Universi doli nga asgjëja me energji zero. A doli diçka nga asgjëja? Dhe b) prandaj përshtypjet shqisore janë jo të besueshme

Të tre filozofët milezianë menduan se duhet të ketë një dhe vetëm një substancë parësore nga e cila krijohen të gjitha gjërat. Por si mundet që një substancë të ndryshojë papritur në diçka krejtësisht të ndryshme? Le ta quajmë këtë problem problemi i ndryshimit.

Në kapërcyell të shekujve VI-V p.e.s. e. V koloni greke Elea, në Italinë jugore, jetuan disa filozofë që ishin në mëdyshje pyetje të ngjashme. Më i famshmi prej tyre ishte Parmenidi(rreth 540-480 p.e.s.).

Parmenidi argumentoi se gjithçka që ekziston ka ekzistuar gjithmonë. Kjo ide ishte shumë e popullarizuar në mesin e grekëve. Ata ishin pothuajse të bindur për përjetësinë e gjithçkaje në tokë. Asgjë nuk mund të vijë nga asgjëja, tha Parmenidi, dhe në të njëjtën mënyrë, çdo gjë që ekziston tashmë nuk mund të kthehet në asgjë.

Sigurisht, Parmenidi kuptoi se gjithçka në natyrë po ndryshon vazhdimisht. Me ndjenja ai vuri në dukje ndryshimin e gjërave, por kjo binte në kundërshtim me atë që iu tha inteligjencës. I detyruar të zgjidhte nëse do të mbështetej në ndjenja apo arsye, ai zgjodhi arsyen.

Ne e dimë shprehjen: "Nuk do ta besoj derisa ta shoh me sytë e mi". Por Parmenidi nuk u besoi syve të tij. Ai besonte se ndjenjat na japin një pamje të rreme të botës, një pamje që nuk përkon me ekzistencën e imagjinueshme. Ai e pa detyrën e tij si filozof në ekspozimin e të gjitha llojeve të "mashtrimeve të shqisave".

Një besim i tillë i fortë në arsyen njerëzore quhet racionalizmi. Racionalisti e njeh arsyen si burimin e vetëm të njohjes njerëzore të realitetit.

GJITHÇKA RRJEDH

Jetoi në të njëjtën kohë me Parmenidin Herakliti(rreth 540-480 para Krishtit) nga qyteti i Efesit i Azisë së Vogël. Ai vetëm argumentoi se vetia themelore e natyrës është ndryshimi i vazhdueshëm. Me sa duket, mund të themi se Herakliti u mbështet në ndjenjat e tij më shumë se Parmenidi.

"Gjithçka rrjedh," tha Herakliti. Gjithçka është në lëvizje, asgjë nuk zgjat përgjithmonë, prandaj "nuk mund të hysh dy herë në të njëjtin lumë". Në fund të fundit, kur hyj në lumë për herë të dytë, si unë ashtu edhe lumi jemi tashmë të ndryshëm.

Herakliti vuri në dukje se ka një vend në botë për të mirën dhe të keqen. Pa ndërveprim të vazhdueshëm midis të kundërtave, bota thjesht do të pushonte së ekzistuari.

“Zoti është ditë-natë, dimër-verë, luftë-paqe, ngopje-uri”, tha Herakliti. Ai përdor fjalën "zot", por, padyshim, ai nuk nënkupton aspak perënditë e diskutuara në mite. Për Heraklitin, Zoti - ose hyjnorja - është diçka që përfshin gjithë ekzistencën. Zoti është ai që shfaqet në natyrë, i cili është i ndryshueshëm dhe i mbushur me kontradikta.

Në vend të fjalës "zot" ky filozof përdor shpesh fjalë greke"logos", që do të thotë "mendje" ose "fjalë", "fjalim". Megjithëse ne njerëzit nuk mendojmë gjithmonë në të njëjtën mënyrë dhe konceptet tona për arsyen ndryshojnë, ekziston një "arsye botërore" e caktuar që kontrollon gjithçka që ndodh në natyrë, besonte Herakliti. Kjo "arsye botërore" ose "ligj i natyrës" është universale dhe të gjithë janë të detyruar ta dëgjojnë atë. Megjithatë, sipas Heraklitit, shumica preferon të mbështetet në vetvete sens të përbashkët. Ai nuk i pëlqente aspak vëllezërit e tij. “Pikëpamjet e shumicës së njerëzve janë si lojë fëmijësh,” argumentoi ai.

Kështu, në mes të të gjitha ndryshimeve dhe të kundërtave që mbretëronin në natyrë, Herakliti pa një unitet të caktuar, një bashkësi të caktuar. Ai e quajti këtë komunitet, mbi të cilin bazohet gjithçka, "zot" ose "logos".

KATËR SUBSTANCAT

Parmenidi dhe Herakliti në fakt përkrahnin pikëpamje të kundërta. Nga arsyeja Parmenidi e bëri të qartë se asgjë nuk mund të ndryshojë. Nga përvojë shqisore Herakliti kuptoi diçka tjetër - se ndryshimet po ndodhin vazhdimisht në natyrë. Cili kishte të drejtë? A duhet të mbështetemi në atë që na thotë inteligjencës, apo është më mirë të dëgjosh ndjenjat?

Të dy Parmenidi dhe Herakliti parashtruan dy qëndrime.

Parmenidi mëson:

A) asgjë nuk mund të ndryshojë

Dhe b) prandaj përshtypjet shqisore janë jo të besueshme.

Herakliti, përkundrazi, thotë:

A) gjithçka ndryshon ("gjithçka rrjedh")

Dhe b) përshtypjet shqisore janë mjaft të besueshme.

Është e vështirë të imagjinohet një ndryshim më serioz në mendime! Megjithatë, filozofi sicilian Empedokliu(rreth 494-434 p.e.s.) arriti të gjente një rrugëdalje nga situata konfuze në të cilën u gjendën paraardhësit e tij. Ai argumentoi se Parmenidi dhe Herakliti kishin të drejtë në një pikë dhe gabim në anën tjetër.

Sipas Empedokliut, mosmarrëveshja serioze shpjegohet me faktin se filozofët dolën nga ekzistenca e një substance të vetme parësore. Nëse pikëpamjet e tyre do të ishin të vërteta, hendeku midis argumenteve të arsyes dhe asaj që ne "shikojmë me sytë tanë" do të ishte i pakapërcyeshëm.

Natyrisht, uji nuk mund të shndërrohet as në peshk, as në flutur. Ajo nuk është në gjendje të ndryshojë fare. Uji në vetvete mbetet përgjithmonë vetëm ujë. Kështu, deklarata e Parmenides se "asgjë nuk ndryshon" është e vërtetë.

Në të njëjtën kohë, Empedokliu u pajtua me deklaratën e dytë të Heraklitit: po, ne duhet të mbështetemi në ndjenjat. Një person duhet t'u besojë syve të tij dhe ato tregojnë ndryshime të vazhdueshme në natyrë.

Empedokli arriti në përfundimin se ishte e nevojshme të braktisej teza për ekzistencën e një parimi të parë. Nuk mundet as uji dhe as ajri më vete kthehet në një flutur ose një trëndafil, kështu që flisni për një gjë substancë origjinale për gjithçka në botë nuk është e nevojshme.

Sipas Empedokliut, ekzistojnë katër substanca kryesore në natyrë, ose, siç i quante ai, "rrënjë". Këto katër rrënjë janë toka, ajri, zjarri Dhe ujë.

Të gjitha ndryshimet vijnë nga përzierja dhe ndarja pasuese e këtyre katër elementëve. Në fund të fundit, gjithçka përbëhet nga toka, ajri, zjarri dhe uji, të përziera vetëm në përmasa të ndryshme. Kur një lule ose kafshë vdes, katër substancat kryesore shpërbëhen. Ky ndryshim vihet re me sy të lirë. Megjithatë, toka dhe ajri, zjarri dhe uji mbeten të pandryshuar, ose "të pandikuar" nga përzierja. Kjo do të thotë se nuk mund të themi se "gjithçka" ndryshon. Në fakt, asgjë nuk ndryshon. Ekziston thjesht një bashkim i katër elementëve dhe zbërthimi i tyre për unifikimin e mëvonshëm.

Këtu është i përshtatshëm një krahasim me një artist. Nëse ai ka vetëm një ngjyrë në dispozicion (për shembull, të kuqe), ai nuk është në gjendje të përshkruajë pemë jeshile. Nëse ai ka të verdhë, të kuqe dhe ngjyrat blu– qindra nuanca të ndryshme janë në dispozicion të tij, pasi ai mund të përziejë bojëra në përmasa të ndryshme.

E njëjta gjë mund të demonstrohet lehtësisht duke përdorur ushqimin si shembull. Nëse nuk kam përbërës të tjerë përveç miellit, vetëm një magjistar mund të gatuajë një tortë. Por nëse kam vezë, qumësht dhe sheqer përveç kësaj, mund të piqem aq ëmbëlsira të ndryshme sa të dua.

Nuk ishte rastësi që Empedokli u përqendrua në këto katër "rrënjë" të natyrës: toka, ajri, zjarri dhe uji. Paraardhësit e tij tashmë ishin përpjekur të provonin se parimi i parë ishte ose uji, ajri ose zjarri. Si uji dhe ajri elemente të rëndësishme ekzistenca u vu në dukje nga Tales dhe Anaksimenes. Grekët gjithashtu besonin në rolin parësor të zjarrit. Ata, për shembull, e kuptuan rëndësinë e diellit për të gjithë jetën në tokë dhe, natyrisht, dinin për nxehtësinë që ruhet në trupat e njerëzve dhe kafshëve.

Empedokli ndoshta vëzhgoi djegien e drurit. Gjatë djegies, elementët ndahen. Ne mund të dëgjojmë drutë që kërcasin dhe fërshëllejnë. Ky është ujë". Diçka ngrihet në formën e tymit. Ky është "ajri". Nuk ka asgjë për të thënë për "zjarr", është e dukshme. Dhe kur zjarri të fiket, një grusht hi do të mbetet. Kjo është "toka".

