหลุมดำ? อาจดูเหมือนว่าหลุมดำทำลายข้อมูลที่มีอยู่ในสสาร อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ขัดต่อทฤษฎีควอนตัม เพื่อไขปริศนานี้ Stephen Hawking ร่วมกับ Jacob Bekenstein ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน อนุมานว่าความโกลาหลในหลุมดำเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ผิวของมัน ภายในหลุมดำมีพื้นที่สำหรับการสั่งซื้อและข้อมูลมากกว่าบนพื้นผิว ตัวอย่างเช่น ในหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตร มีที่ว่างสำหรับปริมาตรพลังค์ 1099 และข้อมูลบนพื้นผิวเพียง 1,066 บิต (ปริมาตรพลังค์เป็นพื้นที่ขนาดเล็กที่แทบจะเข้าใจยากล้อมรอบด้วยด้านข้าง 10-35 เมตร) Leonard Susskind จาก Stanford และ Gerard 't Hooft จาก Utrech University ได้เสนอว่าข้อมูลภายในหลุมดำจะไม่สูญหาย แต่ถูกจัดเก็บไว้บนพื้นผิวแบบโฮโลแกรม

คณิตศาสตร์พบว่ามีการใช้โฮโลแกรมอย่างไม่คาดคิดในปี 2541 เมื่อฮวน มัลดาเซนา ซึ่งขณะนั้นอยู่ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด พยายามทำงานกับทฤษฎีสตริงในแรงโน้มถ่วงควอนตัม Maldacena พบว่าสตริงใช้งานได้ง่ายกว่าใน 5D มากกว่าใน 4D (เรารับรู้พื้นที่ในสามมิติ: ระนาบสองระนาบตามพื้นผิวและหนึ่งแนวตั้ง มิติที่สี่จะตั้งฉากกับสามมิตินี้ แต่ไม่สามารถรับรู้ได้ นักคณิตศาสตร์สามารถเพิ่มมิติจำนวนเท่าใดก็ได้ โดยเคลื่อนที่ไปไกลขึ้นและไกลจากโลกที่รับรู้ .) วิธีแก้ปัญหาดูเหมือนชัดเจน: สมมติว่าพื้นที่ห้ามิติภายในหลุมดำจริง ๆ แล้วเป็นโฮโลแกรมของพื้นที่สี่มิติบนพื้นผิวของมัน จากนั้นจึงทำการคำนวณที่ค่อนข้างง่ายในห้ามิติ โดยทำงานกับพื้นที่สี่มิติ

วิธีการลดจำนวนมิติให้เหมาะสมกับจักรวาลโดยรวมหรือไม่? ดังที่เราได้เห็น นักทฤษฎีสตริงต่อสู้กับมิติพิเศษมากมาย โดยพบว่าพื้นที่สามมิติไม่เพียงพอที่จะทำงานให้สำเร็จ: ผูกการสั่นสะเทือนของสตริงต่างๆ ในจักรวาลให้เป็นสมการเดียว หลักการโฮโลแกรมสามารถช่วยได้ เนื่องจากจักรวาลสามารถคิดได้ว่าเป็นโฮโลแกรมหลายมิติที่จัดเก็บในมิติที่น้อยกว่าที่ขอบ

หลักการโฮโลแกรมอาจทำให้ทฤษฎีสตริงคำนวณได้ง่ายขึ้น แต่มีสมมติฐานที่น่าอัศจรรย์เกี่ยวกับธรรมชาติของโลก แม้แต่เจอราร์ด ฮูฟต์ ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งหลักการนี้ ก็ไม่ถือว่าเป็นเรื่องที่เถียงไม่ได้อีกต่อไป เขากล่าวว่าในบริบทนี้ ภาพสามมิติไม่ใช่หลักการ แต่เป็นปัญหา บางทีเขาอาจแนะนำว่าแรงโน้มถ่วงควอนตัมอาจมาจากหลักการพื้นฐานที่ไม่เป็นไปตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัม

ในช่วงเวลาแห่งการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ เมื่อกระบวนทัศน์ที่มีอยู่อยู่ภายใต้ความกดดัน ตำนานทางวิทยาศาสตร์ใหม่ ๆ ก็ถูกหยิบยกขึ้นมา แต่ก็ไม่ได้รับการยืนยันทั้งหมด นักทฤษฎีได้ยึดมั่นในความเชื่อที่ว่าอย่างที่กาลิเลโอกล่าวว่า "หนังสือแห่งธรรมชาติเขียนขึ้นในภาษาของคณิตศาสตร์" และลืมไปว่าไม่ใช่ทุกสิ่งในภาษาของคณิตศาสตร์จะมีอยู่ในหนังสือแห่งธรรมชาติ เป็นผลให้ตำนานที่ออกแบบทางคณิตศาสตร์จำนวนมากยังคงเป็นแค่ตำนาน อย่าง ไร ก็ ตาม ส่วน อื่น ๆ มี เมล็ด แห่ง ความ ก้าว หน้า ทาง วิทยาศาสตร์ อย่าง ยิ่ง. ในขั้นต้นไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าเมล็ดใดจะงอกและออกผล ทุ่งนากำลังเดือดดาลอยู่ในความสับสนวุ่นวายที่สร้างสรรค์

นี่คือสถานการณ์ในปัจจุบันในสาขาวิทยาศาสตร์มากมาย ปรากฏการณ์ผิดปกติกำลังทวีคูณในจักรวาลวิทยากายภาพ ฟิสิกส์ควอนตัม ชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการและควอนตัม และสาขาใหม่ของการวิจัยจิตสำนึก พวกเขาสร้างความไม่แน่นอนมากขึ้นและบังคับให้นักวิทยาศาสตร์ที่เปิดกว้างผลักดันขอบเขตของทฤษฎีที่ยอมรับได้ ในขณะที่นักวิจัยหัวโบราณยืนยันว่ามีเพียงความคิดที่ตีพิมพ์ในวารสารทางวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงและทำซ้ำในตำราเท่านั้นที่สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นวิทยาศาสตร์ นักวิจัยที่ล้ำยุคกำลังมองหาแนวคิดใหม่โดยพื้นฐาน ซึ่งรวมถึงแนวคิดที่ถือว่าอยู่นอกขอบเขตของสาขาวิชาเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา .

สาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์มีมากขึ้นเรื่อยๆ อธิบายโลกด้วยวิธีที่เหลือเชื่อมากขึ้นเรื่อยๆ จักรวาลวิทยาได้เพิ่มสสารมืด พลังงานมืด และพื้นที่หลายมิติเข้าไป ฟิสิกส์ควอนตัม - อนุภาคที่เชื่อมต่อทันทีในกาลอวกาศในระดับที่ลึกกว่าของความเป็นจริง ชีววิทยา - สิ่งมีชีวิตซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสมบูรณ์ของควอนตัม และการศึกษาเรื่องจิตสำนึกเป็นการเชื่อมต่อระหว่างบุคคลโดยไม่ขึ้นกับพื้นที่และเวลา นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการยืนยันแล้วซึ่งตอนนี้ถือว่าสมบูรณ์แล้ว

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีกล่าวว่าจักรวาลไม่ได้เกิดขึ้นจากบิกแบงเลย แต่เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของดาวสี่มิติเป็นหลุมดำซึ่งกระตุ้นการปล่อย "ขยะ" มันเป็นขยะที่กลายเป็นพื้นฐานของจักรวาลของเรา

ทีมนักฟิสิกส์ - Razieh Pourhasan, Niyesh Afshordi และ Robert B. Mann - เสนอทฤษฎีใหม่อย่างสมบูรณ์เกี่ยวกับการกำเนิดจักรวาลของเรา สำหรับความซับซ้อนทั้งหมด ทฤษฎีนี้อธิบายประเด็นที่เป็นปัญหามากมายในมุมมองสมัยใหม่ของจักรวาล

ทฤษฎีที่ยอมรับกันโดยทั่วไปเกี่ยวกับการเกิดขึ้นของจักรวาลพูดถึงบทบาทสำคัญในกระบวนการบิกแบงนี้ ทฤษฎีนี้สอดคล้องกับภาพที่สังเกตได้ของการขยายตัวของจักรวาล อย่างไรก็ตาม เธอมีปัญหาบางประการ ดังนั้นจึงไม่ชัดเจนนัก ตัวอย่างเช่น ภาวะภาวะเอกฐานสร้างเอกภพที่มีอุณหภูมิเกือบเท่ากันในส่วนต่างๆ ได้อย่างไร เมื่อพิจารณาอายุของจักรวาลของเรา - ประมาณ 13.8 พันล้านปี - เป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุสมดุลอุณหภูมิที่สังเกตได้

นักจักรวาลวิทยาหลายคนโต้แย้งว่าการขยายตัวของเอกภพต้องเร็วกว่าความเร็วของแสง แต่อัฟชอร์ดีตั้งข้อสังเกตถึงความสุ่มของบิ๊กแบง ดังนั้นจึงไม่ชัดเจนว่าบริเวณที่มีขนาดเดียวหรืออีกขนาดหนึ่งซึ่งมีอุณหภูมิเท่ากันสามารถก่อตัวขึ้นได้อย่างไร

แบบจำลองใหม่ของการกำเนิดจักรวาลอธิบายความลึกลับนี้ จักรวาลสามมิติลอยอยู่ในแบบจำลองใหม่เหมือนเมมเบรนในจักรวาลสี่มิติ อันที่จริง จักรวาลเป็นวัตถุทางกายภาพหลายมิติที่มีมิติน้อยกว่ามิติของอวกาศ

แน่นอนว่าในจักรวาล 4 มิติ มีดาว 4 มิติที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ตลอดวงจรชีวิตที่ดาว 3 มิติมีอยู่ในจักรวาลของเรา ดาวสี่มิติซึ่งมีมวลมากที่สุดซึ่งระเบิดในมหานวดาราเมื่อสิ้นอายุขัย จะกลายเป็นหลุมดำ

หลุมสี่มิติจะมีขอบฟ้าเหตุการณ์เดียวกันกับหลุมดำสามมิติ ขอบฟ้าเหตุการณ์คือขอบเขตระหว่างด้านในของหลุมดำกับด้านนอก ในจักรวาลสามมิติ ขอบฟ้าเหตุการณ์นี้แสดงเป็นพื้นผิวสองมิติ ในขณะที่ในจักรวาลสี่มิติ จะแสดงเป็นไฮเปอร์สเฟียร์สามมิติ

ดังนั้นเมื่อดาวสี่มิติระเบิด เบรนสามมิติจะก่อตัวขึ้นจากวัสดุที่เหลืออยู่ที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ กล่าวคือ จักรวาลก็คล้ายกับของเรา แบบจำลองที่ไม่ธรรมดาสำหรับจินตนาการของมนุษย์สามารถตอบคำถามว่าทำไมจักรวาลจึงมีอุณหภูมิเกือบเท่ากัน: จักรวาลสี่มิติที่ก่อให้เกิดจักรวาลสามมิตินั้นมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 13.8 พันล้านปี

จากมุมมองของบุคคลที่คุ้นเคยกับการนำเสนอจักรวาลว่าเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่และไม่มีที่สิ้นสุด มันไม่ง่ายเลยที่จะรับรู้ทฤษฎีใหม่ เป็นเรื่องยากที่จะตระหนักว่าจักรวาลของเราอาจเป็นเพียงสิ่งรบกวนในท้องถิ่น "ใบไม้บนสระน้ำ" ของรูสี่มิติโบราณที่มีขนาดมหึมา

ความยิ่งใหญ่และความหลากหลายของโลกรอบข้างสามารถทำให้จินตนาการต่างๆ ตื่นตาตื่นใจ วัตถุและวัตถุทั้งหมดที่ล้อมรอบบุคคล คนอื่น พืชและสัตว์ประเภทต่างๆ อนุภาคที่มองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์เท่านั้น และกระจุกดาวที่เข้าใจยาก ทั้งหมดนี้รวมกันเป็นหนึ่งโดยแนวคิดของ "จักรวาล"

ทฤษฎีกำเนิดจักรวาลได้รับการพัฒนาโดยมนุษย์มาช้านาน แม้จะไม่มีแม้แต่แนวคิดเริ่มต้นของศาสนาหรือวิทยาศาสตร์ แต่ในจิตใจที่อยากรู้อยากเห็นของคนโบราณก็มีคำถามเกี่ยวกับหลักการของระเบียบโลกและเกี่ยวกับตำแหน่งของบุคคลในอวกาศที่ล้อมรอบเขา เป็นการยากที่จะนับว่าทุกวันนี้มีทฤษฎีกำเนิดจักรวาลกี่ทฤษฎี บางทฤษฎีกำลังได้รับการศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำระดับโลก บางทฤษฎีก็น่าอัศจรรย์มาก

จักรวาลวิทยาและหัวเรื่อง

จักรวาลวิทยาสมัยใหม่ - ศาสตร์แห่งโครงสร้างและการพัฒนาของจักรวาล - ถือว่าคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของมันเป็นหนึ่งในความลึกลับที่น่าสนใจที่สุดและยังศึกษาไม่เพียงพอ ธรรมชาติของกระบวนการที่นำไปสู่การเกิดขึ้นของดาวฤกษ์ กาแล็กซี ระบบสุริยะและดาวเคราะห์ การพัฒนา ที่มาของการเกิดขึ้นของจักรวาล ตลอดจนขนาดและขอบเขต ทั้งหมดนี้เป็นเพียงประเด็นสั้นๆ ที่ศึกษา โดยนักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