Edhe pasi Empedokli vuri në dukje se ndryshimet në natyrë lidhen me bashkimin dhe ndarjen e katër rrënjëve, disa pyetje mbeten të paqarta. Çfarë e shkakton përbërjen e substancave nga të cilat lind? jete e re? Dhe pse një "përzierje", për shembull një lule, dekompozohet përsëri në pjesët përbërëse të saj?

• Përkthimi

“Çështja e qenies është më e errëta në të gjithë filozofinë.” Kështu përfundoi William James, duke menduar për misteret më themelore: si erdhi diçka nga asgjëja? Kjo pyetje ishte tërbuese, vendosi James, sepse kërkonte një shpjegim, duke mohuar vetë mundësinë e ekzistencës së saj. “Nuk ka urë logjike për kalimin nga asgjëja në qenie”, shkroi ai.

Në shkencë, shpjegimet bazohen në shkak dhe pasojë. Por nëse asgjë nuk është në të vërtetë asgjë, nuk ka mundësi të bëhet shkak. Nuk është se nuk gjejmë dot shpjegim i saktë– thjesht përballë “asgjës” shpjegimi nuk funksionon.

Ky refuzim godet aty ku dhemb. Ne jemi krijesa që duan histori. Konceptet tona më të thjeshta vijnë përmes tregimeve, dhe mënyra se si diçka doli nga asgjëja është më së shumti historia kryesore, një përrallë parahistorike më themelore se udhëtimi i heroit ose djali takon vajzën. Por kjo histori minon thelbin e tregimit. Kjo histori është e thurur nga vetëshkatërrimi dhe paradoksi.

Dhe si mund të mos jetë ajo e tillë? Personazhi i tij kryesor është Asgjë. Një fjalë që është paradoksale për vetë ekzistencën e saj në formën e një fjale. Ai është një emër, një send, e megjithatë nuk është një gjë. Sapo e imagjinojmë ose e emërtojmë, e shkatërrojmë zbrazëtinë e tij duke njollosur kuptimin e tij. Njeriu mbetet të pyesë: a është ky një problem me "asgjë", apo është problemi ynë? Kozmike apo gjuhësore? Ekzistenciale apo psikologjike? Paradoksi i fizikës apo i mendimeve?

Megjithatë, vlen të kujtohet se zgjidhja e paradoksit qëndron në pyetjen, jo në përgjigjen. Duhet të ketë një defekt diku, një supozim të gabuar, një identitet të gabuar. Në të tilla pyetje e shkurtër"Si erdhi diçka nga asgjëja?" Ka pak vende për t'u fshehur. Ndoshta për shkak të kësaj, ne i kthehemi vazhdimisht ideve të vjetra në një guaskë të re, duke luajtur në rrugën e zhvillimit të shkencës me një fugë, ose variacion të një teme. Me çdo kalim ne përpiqemi të vendosim një gur tjetër për të kaluar lumin, duke zgjatur urën e pakapshme James.

Gurët më të vjetër: nëse nuk mund të marrësh diçka nga asgjëja, përpiqu të mos bësh asgjë kaq të zbrazët. Grekët e lashtë besonin se hapësira boshe është e mbushur me një substancë, eter. Aristoteli e konsideronte eterin si elementin e pestë të pandryshueshëm, më të përsosur se toka, ajri, zjarri dhe uji. "Asgjë" bie ndesh me fizikën aristoteliane, e cila thoshte se trupat bien ose ngrihen sipas tyre. vendin e duhur në rrjedhën e natyrshme të gjërave. Asgjë nuk duhet të jetë krejtësisht simetrike, duke u dukur e njëjtë nga çdo kënd, duke eliminuar kuptimin e drejtimeve hapësinore absolute të "lart" dhe "poshtë". Eteri, sipas Aristotelit, mund të shërbente si një busull kozmik, një sistem referimi bazë kundrejt të cilit mund të matej të gjitha lëvizjet. Për ata që e urrenin vakumin, eteri e dëboi atë.

Eteri i lashtë ekzistonte për mijëra vjet derisa u riinterpretua në të fundi i XIX shekuj të fizikës, për shembull, James Clerk Maxwell, i cili zbuloi se drita sillet si një valë, duke lëvizur gjithmonë me të njëjtën shpejtësi. Por çfarë ishte e shqetësuar dhe në lidhje me atë që u mat shpejtësia? Eteri ishte një përgjigje e përshtatshme, duke ofruar si një medium ashtu edhe një kornizë referimi. Por kur Albert Michelson dhe Edward Morley vendosën të masin lëvizjen e Tokës përmes "erës eterike" në 1887, ata nuk e zbuluan këtë të fundit. Dhe së shpejti Ajnshtajni teori e veçantë relativiteti goditi gozhdën e fundit në arkivolin e eterit.

Për dekada, eterin e kemi konsideruar një kuriozitet historik, një regresion. Por vrasja e tij doli të ishte më e vështirë nga sa mendonim. Sot ajo mund të shihet në një formë tjetër: fusha e Higgs-it, që përshkon vakumin e hapësirës boshe, e ngacmuar nga bozoni i famshëm Higgs. Kjo është një fushë skalare, përfaqësuesi i vetëm i këtij lloji i konfirmuar eksperimentalisht. Kjo do të thotë që në çdo pikë të hapësirës ajo ka një vlerë të vetme (ndryshe nga fusha që përshkruan dritën, e cila ka edhe madhësinë dhe drejtimin në secilën pikë). Kjo është e rëndësishme sepse do të thotë që fusha do të duket e njëjtë për çdo vëzhgues, qoftë në pushim apo në përshpejtim.

Për më tepër, rrotullimi i tij kuantik është zero, që do të thotë se duket i njëjtë nga çdo kënd. Spin është një masë se sa larg duhet të rrotullohet një grimcë që ajo të duket e njëjtë si përpara se të rrotullohej. Bartësit e ndërveprimeve (fotonet, gluonet) kanë një rrotullim të tërë - rrotullimet prej 360 gradë do t'i lënë ato të pandryshuara. Grimcat e materies (elektrone, kuarkë) kanë një rrotullim gjysmë të plotë, që do të thotë se ato duhet të rrotullohen dy herë, 720 gradë, për t'u kthyer në gjendjen e tyre fillestare. Por Higgs ka zero rrotullim. Pavarësisht se si e rrotulloni, duket gjithmonë njësoj. Ashtu si hapësira boshe. Simetria është e barabartë me padukshmërinë.

Sipas intuitës së Aristotelit, fizikantët e sotëm e konsiderojnë hiçin si gjendjen përfundimtare të simetrisë - një vetëngjashmëri të pamëshirshme që i paraprin zbulimit të dallimeve të nevojshme për të përcaktuar "gjërat". Nëse fizikanët nisin film hapësinor në drejtim të kundërt, duke gjurmuar historinë e së kaluarës së thellë, ata shohin bashkimin e fragmenteve të pakrahasueshme të realitetit, shndërrimin e tyre në një simetri në rritje, duke treguar burimin - asgjë.

Higgs u bë i famshëm për furnizimin grimcat elementare masën e tyre, por kjo fsheh kuptimin e saj të vërtetë. Dhënia e masës së grimcave është e lehtë. Ngadalësoni ato në shpejtësi nën dritë dhe do të keni masë. Është e vështirë t'u japësh masë pa thyer simetrinë parahistorike. Fusha Higgs e arrin këtë duke marrë një vlerë jo zero edhe në gjendjen e saj më të ulët të energjisë. Në çdo cep të hapësirës së zbrazët, 246 GeV e Higgs është tkurrur - por ne nuk e vërejmë atë, pasi është e njëjtë kudo. Vetëm një fushë skalare mund të fshihet në pamje të qartë. Por vihet re nga grimcat elementare. Sa herë që masa e një grimce thyen simetrinë e Universit, Higgs është pikërisht aty, duke u maskuar si hapësirë ​​boshe, për të riparuar dëmin. Duke punuar gjithmonë në hije, Higgs ruan të paprekur simetrinë origjinale të Universit. Mund të kuptohet (nëse jo të falet) prirja e gazetarëve për përdorimin e emrit "grimca e Zotit" - edhe nëse Leon Lederman, i cili shpiku termin fyes, fillimisht donte ta quante atë "grimca e mallkuar nga Zoti" dhe botuesi i tij nuk do ta lejonte. atë për ta bërë këtë.

E gjithë kjo do të thotë se fusha Higgs nuk është më afër asgjëje sesa koncepti i Maxwell-it për eterin. Kjo është më e reja nga furçat tona të bojës së zbrazët. Me simetrinë e tij të pazakontë, Higgs funksionon si një maskim për asgjë - por në vetvete nuk është asgjë. Ajo ka një strukturë, ndërvepron. Kuptimi fizik 246 GeV mbetet e panjohur. Me ndihmën e Higgs-it i afrohemi kufijve të hiçit, por nuk mund t'i kalojmë.

Nëse përpjekja për të bërë asgjë kaq të zbrazët nuk i përgjigjet pyetjes se si diçka erdhi nga hiçi, ne duhet ta bëjmë shkakun jo një shkak të tillë. Dhe këto përpjekje kanë historinë e tyre. Shfaqja e papritur e larvave në mish të kalbur gjatë kohës së Aristotelit çoi në mitin e përhapur të shfaqjes spontane të jetës; fryma e jetës mund të lindë nga zbrazëtia. Kufiri midis asgjëje dhe diçkaje qëndronte pranë kufirit midis jetës dhe vdekjes, shpirtit dhe materies, hyjnores dhe tokësores. Nga ana tjetër, kjo solli me vete një gamë të tërë fesh dhe besimesh, duke shkaktuar shumë vendim i vështirë paradoksi ynë. Ne e pranuam këtë teori për 2000 vjet derisa u shpërnda nga mikrobiologu Louis Pasteur në 1864. Omne vivum ex vivo - gjithë jeta nga jeta. Në dekadat që pasuan, ne zbuluam shfaqjen spontane të një kurioziteti tjetër historik. Por, si eteri, ai u kthye përsëri tek ne, në veshje deleje luhatjet kuantike.