การค้นหาคำตอบของปริศนาพื้นฐานเกี่ยวกับการก่อตัวของโลกได้นำไปสู่ความจริงที่ว่าทุกวันนี้มีทฤษฎีต่างๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิด การดำรงอยู่ การพัฒนาของจักรวาล ความตื่นเต้นของผู้เชี่ยวชาญที่มองหาคำตอบ การสร้างและทดสอบสมมติฐานนั้นสมเหตุสมผล เพราะทฤษฎีการกำเนิดของจักรวาลที่เชื่อถือได้จะเปิดเผยต่อมวลมนุษยชาติถึงความน่าจะเป็นของการดำรงอยู่ของระบบและดาวเคราะห์อื่น

ทฤษฎีที่มาของจักรวาลมีลักษณะของแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ สมมติฐานส่วนบุคคล คำสอนทางศาสนา แนวคิดเชิงปรัชญาและตำนาน พวกเขาทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองประเภทตามเงื่อนไข:

1. ทฤษฎีตามที่จักรวาลถูกสร้างขึ้นโดยผู้สร้าง กล่าวอีกนัยหนึ่งสาระสำคัญของพวกเขาคือกระบวนการสร้างจักรวาลเป็นการกระทำที่มีสติสัมปชัญญะและจิตวิญญาณซึ่งเป็นการสำแดงของเจตจำนง
2. ทฤษฎีการกำเนิดของจักรวาล สร้างขึ้นบนพื้นฐานของปัจจัยทางวิทยาศาสตร์ สมมุติฐานของพวกเขาปฏิเสธทั้งการดำรงอยู่ของผู้สร้างและความเป็นไปได้ของการสร้างโลกอย่างมีสติ สมมติฐานดังกล่าวมักขึ้นอยู่กับสิ่งที่เรียกว่าหลักการธรรมดาสามัญ พวกเขาแนะนำความเป็นไปได้ของชีวิตไม่เพียง แต่บนโลกของเราเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้อื่นด้วย

Creationism - ทฤษฎีการสร้างโลกโดยผู้สร้าง

ตามชื่อที่บ่งบอก เนรมิต (การสร้างสรรค์) เป็นทฤษฎีทางศาสนาเกี่ยวกับที่มาของจักรวาล โลกทัศน์นี้มีพื้นฐานมาจากแนวคิดเรื่องการสร้างจักรวาล โลก และมนุษย์โดยพระเจ้าหรือผู้สร้าง

แนวคิดนี้ครอบงำมาเป็นเวลานานจนถึงปลายศตวรรษที่ 19 เมื่อกระบวนการสะสมความรู้ในสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆ (ชีววิทยา ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์) ได้เร่งตัวขึ้น และทฤษฎีวิวัฒนาการก็แพร่หลายออกไป ลัทธิเนชั่นนิสม์ได้กลายเป็นปฏิกิริยาของคริสเตียนที่ยึดมั่นในทัศนะอนุรักษ์นิยมเกี่ยวกับการค้นพบที่เกิดขึ้น แนวคิดที่โดดเด่นในขณะนั้นเพิ่มความขัดแย้งระหว่างศาสนากับทฤษฎีอื่นๆ เท่านั้น

อะไรคือความแตกต่างระหว่างทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์และศาสนา

ความแตกต่างหลักระหว่างทฤษฎีของหมวดหมู่ต่างๆ ส่วนใหญ่อยู่ในเงื่อนไขที่ใช้โดยสมัครพรรคพวกของพวกเขา ดังนั้น ในสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ แทนที่จะเป็นผู้สร้าง - ธรรมชาติ และแทนที่จะสร้าง - กำเนิด นอกจากนี้ยังมีคำถามที่ครอบคลุมโดยทฤษฎีต่าง ๆ ที่คล้ายกันหรือทำซ้ำอย่างสมบูรณ์

ทฤษฎีการกำเนิดของเอกภพซึ่งอยู่ในประเภทที่ตรงข้ามกัน ระบุลักษณะที่ปรากฏของมันในรูปแบบต่างๆ ตัวอย่างเช่น ตามสมมติฐานที่พบบ่อยที่สุด (ทฤษฎีบิ๊กแบง) จักรวาลก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 13 พันล้านปีก่อน

ในทางตรงข้าม ทฤษฎีศาสนาของการกำเนิดจักรวาลให้ตัวเลขที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง:

• ตามแหล่งข่าวของคริสเตียน อายุของจักรวาลที่พระเจ้าสร้างขึ้นในเวลาที่พระเยซูคริสต์ประสูติคือ 3483-6984 ปี
• ศาสนาฮินดูแสดงให้เห็นว่าโลกของเรามีอายุประมาณ 155 ล้านล้านปี

กันต์กับแบบจำลองจักรวาลวิทยาของเขา

จนถึงศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มีความเห็นว่าจักรวาลไม่มีที่สิ้นสุด คุณภาพนี้บ่งบอกถึงเวลาและพื้นที่ นอกจากนี้ ในความเห็นของพวกเขา จักรวาลยังคงนิ่งและสม่ำเสมอ

ไอแซก นิวตัน เสนอแนวคิดเรื่องความไม่มีที่สิ้นสุดของจักรวาลในอวกาศ การพัฒนาสมมติฐานนี้เกี่ยวข้องกับผู้ที่พัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับการไม่มีเวลาจำกัดเช่นกัน ในการก้าวต่อไปตามสมมติฐานทางทฤษฎี Kant ได้ขยายขอบเขตอนันต์ของจักรวาลไปสู่จำนวนของผลิตภัณฑ์ทางชีววิทยาที่เป็นไปได้ สมมุติฐานนี้หมายความว่าในสภาพของโลกยุคโบราณและโลกกว้างใหญ่ โดยปราศจากจุดจบและจุดเริ่มต้น อาจมีตัวเลือกที่เป็นไปได้มากมายนับไม่ถ้วน อันเป็นผลมาจากการเกิดขึ้นของสปีชีส์ทางชีววิทยาใดๆ ก็ตามมีอยู่จริง

ตามการเกิดขึ้นของรูปแบบชีวิตที่เป็นไปได้ ทฤษฎีของดาร์วินได้รับการพัฒนาในภายหลัง การสังเกตท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวและผลการคำนวณของนักดาราศาสตร์ยืนยันแบบจำลองจักรวาลวิทยาของคานท์

ภาพสะท้อนของไอน์สไตน์

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้ตีพิมพ์แบบจำลองจักรวาลของเขาเอง ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพของเขา กระบวนการที่ตรงกันข้ามสองกระบวนการเกิดขึ้นพร้อมกันในจักรวาล: การขยายตัวและการหดตัว อย่างไรก็ตาม เขาเห็นด้วยกับความคิดเห็นของนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เกี่ยวกับความนิ่งของจักรวาล ดังนั้นเขาจึงแนะนำแนวคิดของแรงผลักของจักรวาล ผลกระทบของมันถูกออกแบบมาเพื่อสร้างสมดุลการดึงดูดของดวงดาวและหยุดกระบวนการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้าทั้งหมด เพื่อรักษาธรรมชาติที่นิ่งของจักรวาล