Luhatjet kuantike, të zbukuruara me pasiguri, janë efekte pa shkak, zhurmë në sinjal, statike primordiale, me natyrë të rastësishme. Rregullat e mekanikës kuantike lejojnë - madje kërkojnë - që energjia (dhe, sipas E=mc 2, masa) të shfaqet "nga askund", nga asgjëja. Krijimi ex nihilo është si duket.

Parimi i pasigurisë së Heisenberg - pranverë natyrore larvat kuantike. Ai supozon se disa palë vetive fizike - vendndodhja dhe momenti, energjia dhe koha - janë të lidhura së bashku nga pasiguria themelore. Sa më saktë të vendosim njërin nga parametrat, aq më pak i qartë bëhet tjetri. Së bashku ata formojnë çifte të lidhura dhe parandalojnë që asgjëja të ekzistojë. Filloni të qartësoni pozicionin tuaj hapësinor dhe impulsi do të fillojë të luhatet jashtëzakonisht. Përcaktoni periudha të vogla dhe të sakta kohore dhe energjia do të fillojë të luhatet në një gamë më të gjerë vlerash të pamundura. Në shumë momente të shkurtra Në distancat më të shkurtra, universe të tëra mund të shfaqen papritmas dhe më pas të zhduken. Zmadhoni botën dhe realiteti i qetë dhe i strukturuar i lë vendin kaosit dhe rastësisë.

Por këto çifte të lidhura nuk janë në vetvete të rastësishme: ato janë çifte vetish që një vëzhgues nuk mund t'i matë njëkohësisht. Pavarësisht se si zakonisht përshkruhen luhatjet kuantike, nuk ka asnjë realitet të paracaktuar në botë që lëviz aty-këtu. Eksperimenti tregon se ajo që është, në fakt, nuk ekziston fare, por është në pritje. Të palindurit. Luhatjet kuantike nuk janë përshkrime ekzistenciale, por të kushtëzuara - ato nuk pasqyrojnë atë që është, por vetëm atë që do të bëhet e mundur nëse një vëzhgues vendos të bëjë një matje të caktuar. Është sikur aftësia e vëzhguesit për të matur përcakton atë që duhet të ekzistojë. Ontologjia përmbledh epistemologjinë. Pasiguria e natyrës është pasiguria e vëzhgimit.

Pamundësia themelore e caktimit të vlerave specifike për të gjitha pronat sistemi fizik do të thotë që kur një vëzhgues bën një matje, rezultati do të jetë vërtet i rastësishëm. Në një shkallë të vogël ku ata sundojnë efektet kuantike, zinxhiri i shkakut dhe pasojës shkon i egër. Mekanika kuantike, siç tha babai i saj Niels Bohr, është "e papajtueshme me vetë konceptin e shkakësisë". Ajnshtajni në mënyrë të famshme e injoroi atë. "Perëndia nuk luan zare," tha ai - për të cilën Bohr u përgjigj: "Ajnshtajn, mos i thuaj Zotit se çfarë të bëjë."

Por ndoshta duhet të fajësohemi që presim të ruhet parimi i shkakësisë. Evolucioni na ka mësuar të kërkojmë modele të thjeshta me çdo kusht. Për paraardhësit tanë që përshkuan savanën afrikane, aftësia për të dalluar efektet nga shkaqet shënoi kufirin midis jetës dhe vdekjes. Ajo hëngri një kërpudha me njolla dhe u sëmur. Tigri përkulet përpara se të kërcejë. Historitë do të thotë mbijetesë. Përzgjedhja natyrore nuk ka nevoje fizika kuantike– pra, si do ta kishim marrë me mend ekzistencën e tij? Por ajo ekziston. Dhe shkakësia është një përafrim. Është vetëdija jonë ajo që kërkon historinë.

Pra, kjo është e gjitha? Përgjigja në pyetjen "pse ekzistojmë" është se nuk ka "pse", se ekzistenca është një luhatje kuantike e rastësishme? Epo, kjo do të thotë që ne mund t'i hedhim poshtë të gjitha shpjegimet dhe të bëjmë një kërcim kuantik për të kapërcyer urën James. Si erdhi diçka nga asgjëja? Vetem sepse. Fatkeqësisht, nuk do të shkojmë më tej. Kozmologët besojnë se ligjet e mekanikës kuantike mund të krijojnë spontanisht universe, kjo histori thjesht ia kalon paratë. Nga erdhën këto ligje? Mos harroni se ne donim të shpjegonim se si diçka erdhi nga asgjëja - jo se si diçka erdhi nga ligjet para-ekzistuese të fizikës. Nuk mjafton të hiqet kauzaliteti nga ekuacioni - paradoksi mbetet.

Në fillim nuk kishte asgjë, dhe më pas u shfaq diçka.

Personazhi kryesor në këtë histori është Koha, bartësi i ndryshimit. A mund të jetë zgjidhja e paradoksit mohimi i kohës? Nëse koha, siç tha Ajnshtajni, është thjesht një iluzion kokëfortë, atëherë ne mund të çlirohemi menjëherë jo vetëm nga kauzaliteti që rrjedh nga ligjet e natyrës, por edhe nga pyetja se nga vijnë këto ligje. Ata nuk kanë ardhur nga askund, sepse nuk ka evolucion. Historia zhduket, nuk ka histori, nuk ka as urë.

Koncepti i një universi të përjetshëm, ose ciklik, që kthehet ndonjëherë, shfaqet në mitet dhe tregimet më të hershme, nga mitologjia Bantu e Afrikës deri në kohën e ëndrrave. Aborigjenët Australianë, nga kozmologjia e Anaksimandrit të Miletit te Puranat e lashtë indiane. Mund të shihet tërheqja e këtyre teorive. Përjetësia i shmanget "asgjë".

Në kohët moderne, kjo ide e lashtë po kthehet në formën e teorisë së gjendjes së qëndrueshme të universit, e formuluar nga James Jeans në 1920, dhe më pas e rafinuar dhe e popullarizuar nga Fred Goyle dhe të tjerë në vitet 1940. Universi po zgjerohet, por materia e re po shfaqet vazhdimisht për të mbushur boshllëqet, kështu që mesatarisht Universi nuk ndryshon. Teoria doli të jetë e pasaktë, ajo u zëvendësua nga teoria e Big Bengut dhe përjetësia u ul në rreth 13.8 miliardë vjet.

Por në vitet 1960, Universi i palëvizshëm u kthye papritur në një formë të çuditshme - në ekuacion

H(x)|Ψ> = 0

Fizikanët John Archibald Wheeler dhe Bruce Devitt e shkruan atë, i njohur tani si ekuacioni Wheeler-DeWitt, megjithëse vetë Devitt e quan atë "ekuacioni i mallkuar" (jo, nuk ka lidhje me "grimcën e mallkuar"). Ata u përpoqën të zbatonin ligjet e çuditshme të mekanikës kuantike në Univers në tërësi, siç përshkruhet në librin e Ajnshtajnit. teori e përgjithshme relativiteti. Ia vlen t'i kushtohet vëmendje anën e djathtë ekuacioni - zero. Energjia totale e sistemit nuk është asgjë. Asnjë evolucion me kalimin e kohës. Asgjë nuk mund të ndodhë. Problemi është se universi i Ajnshtajnit është një hapësirë-kohë katërdimensionale, një kombinim i hapësirës dhe kohës. Por mekanika kuantike e kërkon këtë funksioni i valës sistemi fizik ka evoluar me kalimin e kohës. Por si mund të evoluojë hapësirë-koha në kohë nëse është koha? Kjo dilemë është thjesht tërbuese - përshkroi universi Mekanika kuantike, ngrin në kohë. Ekuacioni Wheeler-Dewitt është një teori brenda-jashtë e një universi të palëvizshëm. Në vend të një Universi që ka ekzistuar gjithmonë, ne kemi një Univers që nuk do të ekzistojë kurrë.

Vetë ekuacioni Wheeler-DeWitt zgjidh në mënyrë elegante problemin tonë. Si doli diçka nga asgjëja? Nuk u shfaq. Por një vendim i tillë është i çuditshëm - në fund të fundit, ne jemi këtu.

Kjo është pika. Në mekanikën kuantike, asgjë nuk ndodh derisa një vëzhgues (një person ose një konfigurim tjetër i grimcave) të bëjë një matje. Por në rastin e gjithë universit, nuk ka asnjë vëzhgues. Askush nuk mund të qëndrojë jashtë universit. Universi në tërësi është mbërthyer në një moment të pafund. Por brenda çdo gjëje duket ndryshe.

Nga brenda, vëzhguesi nuk mund të masë të gjithë universin, dhe kështu e ndan realitetin në dy pjesë - vëzhguesin dhe të vëzhguarin - për shkak të faktit të thjeshtë por të fuqishëm që vëzhguesi nuk mund të matë veten. Siç shkroi fizikani Raphael Bousso, "Natyrisht, pajisja duhet të ketë të paktën po aq shkallë lirie sa sistemi gjendjen kuantike të të cilit po përpiqet të përcaktojë." Filozofi i shkencës Thomas Brewer përdori argumentin e Gödel për të shprehur të njëjtën pikë: "Asnjë vëzhgues nuk mund të marrë ose të mbajë informacion të mjaftueshëm për të dalluar të gjitha gjendjet e sistemit në të cilin ndodhet."

Si vëzhgues, ne jemi të dënuar të shohim përgjithmonë vetëm një pjesë të enigmës më të madhe, pjesë e së cilës ne jemi. Dhe ky mund të jetë shpëtimi ynë. Kur universi ndahet në dysh, zeroja në anën e djathtë të ekuacionit ndryshon në një vlerë të ndryshme. Gjithçka ndryshon, fizika ndodh, koha kalon. Madje mund të thuash që Universi po lind.