แบบจำลองของจักรวาล - ตาม Einstein - มีขนาดที่แน่นอน แต่ไม่มีขอบเขต การรวมกันดังกล่าวจะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อพื้นที่นั้นโค้งในลักษณะที่มันเกิดขึ้นในทรงกลม

ลักษณะของพื้นที่ของแบบจำลองดังกล่าวคือ:

• สามมิติ.
• ปิดตัวเอง.
• ความเป็นเนื้อเดียวกัน (ขาดศูนย์กลางและขอบ) ซึ่งกาแลคซีมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอ

A.A. Fridman: จักรวาลกำลังขยายตัว

ผู้สร้างแบบจำลองการขยายการปฏิวัติของจักรวาล A. A. Fridman (สหภาพโซเวียต) ได้สร้างทฤษฎีของเขาบนพื้นฐานของสมการที่อธิบายลักษณะของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป จริงอยู่ความคิดเห็นที่ยอมรับโดยทั่วไปในโลกวิทยาศาสตร์ในเวลานั้นเป็นธรรมชาติของโลกของเราดังนั้นจึงไม่ได้ให้ความสนใจกับงานของเขา

ไม่กี่ปีต่อมา นักดาราศาสตร์ Edwin Hubble ได้ค้นพบซึ่งยืนยันความคิดของฟรีดแมน การค้นพบกาแล็กซีออกจากทางช้างเผือกที่อยู่ใกล้ๆ ถูกค้นพบแล้ว ในเวลาเดียวกัน ความจริงที่ว่าความเร็วของการเคลื่อนที่เป็นสัดส่วนกับระยะห่างระหว่างพวกมันกับดาราจักรของเรานั้นไม่อาจหักล้างได้

การค้นพบนี้อธิบายการ "ถอยกลับ" อย่างต่อเนื่องของดาวและดาราจักรที่มีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ซึ่งนำไปสู่ข้อสรุปเกี่ยวกับการขยายตัวของเอกภพ

ในที่สุด Einstein ได้สรุปข้อสรุปของฟรีดแมนซึ่งต่อมากล่าวถึงข้อดีของนักวิทยาศาสตร์โซเวียตในฐานะผู้ก่อตั้งสมมติฐานของการขยายตัวของจักรวาล

ไม่สามารถพูดได้ว่ามีความขัดแย้งระหว่างทฤษฎีนี้กับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป อย่างไรก็ตาม ด้วยการขยายตัวของเอกภพ จะต้องมีแรงกระตุ้นเริ่มต้นที่กระตุ้นการกระเจิงของดาวฤกษ์ เมื่อเปรียบเทียบกับการระเบิด แนวคิดนี้เรียกว่า "บิ๊กแบง"

Stephen Hawking และหลักการมานุษยวิทยา

ผลของการคำนวณและการค้นพบของสตีเฟน ฮอว์คิงคือทฤษฎีมานุษยวิทยาเกี่ยวกับจุดกำเนิดของจักรวาล ผู้สร้างอ้างว่าการมีอยู่ของดาวเคราะห์ที่เตรียมไว้อย่างดีสำหรับชีวิตมนุษย์นั้นไม่ใช่เรื่องบังเอิญ

ทฤษฎีกำเนิดจักรวาลของ Stephen Hawking ยังจัดให้มีการระเหยของหลุมดำทีละน้อย การสูญเสียพลังงาน และการปล่อยรังสีฮอว์คิง

จากการค้นหาหลักฐานพบว่ามีการระบุและตรวจสอบลักษณะมากกว่า 40 รายการซึ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาอารยธรรม นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Hugh Ross ประเมินความน่าจะเป็นของความบังเอิญที่ไม่ได้ตั้งใจดังกล่าว ผลลัพธ์คือหมายเลข 10 -53

จักรวาลของเราประกอบด้วยกาแล็กซีหลายล้านล้านกาแล็กซี แต่ละแห่งมีดาวฤกษ์ 1 แสนล้านดวง จากการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ จำนวนดาวเคราะห์ทั้งหมดควรเป็น 10 20 ดวง ตัวเลขนี้มีขนาดเล็กกว่าที่คำนวณไว้ก่อนหน้านี้ 33 ขนาด ด้วยเหตุนี้ จึงไม่มีดาวเคราะห์ดวงใดในกาแลคซีทั้งหมดที่สามารถรวมสภาพที่เหมาะสำหรับการเกิดขึ้นตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต

ทฤษฎีบิ๊กแบง: การเกิดขึ้นของจักรวาลจากอนุภาคเล็กน้อย

นักวิทยาศาสตร์ที่สนับสนุนทฤษฎีบิ๊กแบงแบ่งปันสมมติฐานว่าจักรวาลเป็นผลมาจากการระเบิดครั้งใหญ่ สมมติฐานหลักของทฤษฎีคือการยืนยันว่าก่อนเหตุการณ์นี้ องค์ประกอบทั้งหมดของจักรวาลปัจจุบันถูกปิดล้อมอยู่ในอนุภาคที่มีขนาดจิ๋ว ขณะอยู่ภายในองค์ประกอบ องค์ประกอบมีลักษณะเป็นสถานะเอกพจน์ซึ่งไม่สามารถวัดตัวบ่งชี้ เช่น อุณหภูมิ ความหนาแน่น และความดันได้ พวกเขาไม่มีที่สิ้นสุด สสารและพลังงานในสถานะนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากกฎฟิสิกส์

สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อ 15 พันล้านปีก่อนเรียกว่าความไม่เสถียรที่เกิดขึ้นภายในอนุภาค องค์ประกอบที่เล็กที่สุดที่กระจัดกระจายเป็นรากฐานสำหรับโลกที่เรารู้จักในปัจจุบัน

ในตอนแรกจักรวาลเป็นเนบิวลาที่เกิดจากอนุภาคขนาดเล็ก (เล็กกว่าอะตอม) จากนั้น เมื่อรวมกันแล้ว พวกมันก็ก่อตัวเป็นอะตอม ซึ่งทำหน้าที่เป็นฐานของดาราจักรดาวฤกษ์ การตอบคำถามเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นก่อนการระเบิดรวมถึงสาเหตุคือภารกิจที่สำคัญที่สุดของทฤษฎีกำเนิดจักรวาลนี้

ตารางแสดงขั้นตอนของการก่อตัวของเอกภพหลังบิกแบงตามแผนผัง

จากข้อมูลข้างต้น จักรวาลยังคงขยายตัวและเย็นลงอย่างต่อเนื่อง

ระยะห่างระหว่างกาแลคซี่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นสมมติฐานหลัก: สิ่งที่ทำให้ทฤษฎีบิ๊กแบงแตกต่าง การเกิดขึ้นของจักรวาลในลักษณะนี้สามารถยืนยันได้จากหลักฐานที่พบ นอกจากนี้ยังมีเหตุสำหรับการหักล้าง