Nëse kjo tingëllon si retrokauzalitet (e ardhmja ndikon në të kaluarën), mirë, është. Teoria kuantike kërkon këtë përmbysje të çuditshme të shigjetës së kohës. Wheeler tërhoqi vëmendjen për këtë fakt duke përdorur eksperimentin e famshëm të zgjedhjes së vonuar, i cili fillimisht u propozua si një mendor dhe më pas. Në zgjedhjen e vonuar, matja e vëzhguesit në të tashmen përcakton sjelljen e grimcave në të kaluarën - një e kaluar që mund të shtrihet prapa miliona, madje 13.8 miliardë vjet. Zinxhiri i shkakut dhe pasojës kthehet në vetvete dhe fundi i tij lidhet me fillimin: Ura e James rezulton të jetë një lak.

Jake Hebert

Shpjegimi i universit paraqet një problem të madh për ata që mohojnë një Krijues: si mund të krijohej universi nga asgjëja? Disa shkencëtarë madje kanë filluar të pretendojnë se universi nuk ka pasur fillim dhe ka ekzistuar përgjithmonë - ky është problemi. Meqenëse shumë shkencëtarë ateistë pranuan modelin e Big Bengut, ata gjithashtu ranë dakord se universi kishte me të vërtetë një fillim. Prandaj, ata duhet të shpjegojnë këtë fillim.

Fizikani teorik Lawrence Krauss thotë në librin e tij se ai mund të ishte formuar nga asgjëja nën ndikimin e ligjeve fizike. Fizikantë të tjerë ofrojnë argumente të ngjashme.

Shkencëtarët u kthyen në të mirë fenomen i njohur formimi dhe shkatërrimi i "grimcave virtuale". Shfaqja spontane (por jetëshkurtër) e grimcave nënatomike nga një vakum quhet "luhatje kuantike". Këto grimcat nënatomike shfaqen dhe zhduken në intervale aq të shkurtra sa nuk mund të shihen. Megjithatë, është e mundur të kapen efektet e këtyre grimcave virtuale. Për shembull, ata janë përgjegjës për efektin delikat në spektrin e atomit të hidrogjenit të njohur si "Shtrimi i Qengjit". Jetëgjatësia e shkurtër e këtyre grimcave virtuale përcaktohet nga Parimi i Pasigurisë së Heisenberg (HEP), i cili thotë se një gjendje jetëshkurtër nuk mund të ketë një energji të përcaktuar saktësisht.

Parimi i pasigurisë së Heisenberg kufizon kohën gjatë së cilës një luhatje kuantike mund të vazhdojë. Sa më e madhe të jetë energjia e luhatjes, aq më e shkurtër është koha e ruajtjes së saj. Pikërisht për këtë arsye grimcat virtuale shfaqen dhe zhduken në intervale kohore shumë të shkurtra.

Krauss dhe fizikanë të tjerë evolucionarë argumentojnë se vetë universi është rezultat i luhatjeve të tilla kuantike. Megjithatë, parimi APG paraqet një vështirësi të caktuar për një deklaratë të tillë. Askush nuk do të dyshonte se intensiteti i energjisë i gjithë universit është i madh. Prandaj, nëse supozojmë se universi u shfaq përmes një luhatje kuantike, përmbajtja energjetike e të gjithë universit do të ishte aq e madhe sa do të kishte shumë pak kohë për shfaqjen e tij dhe universi i sapoformuar do të zhdukej menjëherë. Prandaj është shumë e vështirë të kuptohet se si universi ynë i gjerë mund të lindë nga një luhatje e tillë.

Megjithatë, sipas fizikantëve evolucionarë, nëse përmbajtja e energjisë e gjithë universit do të ishte e barabartë zero, universi i formuar nga një luhatje e tillë mund të vazhdojë pafundësisht pa shkelur parimin e pasigurisë së Heisenberg. Duhet të pranoj, një argument i zgjuar. Pra, a kanë gjetur ateistët e rinj një mënyrë bindëse për të shpjeguar ekzistencën e universit tonë pa Zotin?

Jo ne te vertete. Ky argument bazohet në supozimin se energjia totale e universit është zero, dhe kjo e fundit bazohet drejtpërdrejt në idenë e Big Bengut. Stephen Hawking shkruan:

“Ideja e një universi inflator shpjegon gjithashtu pse ka kaq shumë lëndë në univers... Përgjigja për këtë pyetje qëndron në kuadrin e teorisë kuantike: grimcat mund të formohen nga energjia në formën e çifteve grimcë/antigrimcë. . Por kjo ngre një pyetje të re: nga vjen energjia? Çështja është se energjia totale e universit është zero.”

Pavarësisht pohimit zbavitës të Hawking, askush nuk mund ta dijë përmbajtjen e saktë të energjisë të universit. Për të verifikuar pohimin se përmbajtja energjetike e universit është zero, është e nevojshme të merret parasysh Të gjitha format e energjisë që ekzistojnë në univers (gravitacionale energji potenciale, energjitë relative të të gjitha grimcave, etj.), mblidhini ato së bashku dhe më pas kontrolloni që shuma të jetë me të vërtetë zero. Pavarësisht gjithë inteligjencës dhe diplomave të Hawking, ai vështirë se mund të konsiderohet një person i ditur.

Pra, deklarata për " energji zero» e universit nuk bazohet në llogaritjet e drejtpërdrejta, por në interpretimin e të dhënave të shikuara përmes prizmit të modelit të Big Bengut. Nga sa më sipër është e qartë se një deklaratë e tillë bazohet në teoria e inflacionit, sipas të cilit universi përjetoi një periudhë të shkurtër dhe të përshpejtuar zgjerimi menjëherë pas Big Bengut. Por ideja e "inflacionit" është një ide ad hoc(lat." në mënyrë të rastësishme“, bashkangjitur modelit origjinal të Big Bang-ut për të zgjidhur shumë probleme serioze (dhe madje të pashmangshme). Hawking, Krauss dhe shkencëtarë të tjerë nxjerrin përfundime në lidhje me energjinë e pikës zero të universit sepse supozohet se rrjedh nga teoria e inflacionit. Megjithatë, për ata që nuk e pranojnë teorinë e Big Bengut (dhe teorinë e inflacionit) apriori, është plotësisht e pakuptueshme se si sasia e energjisë totale në univers mund të jetë zero. Në fakt, nuk ka gjasa fare.

Për më tepër, kur grimcat virtuale shfaqen për një moment brenda një vakumi, ato shfaqen në një hapësirë ​​që tashmë ekziston. Meqenëse vetë hapësira është pjesë e universit, që ajo të formohet spontanisht, vetë hapësira duhet së pari të jetë shfaqur disi.

Në librin e tij të fundit, Krauss e shqyrton vetëm shkurtimisht këtë pyetje e rëndësishme. Shumica ai i kushton libra mbrojtjes së teorisë së Big Bengut, histori qesharake dhe kritika ndaj kreacionistëve, dhe vetëm në fund ai flet seriozisht për shfaqjen e universit nga asgjëja. Edhe pse libri është mbi 200 faqe i gjatë, Krauss i kushton pak hapësirë ​​për të trajtuar këtë çështje. Ai pretendon se universi mund të kishte ardhur në ekzistencë nga asgjëja falë graviteti kuantik (një teori që bashkon Mekanika kuantike Dhe relativiteti i përgjithshëm). Megjithatë, problemi kryesor me një deklaratë të tillë është se teori reale Graviteti kuantik nuk ekziston ende.

Për më tepër, pretendimi se ligjet e fizikës mund të kenë formuar universin tonë përfshin një sërë vështirësish serioze logjike. Kuptimi ynë i ligjeve të fizikës bazohet në vëzhgim. Për shembull, njohuritë tona për ligjet e ruajtjes së momentit dhe energjisë bazohen në vëzhgimet e bëra në mijëra eksperimente. Askush nuk e ka vëzhguar ndonjëherë se si u krijua universi. Kjo do të thotë se çdo ligj i fizikës që çoi (madje edhe në parim) në krijimin e universit është plotësisht përtej përvojës sonë. Ligjet e fizikës siç i njohim ne thjesht nuk vlejnë për këtë çështje. Për krijimin spontan të universit, do të ishte më mirë e nevojshme të kishim disa ligje më të larta "meta" ose "hiper" të fizikës që do të ngjasonin (ose jo) me ligjet e fizikës që ne njohim.

Por këtu lind një problem tjetër. Meqenëse të tilla meta dhe hiperligje hipotetike të fizikës janë krejtësisht përtej përvojës sonë, pse fizikantët ateistë supozojnë naivisht se rregullat e parimit të pasigurisë së Heisenberg mund të zbatohen për të përshkruar formimin e universit? Ata spekulojnë hapur për universe të tjera (të pavëzhgueshme) në një "multivers" të dyshimtë në të cilin ligjet e fizikës mund të jenë rrënjësisht të ndryshme nga tonat. Nëse, siç dihet, parimi i pasigurisë së Heisenberg vepron vetëm brenda universit tonë, është plotësisht e paqartë pse fizikanët e aplikojnë atë në çështjen e krijimit të universit. Është shumë e mundur që ky parim të jetë me të vërtetë pjesë e hiperligjeve të fizikës, por ndoshta jo. Mund të mendoni shumë për këtë temë, por të menduarit nuk është shkencë.

Për më tepër, nëse këto supozohen ligjet më të larta fizikanët ekzistonin, në mënyrë që ata të krijonin universin, ata do të duhej të ekzistonin veçmas nga universi. Megjithatë, ky lloj supozimi është një dilemë për ateistët që pretendojnë se kozmosi është gjithçka që ekziston. Pak para vdekjes së tij, Carl Sagan, duke korresponduar me Larry Vardiman nga Instituti për Kërkimin e Krijimit, pranoi se kjo ishte bërë një problem për botëkuptimin e tij. Pikëpamja e tij për origjinën e universit supozonte ekzistencën e ligjeve të fizikës që krijuan kozmosin, por për shkak të faktit se shkencëtari nuk e njohu Krijuesin, ai nuk mund të shpjegonte origjinën e vetë ligjeve. Ekzistenca e ligjeve të fizikës jashtë vetë hapësirës kundërshtoi qartë aksiomën e tij të njohur: "Hapësira është gjithçka që është, që ka qenë dhe do të jetë gjithmonë".

Një ateist, sigurisht, mund të përpiqet ta kapërcejë këtë vështirësi duke pretenduar se kozmosi nuk ka fillim dhe ka ekzistuar përgjithmonë.

Por edhe kjo qasje ndaj çështjes lë shumë probleme të pazgjidhura. Për shembull, disa shkencëtarë pretendojnë se kozmosi në tërësi - i ashtuquajturi multivers - është i pafund dhe përmban shumë universe të veçanta (pasojë e teorisë moderne të inflacionit të universit). Sipas kësaj ideje, vetëm universi ynë u shfaq 13.7 miliardë vjet më parë. Ekzistenca e universeve të tjera të pretenduara (por të pavëzhgueshme) supozohet se shpjegon ekzistencën tonë në dukje të pabesueshme. Meqenëse multiversi përmban një numër të pafund universesh, ligjet e fizikës dhe kimisë të të paktën disa universeve duhet të kenë vetitë e nevojshme për jetën. Kjo me sa duket shpjegon ekzistencën tonë, pasi jetojmë në një nga këto universe.

Gabimi i hapur i një mendimi të tillë na ndihmon të shohim diçka tjetër: megjithëse ligjet e fizikës dhe kimisë në universin tonë e bëjnë të mundur ekzistencës jeta, ata Jo i japin mundësinë jetës evoluojnë. Ligjet e fizikës dhe kimisë thjesht nuk janë të përshtatshme për evolucionin e jetës.

Kreacionistët kanë folur prej kohësh për vështirësitë e pakapërcyeshme të skenarëve të "evolucionit kimik". Këto vështirësi nuk do të zhduken thjesht sepse dikush pretendon ekzistencën e universeve të tjera (të pavëzhgueshme). Edhe nëse ligjet e fizikës dhe kimisë bënë të mundur që jeta të evoluojë në secili prej këto universe të supozuara, këto ligje nuk mund të shpjegonin ekzistencën e jetës në universin tonë. Ateistët duhet të kishin menduar për këtë, por argumenti i tyre vetëm tregon se ata “Ata u bënë të kotë në supozimet e tyre” dhe “zemrat e tyre të pamenda u errësuan” (Romakëve 1:21-23).

Pavarësisht të gjitha diplomave të bukura të atyre që predikojnë idenë e një "universi nga asgjëja", ky skenar nuk ka asnjë bazë dhe të krishterët që besojnë Biblën nuk duhet të tremben nga gjithë ky "filozofim".

UNË DO. Zeldovich, A ËSHTË MUND TË FORMOSH NJË UNIVERS NGA ASGJË?

Nuk ka nevojë të prezantoni Yakov Borisovich Zeldovich me lexuesit e Priroda. Autor i veprave themelore në këtë fushë kimia fizike, teoria e grimcave elementare, fizika bërthamore, astrofizika dhe kozmologjia, ai, përveç kësaj, ishte gjithashtu një popullarizues i shkëlqyer, duke folur gjallërisht, gjallërisht dhe me imagjinatë në librat dhe artikujt e tij të njohur për problemet më "të nxehta". shkenca moderne. NË vitet e fundit Vëmendje e veçantë ai iu përkushtua astrofizikës relativiste dhe kozmologjisë. Pikërisht në këtë kohë ai shkroi artikuj për revistën tonë "Vrimat e bardha e të zeza" (së bashku me A.A. Starobinsky dhe I.D. Novikov; 1976, Nr. 1); " Kozmologji moderne" (1983, nr. 9); "Pse po zgjerohet Universi!" (1984, Nr. 2). Artikulli i tij i fundit, "A është i mundur formimi i Universit" Pasthënia e saj u shkrua nga Akademiku A.D. Saharov.

UNIVERSIT

Dimensionet e Universit që na rrethon dhe, akoma më modeste dhe më saktë, dimensionet e pjesës së Universit që ne kemi eksploruar, e tejkalojnë shumë imagjinatën njerëzore.

Ishte e vështirë për njerëzit e lashtë të imagjinonin se Toka ishte një sferë. Sot, kur avionët fluturojnë mijëra kilometra pa u ulur, në shek fluturimet në hapësirë, radio dhe televizion (dhe në epokën e raketave ndërkontinentale me energji bërthamore, për fat të keq) Toka duket të jetë një top i vogël dhe i brishtë. Distanca nga Dielli nuk na befason as - 150 milion km, të ashtuquajturat njësi astronomike. Megjithatë, distanca nga Sistemi Diellor në qendrën e Galaktikës (rreth 10 kpc = 3 10 22 cm) është dy miliardë herë më e madhe se distanca nga Toka në Diell. Nga ana tjetër, distanca në të cilën është ende e mundur të vëzhgohen galaktika të ndritshme është në rendin e disa mijëra megaparsekëve - pothuajse një milion herë më e madhe se distanca nga Dielli në qendrën e galaktikës sonë. Nëse kjo distancë maksimale zvogëlohet me 10 15 herë, pra në afërsisht 1 a. e., atëherë sistem diellor do të tkurret në madhësinë e një grimce pluhuri më pak se një milimetër në madhësi...

Si dhe shkallë lineare, pra madhësia e Universit, sasia e materies me të cilën kemi të bëjmë është në mënyrë të paimagjinueshme e madhe. Masa e Tokës është rreth 6 10 27 g Masa e Diellit është rreth 2 10 33 g, pra 300 mijë herë më shumë. Galaktika ka një masë prej rreth 2 10 11 masa diellore. Në rajonin e Universit që vëzhgojmë, masa totale është shumë përafërsisht, sipas madhësisë, e vlerësuar si 10 55 g, d.m.th., rreth 10 22 masa diellore.

Një person që ndjen gjallërisht dhe qartë përmasën e hapësirës dhe masës të zbuluar nga teleskopët modernë, nuk mund të qëndrojë indiferent. Madhësitë përkatëse janë aq të mahnitshme sa të ndihesh i trullosur. Pasoja e parë, e natyrshme e kësaj tronditjeje është një neveri ndaj teorisë së një universi në zgjerim. A u fut dikur gjithë shkëlqimi dhe madhështia e Universit në një top me madhësi disa centimetra? Dhe pyetja duket edhe më e egër: a mundet gjithçka që ekziston, gjithçka e vëzhgueshme, të formohet fjalë për fjalë "nga asgjëja"?

Në këtë artikull do të kufizohem qëllimisht në një formulim të ngushtë të pyetjes. Le të diskutojmë vetëm nëse ky supozim - formimi i Universit "nga hiçi" - nuk bie në kundërshtim me ndonjë ligj të përgjithshëm të vendosur fort të natyrës. Ndonjëherë "ligji i ruajtjes" më i përgjithshëm formulohet në këtë mënyrë: “Asgjë nuk mund të vijë nga asgjëja”. Unë e refuzoj këtë formulim pa dorë - është naiv dhe joshkencor. Ekziston një ligj i ruajtjes së energjisë dhe... Për shembull, ekziston edhe ligji i ruajtjes ngarkesë elektrike. Ne do të kontrollojmë zbatimin e këtyre ligjeve të formuluara qartë fizikisht, dhe gjithashtu do të diskutojmë ekzistencën dhe zbatimin e ligjeve të tjera të ngjashme fizike, pak a shumë të vendosura fort.

Për të shmangur shndërrimin e këtij artikulli në kurs i plotë kozmologjinë, ne nuk do të studiojmë në detaje strukturën e Universit, ligjin e zgjerimit të tij dhe skenarin e plotë të evolucionit të tij.

Ju mund të jepni analogjinë e mëposhtme të përditshme: imagjinoni që një shpikës erdhi tek ju me një lloj motori të mrekullueshëm ose gjenerator të rrymës elektrike. Një hap i arsyeshëm për ekspertin është të zbulojë nëse projekti është sjellë tek ju " makinë me lëvizje të përhershme"(perpetuum mobile). Prej kohësh ka qenë zakon që të refuzohen projekte të tilla pa shqyrtim të hollësishëm. "Perpetuum mobile" shkel ligjin e ruajtjes së energjisë dhe, për rrjedhojë, ka një gabim diku në projekt. Zbulimi i një specifiki gabimi nuk është më interesant për askënd përveç vetë shpikësit.

Le t'i qasemi çështjes së shfaqjes së Universit "nga hiçi" me të njëjtin matës. A bie ndesh ky supozim me ligjet e fizikës? A është e mundur kjo, a do të jetë e mundur (nëse jo tani, atëherë në të ardhmen) të krijohet një teori e qëndrueshme, e saktë e këtij fenomeni vërtet më madhështor?

KURSIMI I TARIFAVE

Le të fillojmë me ligjin e ruajtjes së ngarkesës elektrike. Përgjigja qëndron në sipërfaqe, është e qartë: nuk ka asnjë ndalim për lindjen e një universi elektrikisht neutral, pra një univers që përmban numër të barabartë ngarkesa pozitive dhe negative. Ka çdo arsye për të menduar se kjo është pikërisht ajo që është Universi ynë. Përndryshe, i fortë fusha elektrike, e cila do të cenonte homogjenitetin dhe izotropinë e tij (Universit). Pra, Universi ka shumë të ngjarë të jetë rreptësisht neutral, që do të thotë se mund të kishte lindur "nga hiçi" (pa kundërshtuar ligjin e ruajtjes së ngarkesës elektrike).