ปัญหาของทฤษฎี

เนื่องจากทฤษฎีบิ๊กแบงไม่ได้รับการพิสูจน์ในทางปฏิบัติ จึงไม่น่าแปลกใจที่มีคำถามหลายข้อที่ไม่สามารถตอบได้:

1. ภาวะเอกฐาน คำนี้หมายถึงสถานะของจักรวาลที่ถูกบีบอัดให้เหลือจุดเดียว ปัญหาของทฤษฎีบิ๊กแบงคือความเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายกระบวนการที่เกิดขึ้นในสสารและอวกาศในสถานะดังกล่าว กฎสัมพัทธภาพทั่วไปใช้ไม่ได้ในที่นี้ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างคำอธิบายและสมการทางคณิตศาสตร์สำหรับการสร้างแบบจำลอง
   ความเป็นไปไม่ได้ขั้นพื้นฐานในการได้คำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับสถานะเริ่มต้นของจักรวาลทำให้ทฤษฎีเสื่อมเสียไปตั้งแต่ต้น นิทรรศการที่ไม่ใช่นิยายของเธอมักจะกลบเกลื่อนหรือเพียงแต่กล่าวถึงความซับซ้อนในการผ่านพ้นไปเท่านั้น อย่างไรก็ตาม สำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานเพื่อวางรากฐานทางคณิตศาสตร์สำหรับทฤษฎีบิ๊กแบง ความยากลำบากนี้ถือเป็นอุปสรรคสำคัญ
2. ดาราศาสตร์. ในพื้นที่นี้ ทฤษฎีบิ๊กแบงต้องเผชิญกับข้อเท็จจริงที่ว่ามันไม่สามารถอธิบายกระบวนการกำเนิดของดาราจักรได้ ตามทฤษฎีรุ่นปัจจุบัน เป็นไปได้ที่จะทำนายว่าเมฆก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันปรากฏขึ้นได้อย่างไร ในขณะเดียวกัน ความหนาแน่นของมันในตอนนี้น่าจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งอะตอมต่อลูกบาศก์เมตร เพื่อให้ได้อะไรมากกว่านั้น เราไม่สามารถทำได้โดยไม่ต้องปรับสถานะเริ่มต้นของจักรวาล การขาดข้อมูลและประสบการณ์จริงในด้านนี้กลายเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการสร้างแบบจำลองต่อไป

นอกจากนี้ยังมีความคลาดเคลื่อนระหว่างมวลที่คำนวณได้ของดาราจักรของเรากับข้อมูลที่ได้รับเมื่อศึกษาความเร็วของการดึงดูดของมันต่อการตัดสินโดยทุกสิ่ง น้ำหนักของดาราจักรของเรามากกว่าที่เคยคิดไว้สิบเท่า

จักรวาลวิทยาและฟิสิกส์ควอนตัม

ทุกวันนี้ ไม่มีทฤษฎีจักรวาลวิทยาที่ไม่อาศัยกลศาสตร์ควอนตัม มันเกี่ยวข้องกับคำอธิบายของพฤติกรรมของอะตอมและฟิสิกส์ควอนตัมความแตกต่างระหว่างฟิสิกส์ควอนตัมและฟิสิกส์คลาสสิก (อธิบายโดยนิวตัน) คืออันที่สองสังเกตและอธิบายวัตถุในขณะที่อันแรกถือว่าคำอธิบายทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะของ การสังเกตและการวัดด้วยตนเอง สำหรับฟิสิกส์ควอนตัม ค่าวัสดุไม่ได้เป็นตัวแทนของการวิจัย แต่ผู้สังเกตการณ์เองก็เป็นส่วนหนึ่งของสถานการณ์ที่กำลังศึกษาอยู่

จากคุณสมบัติเหล่านี้ กลศาสตร์ควอนตัมมีปัญหาในการอธิบายจักรวาล เนื่องจากผู้สังเกตการณ์เป็นส่วนหนึ่งของจักรวาล อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงการเกิดขึ้นของจักรวาล เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงบุคคลภายนอก ความพยายามที่จะพัฒนาแบบจำลองโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของผู้สังเกตการณ์ภายนอกนั้น ได้สวมมงกุฎด้วยทฤษฎีควอนตัมของการกำเนิดจักรวาลโดย J. Wheeler

สาระสำคัญของมันคือในแต่ละช่วงเวลามีการแบ่งแยกของจักรวาลและการก่อตัวของสำเนาจำนวนอนันต์ ผลที่ได้คือสามารถสังเกตเอกภพคู่ขนานแต่ละจักรวาลได้ และผู้สังเกตสามารถเห็นทางเลือกควอนตัมทั้งหมดได้ ในขณะเดียวกัน โลกเดิมและโลกใหม่ก็มีจริง

แบบจำลองอัตราเงินเฟ้อ

งานหลักที่เรียกร้องให้แก้ปัญหาทฤษฎีอัตราเงินเฟ้อคือการค้นหาคำตอบสำหรับคำถามที่ยังไม่ได้สำรวจโดยทฤษฎีบิ๊กแบงและทฤษฎีการขยายตัว กล่าวคือ:

1. ทำไมจักรวาลถึงขยายตัว?
2. บิ๊กแบงคืออะไร?

ด้วยเหตุนี้ ทฤษฎีการพองตัวของต้นกำเนิดของเอกภพได้จัดให้มีการคาดการณ์การขยายตัวจนถึงจุดศูนย์ในเวลา การสรุปมวลทั้งหมดของจักรวาล ณ จุดหนึ่ง และการเกิดภาวะเอกฐานทางจักรวาลวิทยาซึ่งมักจะเกิดขึ้นบ่อยครั้ง เรียกว่าบิ๊กแบง

ความไม่ชัดเจนของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งไม่สามารถนำไปใช้ได้ในขณะนี้นั้นชัดเจน ผลที่ได้คือ มีเพียงวิธีการทางทฤษฎี การคำนวณ และข้อสรุปเท่านั้นที่สามารถนำมาพัฒนาทฤษฎีทั่วไป (หรือ "ฟิสิกส์ใหม่") และแก้ปัญหาเอกพจน์ทางจักรวาลวิทยาได้

ทฤษฎีทางเลือกใหม่

แม้จะมีความสำเร็จของแบบจำลองอัตราเงินเฟ้อในจักรวาล แต่ก็มีนักวิทยาศาสตร์ที่คัดค้านและเรียกมันว่าไม่สามารถป้องกันได้ อาร์กิวเมนต์หลักของพวกเขาคือการวิพากษ์วิจารณ์วิธีแก้ปัญหาที่เสนอโดยทฤษฎี ฝ่ายตรงข้ามโต้แย้งว่าผลลัพธ์ที่ได้จะละเว้นรายละเอียดบางส่วน กล่าวอีกนัยหนึ่ง แทนที่จะแก้ปัญหาของค่าเริ่มต้น ทฤษฏีเพียงแต่ปิดบังไว้อย่างชำนาญเท่านั้น