Le t'i drejtohemi ligjit të ruajtjes së ngarkesës së barionit. Le të kujtojmë se në të gjitha proceset e njohura që ndodhin në laborator, numri i përgjithshëm i protoneve dhe neutroneve nuk ndryshon. Në veçanti, radioaktiviteti i bërthamave manifestohet ose si një rirregullim i protoneve dhe neutroneve, ose si shndërrim i protoneve në neutrone dhe anasjelltas.

Pra, kur emeton g-rrezet (d.m.th., fotonet), rirregullimi ndodh kur një bërthamë e caktuar kalon nga një gjendje e ngacmuar energjikisht në gjendjen bazë ose në një gjendje me një energji më të ulët ngacmimi. Në a- prishja e një bërthame, disa nga protonet dhe neutronet e bërthamës amë mbeten në bërthamën e bijës, ndërsa të tjerët fluturojnë jashtë në formën e një bërthame heliumi (dy protone dhe dy neutrone). NË b- zbërthimi i një elektroni të shpejtë ( b-grimca) dhe neutrinot lindin kur një neutron shndërrohet në një proton. Ekziston gjithashtu një proces i kundërt i emetimit të pozitronit (p = N+e + + n e) kur një proton shndërrohet në një neutron, por ky proces ndodh vetëm nëse protoni është në bërthamë dhe pas shndërrimit neutroni zë një pozicion më të ulët. gjendje energjetike.

Një proton i lirë është më i lehtë se një neutron i lirë, kështu që neutron i lirë b-radioaktive; një proton i lirë është i qëndrueshëm, ai është i paqëndrueshëm vetëm brenda disa bërthamave.

Pra, deri në fund të viteve 40, ligji i ruajtjes së barioneve u formulua thjesht: shuma e numrit të protoneve dhe neutroneve nuk ndryshon. Kjo u pasua nga zbulimi i të ashtuquajturave grimca të çuditshme. Ata u zbuluan fillimisht në rrezet kozmike, dhe më vonë u studiuan në detaje në laborator duke përdorur përshpejtuesit. Ato janë të paqëndrueshme, të formuara nga protonet ose neutronet dhe kalbet përsëri për të prodhuar protone ose neutrone.

Kështu, për shembull: p + N = D + K + + N (D është një hiperon i çuditshëm, K është një meson i çuditshëm). Këto grimca u quajtën të çuditshme sepse në relativisht probabilitet të lartë arsim për një shumë një kohë të shkurtër përplasjet kanë një jetëgjatësi mjaft të gjatë, 10 -8 -10 -10 s.

Në fillim të viteve 50, u zbuluan të ashtuquajturat rezonanca të barionit. Shpërndarja e n-mezoneve nga protonet dhe neutronet varet nga energjia dhe në përputhje me faktin se këto dy grimca së pari bashkohen në një, e cila pastaj zbërthehet përsëri. Për shembull:

Pas këtyre zbulimeve, ligji i ruajtjes së barioneve u bë më i ndërlikuar: shuma ruhet

B = p + N + D + S + ... + D ++ +D + +D 0 +D - + ... = konst

ose me fjalë të tjera ruhet total barionet (Këtu D, S, ... janë barionë të çuditshëm; elipsi zëvendëson listën e të gjithë barioneve të çuditshëm - nga D ++ te D - , rezonancat më të lehta të barionit dhe elipsa e përsëritur zëvendëson listën e të gjitha rezonancat.).

Në vitin 1955, antiprotonet më në fund u zbuluan eksperimentalisht. Teorikisht, ekzistenca e antigrimcave - antibarioneve - u parashikua menjëherë pas parashikimit dhe zbulimit të antielektroneve, d.m.th., pozitroneve. Megjithatë, energjia e nevojshme për të prodhuar një çift proton-antiproton është 2000 herë më e madhe se për një çift elektron-pozitron, kështu që kishte një interval prej një çerek shekulli midis dy zbulimeve. Në këtë kohë, disa shkencëtarë humbën nervat e tyre dhe shprehën dyshime për ekzistencën e antibarioneve; Tani nuk ka vend për këto dyshime!

Pra, në formën përfundimtare të ligjit të ruajtjes së ngarkesës së barionit: diferenca në numrin e barioneve dhe antibarioneve ruhet.

Gjatë 20 viteve të fundit, është treguar se barionet përbëhen nga 3 kuarke. Antibarionet përbëhen nga antikuarkë. Prandaj, ngarkesa e barionit dhe ligji i ruajtjes së tij në gjuhën e kuarkut janë formuluar si më poshtë:

3B = S q i - S q" k = konst,

ku S q i është numri i kuarkeve i-ro; S q" k - numri i antikuarkëve të klasës k-ro; shuma merret për të gjitha klasat.

Ligji i ruajtjes së ngarkesës së barionit është jashtëzakonisht i rëndësishëm si për Universin në tërësi ashtu edhe për botën moderne që na rrethon menjëherë. Në varësi të këtij ligji sasia e dhënë barionet mund të përdoren për të prodhuar energji dhe vetëm duke i transferuar ato në gjendjen më të ulët të energjisë, përkatësisht në bërthamat e hekurit *. Nga kjo rrjedh se energjia mund të merret ose duke e kthyer uraniumin në bërthama në mes të tabelës periodike, ose duke e kthyer hidrogjenin në hekur.

* Kjo do të thotë se në bërthamat e hekurit energjia e lidhjes së nukleonit është maksimale. ( shënim ed. )

Procesi i parë është kryer me sukses në centralet bërthamore. E dyta ndodh në yje. Në një formë pak të modifikuar (duke mos filluar nga fillimi dhe duke mos arritur në fund), procesi i dytë realizohet nga shkrirja e bërthamave të deuteriumit dhe tritiumit me formimin e 4 He dhe një neutron dhe në të ardhmen do të bëhet burim termonuklear. energji në Tokë. Por e zakonshme për të dy proceset është përdorimi i një fraksioni të vogël - më pak se 1% - stok të plotë energji dhe karburant.

Furnizimi total i energjisë dhe, sipas ligjit të ekuivalencës së Ajnshtajnit E = Mc 2, është i barabartë me 9 10 13 J për 1 g substancë.

Heqja e ligjit të ruajtjes së ngarkesës së barionit do të nënkuptonte në parim mundësinë e zbërthimit të drejtpërdrejtë të protonit p = e - + energji i ose p = e + + energji i.

Pra, një proton - i lirë ose i lidhur në bërthamë - mund të jetë i paqëndrueshëm dhe të kalbet me lëshimin e energjisë së madhe edhe nëse nuk do të kishte ligj të ruajtjes së ngarkesës së barionit. I madh kuptimi modern ky ligj i ruajtjes është i qartë.

E njëjta gjë vlen edhe për lindjen e Universit "nga hiçi".

Ngarkesa e barionit është "asgjë", padyshim e barabartë me zero. Nëse ngarkesa e barionit ruhet, atëherë i gjithë universi, i lindur "nga hiçi", duhet të ketë një ngarkesë barion zero, d.m.th., një sasi të barabartë materies dhe antimateries. Kështu menduan ata që shprehën për herë të parë idenë e lindjes së Universit në fillim të viteve '60. Ata besonin se Universi lind me një numër të barabartë barionesh dhe antibarionesh, domethënë me një sasi të barabartë materies dhe antimaterie. Por nëse materia dhe antimateria në sasi të barabarta shpërndahen në mënyrë uniforme në hapësirë ​​(d.m.th., dendësia e tyre është e njëjtë në secilën pikë), atëherë kur ftohen ato asgjësohen plotësisht. Për më tepër, nuk ka asnjë mekanizëm që mund t'i ndajë ato; Graviteti tërheq lëndën dhe antimaterinë së bashku në mënyrë të barabartë.

Lindja e Universit siç vëzhgojmë është e mundur vetëm nëse ligji i ruajtjes së ngarkesës së barionit mund të shkelet *. Pa përsëritur interpretimin magjepsës, por kompleks të çështjes, ne përmbledhim artikujt kushtuar asaj.

* Për më shumë informacion mbi shkeljet e mundshme të këtij ligji dhe kërkimin eksperimental të shkeljeve, shihni: Zeldovich Ya B., Dolgov A.D. Materia dhe antimateria në Univers // Natyra. 1982. Nr 8. F. 33-45; Berezinsky V.S. Teoritë e unifikuara të matësve dhe protoni i paqëndrueshëm // Natyra. 1984. Nr 11. F. 24-38.

Ngarkesa elektrike duhet të ruhet për aq sa janë të vlefshme ekuacionet e Maksuellit, të cilat nuk lejojnë mosruajtjen e kësaj ngarkese. Me fjalë të tjera, lidhja e një ngarkese elektrike me një fushë elektromagnetike çon automatikisht në ruajtjen e një ngarkese elektrike.

Megjithatë, nuk ka fushë që do të luante rol të ngjashëm në rastin e një ngarkese baroni. Besimi në ruajtjen e ngarkesës së barionit bazohej vetëm në eksperiment.

Çdo eksperiment, sipas nevojës, ka saktësi të kufizuar. Duke absolutuar rezultatet e eksperimentit, fizikanët deri në vitet '60 supozonin në heshtje se nuk duhet të kishte dallime sasiore shumë të mëdha në botën e grimcave elementare.

Kur një neutron zbërthehet në një proton ( b-prishje), koha mesatare e kalbjes është rreth 1000 s. Dukej se natyra (me një germë të vogël, d.m.th. jo revista e respektuar ku do të botohet ky artikull) duhet të zgjedhë midis dy ekstremeve: ose prishje relativisht të shpejtë, në analogji me ( b-zbërthimi i neutronit, ose pa zbërthim fare, si në rastin e një elektroni absolutisht të qëndrueshëm. Rasti i tretë - i ndërmjetëm - i kalbjes së ngadaltë deri në vitet '60 dukej joestetik dhe jashtëzakonisht i pamundur.

Shijet kanë ndryshuar, guximi i teoricienëve është shtuar, tani duke folur me sloganin: çdo gjë që nuk është e ndaluar ekziston, dhe në veçanti protoni mund të kalbet.

Sidoqoftë, situata mbetet ende dramatike: me përpjekjet e eksperimentuesve, kufiri i poshtëm i jetëgjatësisë së protonit është arritur në 10 32 vjet, por prishja ende nuk është zbuluar. Situata eksperimentale u përshkrua në detaje nga V. S. Berezinsky *.

*Shih shënimin e mëparshëm.

Mungon vetëm një pikë në punimin e tij: sot besimi në moskonservimin e ngarkesës së barionit bazohet kryesisht në faktin se Universi përmban materie dhe nuk përmban antimaterie. Në këtë rast, duhet të kemi parasysh edhe ndryshimin në vetitë e grimcave dhe antigrimcave, si dhe shkeljen e ekuilibrit termodinamik që lind si rezultat i zgjerimit të Universit. (Kjo u vu re për herë të parë në veprën e A.D. Sakharov në 1967 *).

* Sakharov A. D. Shkelja e pandryshueshmërisë së CP, asimetrisë C dhe asimetrisë së barionit të Universit // Shkronjat JETP. 1967. T. 5. fq 32-35. ( shënim ed. )

Nga vlerësimet e teorive të tilla me mosruajtjen e ngarkesës së barionit, rezulton se numri i protoneve dhe neutroneve është një miliard herë. më pak numër fotonet ose neutrinot. Gjëja kryesore është se ndryshimi midis ngarkesave elektrike dhe barionit tani është kuptuar qartë. Për më tepër, komuniteti i fizikës në tërësi (ose të paktën fizikantët teorikë) e ka humbur frikën nga numrat e mëdhenj. Nëse jetëgjatësia e një protoni është 10 40 vjet (i cili, me sa duket, do të mbetet i paarritshëm për verifikim në eksperimente të drejtpërdrejta për shumë vite), atëherë do të nevojitet një supozim për proceset në Universin e nxehtë që ndodhin në një temperaturë të rendit 10 17 GeV (10 30 K), pra i paarritshëm edhe për përshpejtuesit *. Nuk është ende e qartë se cilat eksperimente indirekte mund të japin një përgjigje.

* Jetëgjatësia e protonit t r në përpjesëtim të zhdrejtë me fuqinë e katërt të masës së rëndë të bosonit M x 4 inç teoria e "Bashkimit të Madh". Prandaj, nëse në M x ~ 10 15 GeV t р ~10 31-37 vjet, pastaj në M x ~ 10 17 GeV t р ~10 39-40 vjet. shënim ed. )

Është krijuar një situatë që vlerësohet shumë nga astronomët: janë të dhëna astronomike që u tregojnë rrugën fizikantëve, siç ishte rasti me shpejtësinë e dritës dhe ligjin e gravitetit të Njutonit. Ekzistenca e një universi të mbushur me materie është deri tani prova e vetme, por shumë e fortë e mosruajtjes së ngarkesës së barionit!

KURSIM ENERGJIE

Le t'i drejtohemi ligjit të ruajtjes së energjisë për Universin në tërësi. Le të kujtojmë se energjia e një grimce në qetësi është ekuivalente me masën e saj, E = Mc 2. Ruajtja e energjisë dhe pushimi është gjithashtu ruajtja e masës.

Pak histori: J. Dalton dhe W. Prout vunë re se shumë pesha atomike shprehen si numra të plotë. Prandaj, natyrisht, ndoqi hipoteza se të gjitha bërthamat përbëhen nga tulla identike individuale. Sidoqoftë, fakti që ngarkesa e një bërthame nuk është proporcionale me peshën e saj çoi në përfundimin se ekzistojnë dy modifikime të tullave të tilla - protonet dhe neutronet, që ndryshojnë në ngarkim me pothuajse të njëjtën masë. Këtu kemi devijuar disi nga sekuenca historike, duke lënë jashtë periudhën e errët kur bërthamat ndërtoheshin nga protonet dhe elektronet. Përafërsisht, elektronet (për shkak të lidhjes së pasigurisë) nuk futen në bërthamë. Idetë e para të sakta për ekzistencën e neutroneve u shprehën në formën e hipotezave në fillim të viteve 20, prova shkencore e ekzistencës së neutroneve erdhi në vitet '30, dhe në vitin 1945 ishin Hiroshima dhe Nagasaki. Shumë përmbledhje kemi lënë jashtë zbulimin e izotopeve dhe mjaft përcaktim i saktë peshat atomike të izotopeve individuale.

Si rezultat, nga njëra anë, u konfirmua teoria e strukturës uniforme të bërthamave të bëra nga protone dhe neutrone, nga ana tjetër, argumenti i parë në favor të tij - të gjitha peshat atomike të izotopeve - doli të ishte i pasaktë. Kjo është dialektika e zhvillimit të shkencës. Por tani pasaktësia e peshave të tëra të izotopeve ka marrë një kuptim tjetër, gjithashtu të thellë.

Nga fakti se pesha e një atomi të heliumit është 0,6% më pak se pesha e katër atomeve të hidrogjenit, astronomët arritën në përfundimin se hidrogjeni shndërrohet në helium në brendësi të yjeve dhe në të njëjtën kohë 0,6% të masës (0,006 s 2 = 5,4 10 18 erg/g) shndërrohet në energji të rrezatimit yjor. Vlen veçanërisht të theksohet se ky përfundim u bë shumë përpara se zhvillimi i fizikës bërthamore të tregonte mënyra specifike të një transformimi të tillë."

Ky ekskursion në fizika bërthamore Na duhej për të thënë se energjia e gravitetit, e lëshuar në një formë ose në një tjetër, gjithashtu çon në një ulje të masës së tërësisë në krahasim me masën e agregatit të pjesëve. Masa e një ylli neutron është 10-15% më pak se shuma e masave të grimcave të tij përbërëse. Është ky ndryshim masiv që është burimi i energjisë dhe shpërthimi i supernovës që shoqëron formimin yll neutron, edhe pse një pjesë shumë e madhe e kësaj energjie merret nga neutrinot.

Ndoshta nuk është rastësi që W. Heisenberg, një nga fizikantët më të mëdhenj të shekullit tonë, e titulloi autobiografinë e tij “Pjesë dhe tërësi” (Der Teil und das Ganze). Shfaqja e vetive të reja në një tërësi kur shtohen pjesë është një nga pyetjet më të thella të shkencës,

Edhe më herët, në librin e mrekullueshëm të L. D. Landau dhe E. M. Lifshitz, "Teoria e fushës", u krye një provë e saktë dhe rreptësisht formale se masa (dhe për rrjedhojë energjia) e një bote të mbyllur është identike e barabartë me zero. Arsyetimi i mëparshëm na lejon ta kuptojmë qartë këtë deklaratë. Energjia negative gravitacionale e bashkëveprimit të pjesëve saktësisht kompenson energjinë pozitive të shumës së të gjitha pjesëve, të gjithë substancës. Teoria e përgjithshme e relativitetit, që lidh gravitetin dhe gjeometrinë, dëshmon se kompensimi i saktë ndodh kur dhe saktësisht kur bëhet hapësirë ​​e mbyllur, në të cilën ndodhet substanca.

Pra, teoria e përgjithshme e relativitetit heq pengesën e fundit për lindjen e Universit "nga hiçi". Energjia e "asgjës" është zero. Por kam edhe energji univers i mbyllur e barabartë me zero. Kjo do të thotë që ligji i ruajtjes së energjisë nuk bie ndesh me formimin "nga hiçi" i një Universi të mbyllur (por pikërisht një Universi i mbyllur gjeometrikisht dhe jo një Univers i hapur i pafund).

KONKLUZIONET ASTROFIZIKE. A ËSHTË NEVOJSHËM NJË univers PULSATING?

Pasojat astrofizike të mbylljes së Universit u diskutuan në detaje në artikullin tim të mëparshëm në Nature *.

* Zeldovich Ya. Kozmologji moderne // Natyra. 1983. Nr 9. F. 11-24.(shënim )

ed.

Pasoja e parë është se dendësia totale e të gjitha llojeve të materies duhet të jetë mjaft e madhe; Kështu, ekziston një argument shtesë në favor të një forme të "masës së fshehur", pasi dendësia e formave të zakonshme të njohura të masës (protone, bërthama, elektrone, fotone) është e pamjaftueshme.

* Megjithatë, vini re opsionin e treguar në artikullin tim në "Nature" (1984. Nr. 2): ndoshta konstanta kozmologjike nuk është e barabartë me zero dhe ka një shenjë të tillë që zëvendëson një pjesë të masës. Pastaj zgjerimi vazhdon pafundësisht, bota nuk është "mbyllur" përgjatë boshtit kohor (ka lindje, nuk ka kolaps të përgjithshëm), megjithë mbylljen e saj hapësinore.

Varësia e rrezes së një universi të mbyllur në kohë] "teoria e evolucionit ciklik.
Në pikën A (rrezja është minimale), ndodh një kalim nga kompresimi në zgjerim,
në pikën B (rrezja maksimale), zgjerimi ia lë vendin ngjeshjes.

Ideja e një bote të mbyllur, së pari duke u zgjeruar dhe më pas duke u tkurrur, bëri që shumë shkencëtarë të hipotezonin për një Univers të përjetshëm pulsues. Kishte mbetur pak për të bërë - në kuptimin figurativ dhe literal të fjalës: është e qartë se si zgjerimi ndalon dhe ndryshon në ngjeshje kur i madh rrezja (maksimale) e Universit, mbetet për të kuptuar se si ndodh kalimi nga ngjeshja në zgjerim në i vogël rreze (minimale). Popullariteti i idesë së një universi të përjetshëm (në të kaluarën!) u rrit kur u kuptua se kur merret parasysh polarizimi i vakumit nga lakimi i hapësirës (fushë e fortë gravitacionale) ose për shkak të fushës gravitacionale, burimi i së cilës është një fushë skalare me masë jo zero, me të vërtetë janë formalisht të sakta vendime strikte* lloji

me rreze minimale 1/Н 0 të rendit 10 -28 cm Këto zgjidhje ekzistojnë formalisht në teorinë klasike. Çfarë argumentesh mund të jepen kundër këtyre vendimeve?