อีกทางเลือกหนึ่งคือทฤษฎีแปลก ๆ สองสามทฤษฎีซึ่งแนวคิดนี้ขึ้นอยู่กับการก่อตัวของค่าเริ่มต้นก่อนเกิดบิ๊กแบง ทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับการกำเนิดของเอกภพสามารถอธิบายสั้น ๆ ได้ดังนี้:

• ทฤษฎีสตริง สมัครพรรคพวกเสนอนอกเหนือจากมิติปกติทั้งสี่ของพื้นที่และเวลาเพื่อแนะนำมิติเพิ่มเติม พวกมันอาจมีบทบาทในช่วงเริ่มต้นของจักรวาล และขณะนี้อยู่ในสถานะกระชับ นักวิทยาศาสตร์ได้ตอบคำถามเกี่ยวกับสาเหตุของการอัดแน่น โดยให้คำตอบว่าคุณสมบัติของ superstrings คือ T-duality ดังนั้น สตริงจึงเป็น "บาดแผล" ในมิติเพิ่มเติมและขนาดของมันถูกจำกัด
• ทฤษฎีเบรน เรียกอีกอย่างว่าทฤษฎี M ตามสมมุติฐานของมัน ในตอนเริ่มต้นของการก่อตัวของจักรวาล มีช่องว่างเวลาห้ามิติที่เย็นจัด สี่ในนั้น (เชิงพื้นที่) มีข้อ จำกัด หรือกำแพง - สามปีก พื้นที่ของเราเป็นผนังด้านหนึ่ง และส่วนที่สองถูกซ่อนไว้ เบรนสามมิติที่สามตั้งอยู่ในพื้นที่สี่มิติ มันถูกจำกัดด้วยขอบเขตสองอัน ทฤษฎีนี้พิจารณาว่าสมองส่วนที่สามชนกับสมองของเราและปล่อยพลังงานออกมาเป็นจำนวนมาก เงื่อนไขเหล่านี้เอื้ออำนวยต่อการเกิดขึ้นของบิ๊กแบง

1. ทฤษฎีวัฏจักรปฏิเสธความเป็นเอกลักษณ์ของบิ๊กแบง โดยอ้างว่าจักรวาลเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง ปัญหาของทฤษฎีดังกล่าวคือการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ดังนั้นระยะเวลาของรอบก่อนหน้าจึงสั้นลง และอุณหภูมิของสารก็สูงกว่าในช่วงบิกแบงอย่างมีนัยสำคัญ ความน่าจะเป็นนี้ต่ำมาก

ไม่ว่าทฤษฎีการกำเนิดของจักรวาลจะมีอยู่กี่ทฤษฎี มีเพียงสองทฤษฎีเท่านั้นที่ผ่านการทดสอบของกาลเวลาและเอาชนะปัญหาของเอนโทรปีที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ พวกเขาได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ Steinhardt-Turok และ Baum-Frampton

ทฤษฎีที่ค่อนข้างใหม่เกี่ยวกับการกำเนิดของจักรวาลเหล่านี้ถูกหยิบยกขึ้นมาในยุค 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา พวกเขามีผู้ติดตามจำนวนมากที่พัฒนาแบบจำลองโดยยึดตามนั้น ค้นหาหลักฐานของความน่าเชื่อถือและทำงานเพื่อขจัดความขัดแย้ง

ทฤษฎีสตริง

หนึ่งในทฤษฎีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในบรรดาทฤษฎีที่มาของจักรวาล - ก่อนที่จะดำเนินการอธิบายแนวคิดของมัน จำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดของหนึ่งในคู่แข่งที่ใกล้เคียงที่สุด นั่นคือโมเดลมาตรฐาน อนุมานว่าสสารและปฏิสัมพันธ์สามารถอธิบายได้ว่าเป็นชุดของอนุภาค แบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม:

• ควาร์ก.
• เลปตอน
• โบซอน.

อันที่จริงอนุภาคเหล่านี้เป็นหน่วยการสร้างของจักรวาล เนื่องจากมีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถแบ่งออกเป็นส่วนประกอบได้

คุณลักษณะที่โดดเด่นของทฤษฎีสตริงคือการยืนยันว่าอิฐดังกล่าวไม่ใช่อนุภาค แต่เป็นสตริงขนาดเล็กมากที่แกว่งไปมา ในกรณีนี้ การสั่นที่ความถี่ต่างกัน สตริงจะกลายเป็นแอนะล็อกของอนุภาคต่างๆ ที่อธิบายไว้ในแบบจำลองมาตรฐาน

เพื่อให้เข้าใจทฤษฎีนี้ เราต้องตระหนักว่าสตริงไม่ใช่สิ่งสำคัญ แต่เป็นพลังงาน ดังนั้น ทฤษฎีสตริงจึงสรุปว่าองค์ประกอบทั้งหมดของจักรวาลประกอบด้วยพลังงาน

ไฟเป็นการเปรียบเทียบที่ดี เมื่อมองดูก็รู้สึกได้ถึงความมีสาระของมันแต่จับต้องไม่ได้

จักรวาลวิทยาสำหรับเด็กนักเรียน

ทฤษฎีการกำเนิดของจักรวาลได้รับการศึกษาสั้น ๆ ในโรงเรียนในชั้นเรียนดาราศาสตร์ นักเรียนจะได้รับการสอนเกี่ยวกับทฤษฎีพื้นฐานว่าโลกของเราก่อตัวอย่างไร เกิดอะไรขึ้นกับโลกในตอนนี้ และจะพัฒนาอย่างไรในอนาคต

จุดประสงค์ของบทเรียนคือเพื่อทำให้เด็กคุ้นเคยกับธรรมชาติของการก่อตัวของอนุภาคมูลฐาน องค์ประกอบทางเคมี และเทห์ฟากฟ้า ทฤษฏีกำเนิดจักรวาลสำหรับเด็ก เหลือเพียงการนำเสนอทฤษฎีบิ๊กแบง ครูใช้สื่อภาพ: สไลด์ ตาราง โปสเตอร์ ภาพประกอบ งานหลักของพวกเขาคือการปลุกความสนใจของเด็ก ๆ ในโลกที่ล้อมรอบพวกเขา

ไม่สามารถตรวจจับอนุภาคมูลฐานใหม่ได้อีกต่อไป นอกจากนี้ สถานการณ์ทางเลือกยังช่วยแก้ปัญหาเรื่องลำดับชั้นจำนวนมาก การศึกษาเผยแพร่บนเว็บไซต์ arXiv.org Lenta.ru บอกเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้

ทฤษฎีนี้เรียกว่าความเป็นธรรมชาติ มันถูกกำหนดในระดับพลังงานของคำสั่งของการโต้ตอบแบบไฟฟ้าหลังจากแยกปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าและแบบอ่อน นี่คือเวลาประมาณสิบนาที ลบ 32 - สิบ ลบ 12 วินาทีหลังบิ๊กแบง จากนั้นตามที่ผู้เขียนแนวคิดใหม่มีอนุภาคมูลฐานสมมุติในจักรวาล - rechiton (หรือ reheaton จาก reheaton ภาษาอังกฤษ) การสลายตัวซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของฟิสิกส์ที่สังเกตได้ในวันนี้

เมื่อจักรวาลเย็นลง (อุณหภูมิของสสารและการแผ่รังสีลดลง) และแบนราบลง (เรขาคณิตของอวกาศเข้าใกล้ยุคลิด) rechiton ก็แตกออกเป็นอนุภาคอื่นๆ พวกมันสร้างกลุ่มอนุภาคที่แทบไม่มีปฏิสัมพันธ์กัน เกือบจะเหมือนกันในแง่ของสปีชีส์ แต่มีมวลของฮิกส์โบซอนต่างกันและด้วยเหตุนี้มวลของพวกมันเอง

จำนวนอนุภาคกลุ่มดังกล่าวซึ่งตามที่นักวิทยาศาสตร์มีอยู่ในจักรวาลสมัยใหม่ถึงหลายพันล้านล้าน หนึ่งในตระกูลเหล่านี้มีทั้งฟิสิกส์ที่อธิบายโดย Standard Model (SM) และอนุภาคและปฏิสัมพันธ์ที่สังเกตได้ในการทดลองที่ LHC ทฤษฎีใหม่นี้ทำให้สามารถละทิ้งสมมาตรยิ่งยวด ซึ่งยังคงค้นหาไม่สำเร็จ และแก้ปัญหาลำดับชั้นของอนุภาคได้

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้ามวลของฮิกส์โบซอนเกิดขึ้นจากการสลายตัวของเรชิตอนมีขนาดเล็ก มวลของอนุภาคที่เหลือจะมีขนาดใหญ่ และในทางกลับกัน นี่คือสิ่งที่ช่วยแก้ปัญหาลำดับชั้นไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างมวลอนุภาคมูลฐานที่สังเกตได้จากการทดลองกับระดับพลังงานของเอกภพยุคแรก ตัวอย่างเช่น คำถามที่ว่าทำไมอิเล็กตรอนที่มีมวล 0.5 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์จึงเบากว่ามิวออนที่มีจำนวนควอนตัมเดียวกันเกือบ 200 เท่าจึงหายไปเอง - มีอนุภาคชุดเดียวกันในจักรวาลที่ความแตกต่างนี้ไม่รุนแรงนัก .

ตามทฤษฎีใหม่นี้ Higgs boson ที่สังเกตได้จากการทดลองที่ LHC เป็นอนุภาคที่เบาที่สุดของประเภทนี้ ซึ่งเกิดขึ้นจากการสลายตัวของ rechiton กลุ่มอนุภาคอื่นๆ ที่ยังไม่ถูกค้นพบมีความเกี่ยวข้องกับโบซอนที่หนักกว่า - ความคล้ายคลึงของ lepton ที่ค้นพบและศึกษามาอย่างดีในปัจจุบัน (ไม่มีส่วนร่วมในปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรง) และ Hadrons (มีส่วนร่วมในปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรง)

ทฤษฎีใหม่นี้ไม่ได้ยกเลิก แต่ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีการนำ supersymmetry มาใช้ ซึ่งหมายถึงการเพิ่มจำนวนอนุภาคมูลฐานที่รู้จักเป็นสองเท่า (อย่างน้อย) เนื่องจากการมีอยู่ของ superpartner ตัวอย่างเช่น สำหรับโฟตอน - โฟติโน, ควาร์ก - สควาร์ก, ฮิกส์ - ฮิกซิโน เป็นต้น การหมุนของ superpartners จะต้องแตกต่างกันครึ่งจำนวนเต็มจากการหมุนของอนุภาคดั้งเดิม

ในทางคณิตศาสตร์ อนุภาคและอนุภาคยิ่งยวดรวมกันเป็นระบบเดียว (supermultiplet); พารามิเตอร์ควอนตัมทั้งหมดและมวลของอนุภาคและคู่ของพวกมันในสมมาตรยิ่งยวดตรงกัน เชื่อกันว่าสมมาตรยิ่งยวดถูกทำลายในธรรมชาติ ดังนั้นมวลของซุปเปอร์พาร์ทเนอร์จึงมากกว่ามวลของอนุภาคอย่างมีนัยสำคัญ ในการตรวจจับอนุภาคที่สมมาตรยิ่งยวด จำเป็นต้องใช้เครื่องเร่งอนุภาคทรงพลัง เช่น LHC

หากมีสมมาตรยิ่งยวดหรืออนุภาคหรือปฏิกิริยาโต้ตอบใหม่ ผู้เขียนการศึกษาครั้งใหม่นี้เชื่อว่าสามารถค้นพบอนุภาคเหล่านี้ได้ในระดับสิบเทราอิเล็กตรอนโวลต์ นี่เกือบจะถึงขีดจำกัดความสามารถของ LHC แล้ว และหากทฤษฎีที่เสนอนั้นถูกต้อง การค้นพบอนุภาคใหม่ก็ไม่น่าจะเป็นไปได้อย่างยิ่ง

ภาพ: arXiv.org

สัญญาณใกล้ 750 กิกะอิเล็กตรอนโวลต์ ซึ่งอาจบ่งบอกถึงการสลายตัวของอนุภาคหนักเป็นโฟตอนแกมมาสองโฟตอน เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์จากการทำงานร่วมกันของ CMS (Compact Muon Solenoid) และ ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) ที่ทำงานที่ LHC รายงานในปี 2558 และ 2559 คือ เสียงรบกวนทางสถิติที่รับรู้ ตั้งแต่ปี 2012 เมื่อการค้นพบ Higgs boson ที่ CERN กลายเป็นที่รู้จัก ไม่มีการระบุอนุภาคพื้นฐานใหม่ที่ทำนายโดยส่วนขยายของ SM

นักวิทยาศาสตร์ชาวแคนาดาและชาวอเมริกัน นิมา อาร์คานี-ฮาเหม็ด นักวิทยาศาสตร์ชาวอิหร่านและชาวอิหร่าน ผู้เสนอทฤษฎีใหม่ ได้รับรางวัล Fundamental Physics Prize ในปี 2555 รางวัลนี้ก่อตั้งขึ้นในปีเดียวกันโดยนักธุรกิจชาวรัสเซีย ยูริ มิลเนอร์

ดังนั้นจึงคาดว่าจะมีการเกิดขึ้นของทฤษฎีที่ต้องการความสมมาตรยิ่งยวดหายไป "มีนักทฤษฎีหลายคนรวมอยู่ด้วย ซึ่งเชื่อว่านี่เป็นช่วงเวลาพิเศษโดยสมบูรณ์เมื่อเราแก้ปัญหาที่สำคัญและเป็นระบบ และไม่เกี่ยวกับรายละเอียดของอนุภาคมูลฐานต่อไป" ผู้เขียนนำของการศึกษาใหม่กล่าว นักฟิสิกส์กล่าว จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน (สหรัฐอเมริกา)

ไม่ใช่ทุกคนที่แบ่งปันการมองโลกในแง่ดีของเขา ดังนั้น นักฟิสิกส์ Matt Strassler จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดจึงเชื่อว่าเหตุผลทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีใหม่นี้เป็นสิ่งที่หาได้ยาก ในขณะเดียวกัน Paddy Fox จาก Enrico Fermi National Accelerator Laboratory ใน Batavia (สหรัฐอเมริกา) เชื่อว่าทฤษฎีใหม่จะได้รับการทดสอบในอีก 10 ปีข้างหน้า ในความเห็นของเขา อนุภาคที่ก่อตัวในกลุ่มที่มีฮิกส์โบซอนหนักๆ ควรทิ้งร่องรอยไว้บน CMB ซึ่งเป็นรังสีไมโครเวฟโบราณที่ทำนายโดยทฤษฎีบิ๊กแบง

นิเวศวิทยาทางปัญญา: นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตันได้ค้นพบความก้าวหน้าครั้งสำคัญในความพยายามที่จะไขความลึกลับของจักรวาลของเรา หนึ่งในความสำเร็จล่าสุดของฟิสิกส์เชิงทฤษฎีคือหลักการโฮโลแกรม

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตันได้ค้นพบความก้าวหน้าครั้งสำคัญในความพยายามที่จะไขความลึกลับของจักรวาลของเรา หนึ่งในความสำเร็จล่าสุดของฟิสิกส์เชิงทฤษฎีคือหลักการโฮโลแกรม ตามที่เขาพูดจักรวาลของเราถือเป็นโฮโลแกรมและเรากำหนดกฎฟิสิกส์สำหรับจักรวาลโฮโลแกรมดังกล่าว

ผลงานล่าสุดของ Prof. Skenderis และ Dr. Marco Caldarelli จาก University of Southampton, Dr. Joan Camps จาก University of Cambridge และ Dr. Blaise Gutero จากสถาบัน Nordic Institute for Theoretical Physics ในสวีเดน ได้รับการตีพิมพ์ใน Physical Review D และ มุ่งเน้นไปที่การรวมกันของกาลอวกาศโค้งลบและกาลอวกาศแบน บทความนี้จะอธิบายว่าหลุมดำบางประเภทจะแตกออกเป็นหลุมเล็กๆ ได้อย่างไรหากถูกรบกวนโดยเรียกความไม่เสถียรของเกรกอรี-ลาฟลามเม เช่น หยดน้ำที่แตกเป็นหยดเมื่อคุณใช้นิ้วแตะมัน ปรากฏการณ์หลุมดำนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วก่อนหน้านี้ในกรอบงานการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ และงานปัจจุบันได้อธิบายพื้นฐานทางทฤษฎีของมันอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น

กาล-อวกาศมักจะเป็นความพยายามที่จะอธิบายการมีอยู่ของอวกาศในสามมิติ โดยที่เวลาทำหน้าที่เป็นมิติที่สี่ และทั้งสี่มารวมกันเพื่อสร้างความต่อเนื่องหรือสถานะที่ไม่สามารถแยกองค์ประกอบทั้งสี่ออกได้

กาลอวกาศแบนราบและกาลอวกาศเชิงลบอธิบายสภาพแวดล้อมที่จักรวาลไม่กะทัดรัด อวกาศขยายตัวอย่างไม่สิ้นสุด ตลอดเวลา ในทุกทิศทาง แรงโน้มถ่วงเช่นเดียวกับที่ดาวสร้างขึ้นนั้นอธิบายได้ดีที่สุดโดยกาลอวกาศที่ราบเรียบ กาลอวกาศโค้งเชิงลบอธิบายถึงจักรวาลที่เต็มไปด้วยพลังงานสุญญากาศเชิงลบ คณิตศาสตร์ของภาพสามมิติเป็นที่เข้าใจได้ดีที่สุดในแง่ของแบบจำลองกาลอวกาศ-เวลาที่โค้งเชิงลบ

ศาสตราจารย์ Skenderis ได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ซึ่งมีความคล้ายคลึงกันอย่างไม่น่าเชื่อระหว่างสเปซไทม์แบนกับสเปซไทม์ที่โค้งลบ แต่แบบหลังมีสูตรที่มีจำนวนมิติติดลบเกินกว่าที่เราคิด

“ตามภาพสามมิติ ในระดับพื้นฐาน จักรวาลมีมิติน้อยกว่าที่เราคุ้นเคยในชีวิตประจำวัน และมันเป็นไปตามกฎที่คล้ายกับแม่เหล็กไฟฟ้า” สเก็นเดริสกล่าว “แนวคิดนี้สอดคล้องกับวิธีที่เราเห็นโฮโลแกรมธรรมดา เมื่อภาพสามมิติสะท้อนบนระนาบสองมิติ เช่น โฮโลแกรมบนบัตรเครดิต แต่ลองนึกภาพว่าทั้งจักรวาลเข้ารหัสด้วยวิธีนี้”
“การวิจัยของเรายังคงดำเนินต่อไป และเราหวังว่าจะพบความเชื่อมโยงเพิ่มเติมระหว่างกาลอวกาศที่ราบเรียบ กาลอวกาศที่โค้งลบ และภาพสามมิติ ทฤษฎีดั้งเดิมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของจักรวาลของเรานั้นถูกลดขนาดลงเป็นคำอธิบายเฉพาะเกี่ยวกับธรรมชาติของมันเอง แต่ทฤษฏีแต่ละทฤษฎีก็พังทลายลงเมื่อถึงจุดหนึ่ง เป้าหมายสูงสุดของเราคือค้นหาความเข้าใจใหม่ที่ผสมผสานกันของจักรวาลที่จะทำงานในทุกทิศทาง”
ในเดือนตุลาคม 2012 ศาสตราจารย์ Skenderis ติดอันดับนักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นที่สุดในโลก 20 อันดับแรก สำหรับการพิจารณาคำถามว่า "ที่ว่างและเวลามีจุดเริ่มต้นหรือไม่?" เขาได้รับรางวัล 175,000 ดอลลาร์ บางทีแบบจำลองโฮโลแกรมของจักรวาลอาจทำให้เราค้นพบว่าก่อนบิ๊กแบงคืออะไร? ที่ตีพิมพ์