* Zgjidhjet e këtij lloji quhen inflacioniste. ( shënim ed. )

Varësia e rrezes së Universit nga koha t në teorinë e evolucionit ciklik, duke marrë parasysh rritjen e entropisë. Gjendja aktuale e Universit përshkruhet nga pika B, t 0 - "fillimi" i nevojshëm.

Në vitet 1930, u parashtrua një argument serioz termodinamik kundër një Universi të përjetshëm, që përsëritej në mënyrë ciklike. Gjatë çdo cikli, entropia rritet *. Kjo çon në faktin se amplituda e çdo cikli të ardhshëm është më e madhe se amplituda e ciklit të mëparshëm. Duke e kthyer këtë argument, mund të konkludojmë se ekziston një numër i kufizuar ciklesh, duke filluar nga cikli i parë me entropi zero. Por në këtë rast, qëllimi nuk arrihet - Universi që evoluon ciklikisht ende rezulton të ekzistojë koha e përfundimit, pra ka nevojë për një "fillim".

* Ekziston një këndvështrim sipas të cilit, kur zgjerimi zëvendësohet me kompresim, një rritje e entropisë zëvendësohet njëkohësisht me uljen e saj. Në të njëjtën kohë, ata përmendin edhe ndryshimin mistik në drejtimin e "shigjetës së kohës". Ndikimi i një zgjerimi ose ngjeshjeje të ngadaltë të përgjithshme në procese specifike që ndodhin me grimcat ose në yje duket krejtësisht jofizik dhe në asnjë mënyrë të justifikuar.

Në shumë Kohët e fundit Së bashku me V.A. Belinsky, L.P.Grishchuk dhe I.M. Khalatnikov, ne analizuam zgjerimin dhe tkurrjen e Universit të mbushur me koherente masive. fushë skalare *.

* Belinsky V. A., Grishchuk L. P., Khalatnikov I. M., Zeldovich Ya.// JETP. 1985. T. 89. fq 346-355. ( shënim ed. )

Llogaritje të ngjashme u kryen më herët, por ndoshta me përfundime më pak të qarta. Pa hyrë në detaje, unë paraqes rezultatet. Varësisht nëse fusha skalare është j pothuajse statike (m j 2 >>h j" 2) ose me ndryshim të shpejtë dhe pothuajse pa masë (m j 2 <j" 2), marrëdhënia midis presionit dhe densitetit të energjisë ndryshon dhe (këtu h = 10 -14 J s është konstanta e Planck-ut, viza është derivati j sipas kohës). Në rastin e parë p = - e, zmbrapsja gravitacionale ndodh, në rastin e dytë, kur presioni është maksimal, p = + e- tërheqje gravitacionale.

Në parim, të dyja rastet mund të ndodhin gjatë ngjeshjes dhe zgjerimit. Sidoqoftë, gjatë kompresimit, mënyra e dytë është e qëndrueshme, p = + e- Presioni në terren i reziston ngjeshjes. Në këtë rast, zgjidhja klasike çon në një singularitet, rrezja e Universit shkon në zero dhe kurba e ngjeshjes prek boshtin e abshisës. Zgjidhjet me një tranzicion të qetë nga kompresimi në zgjerim rezultojnë të jenë të jashtëzakonshme dhe të pamundura. Por çështja nuk është as në një studim të detajuar të kthesave. Më e rëndësishme është analiza e supozimeve që duhen bërë në zgjidhjen e problemit.

Ngjeshja singulare e Universit në presion pozitiv p = + e.
Ligji i kompresimit është i njëjtë për një botë të mbyllur, të sheshtë dhe të hapur: a ~ (t 0 -t) 1/3
(mbani parasysh se t<= t 0 ).

Ne konsiderojmë një fushë skalare rreptësisht homogjene dhe një Univers rreptësisht homogjen dhe izotropik. Homogjeniteti nënkupton ngjashmërinë, ekuivalencën e të gjitha pikave hapësinore në të njëjtën pikë fikse në kohë. Izotropia nënkupton ekuivalencën e të gjitha drejtimeve hapësinore.

Në problemin e zgjerimit, këto supozime janë të arsyeshme: gjatë zgjerimit, rajoni në të cilin fusha skalare është maksimale zgjerohet më shpejt. Në këtë rast, fusha skalare klasike bëhet praktikisht konstante, dhe të gjitha fushat e tjera (në veçanti, fusha elektromagnetike që shkel izotropinë) zvogëlohen shpejt.

* Për më shumë informacion rreth fazës së inflacionit dhe punës së A.D. Linde, shihni, për shembull: Novikov I. D. Si shpërtheu Universi // Natyra, 1988. Nr. 1. F. 82-91. (Shënim i redaktorit)

Sidoqoftë, gjatë ngjeshjes mund të pritet paqëndrueshmëri e madhe, një shkelje e homogjenitetit dhe izotropisë. Prandaj, mundësia që Universi të kalojë nëpër një rreze minimale të caktuar bëhet edhe më pak e mundshme kur merren parasysh shqetësimet. Në thelb, ky argument është afër konsideratave për rritjen e entropisë. Pra, edhe nëse kjo nuk është një teoremë, ne kemi ende stimuj të mjaftueshëm për të menduar për lindjen spontane të Universit, duke eliminuar idenë e një Universi ciklik.

RRETH LINDJES SPONTANE

Humoristi i famshëm A. Averchenko para revolucionit filloi "Historinë Botërore" me fjalët: "Historia e medëve është e errët dhe e pakuptueshme. Studiuesit e ndajnë atë, megjithatë, në tre periudha: e para, për të cilën nuk dihet absolutisht asgjë. E dyta, e cila pasoi të parën. Dhe së fundi, periudha e tretë, për të cilën si dihet shumë për dy të parat”.

Kam frikë se pjesa e fundit e artikullit tim mbi historinë e hershme të Universit do të jetë e ngjashme me historinë e lashtë të njerëzimit siç është paraqitur nga A. Averchenko. Deri më tani, ne kemi sqaruar vetëm mundësinë themelore të lindjes së Universit. Çfarë mund të thuhet për mekanizmin specifik të këtij fenomeni? Ne do të duhet të kufizohemi në pyetjet.

Para së gjithash, fjalës "asgjë", "nga asgjë" mund t'i jepet interpretime të ndryshme. Ju mund të imagjinoni një hapësirë ​​të zbrazët të sheshtë Minkowski - në vetvete një zgjidhje e tillë për ekuacionet e relativitetit të përgjithshëm ekziston dhe është e përjetshme. Lindja mund të imagjinohet si një seri fotografish (shih figurën).

Lindja e një Universi të mbyllur (topi në pjesën e fundit të Fig. IV.)
nga bota e sheshtë e Minkowskit (M në fazën I).
Në fazat e ndërmjetme, larg luhatjeve,
duke çuar në lindjen (ndarjen) e një topi, metrika mbetet e sheshtë ("Minkowskian").

Thjesht duhet të mbani mend se ata po flasin për një analogji njëdimensionale. Nuk di si ta përshkruaj lindjen e një hapësire të mbyllur tre-dimensionale (nga një seksion tredimensionale) të hapësirës Minkowski. Koha t është një parametër që dallon një pjesë të figurës (I-IV) nga një tjetër. Pas ndarjes së zonës së mbyllur, hapësira e mbetur është përsëri e sheshtë. Por është e sheshtë vetëm në kufirin klasik. Në fakt, në teorinë kuantike, metrika e hapësirës gjithashtu luhatet, ashtu si një oshilator ka një mesatare të caktuar kinetike dhe të njëjtën energji potenciale, e cila nuk është e barabartë me zero në gjendjen e energjisë më të ulët.

Kështu, në figurën e mësipërme po flasim për një luhatje - por një luhatje aq e madhe sa ndryshon vetë topologjia, hapësira bifurkohet. Sot ne nuk dimë të llogarisim luhatje të tilla. Më lejoni t'ju kujtoj se vetitë e vakumit (energjia mesatare e tij, d.m.th., konstanta kozmologjike) i gjejmë vetëm nga përvoja.

Opsioni i dytë popullor është të merret në konsideratë vetëm një botë e mbyllur (pa themelin ose lindjen e hapësirës Minkowski). Atëherë para "fillimit" nuk kishte fjalë për fjalë asgjë, asnjë metrikë, veçanërisht nuk kishte kohë.

Lindja spontane e botës "nga hiçi". Para t = 0, metrika (dhe, në veçanti, koha) nuk ekzistonte.

Ekuacionet klasike të lëvizjes nuk kanë llojin e kërkuar të zgjidhjes. Kjo do të thotë që ne duhet të kërkojmë zgjidhje mekanike kuantike. Problemi është i ngjashëm me problemin e a-prishja e një bërthame uraniumi ose radiumi. Sipas mekanikës klasike të Njutonit a-Një grimcë nuk mund të udhëtojë gjatë gjithë rrugës nga bërthama në pafundësi. Zgjidhje mekanike kuantike për a- grimcat përshkruajnë të dy rajonet: rajonin "nën-barrierë", në të cilin energjia kinetike është negative (d.m.th., lëvizja klasike është e pamundur), dhe rajoni i largët në të cilin ekzistojnë të dyja zgjidhjet - mekanike klasike dhe kuantike, dhe ato ndryshojnë pak. nga njeri tjetri.

Ngjashëm me teorinë a-prishja, ndërtohet edhe një teori mekanike kuantike e lindjes së Universit. Natyrisht, problemi tani është zgjidhur vetëm në përafrimin më të përafërt, duke marrë parasysh vetëm dy sasi - rrezen e universit të mbyllur a(t) dhe fushën skalare. j. Në teorinë kuantike, futen impulset përkatëse Р a dhe Р j; funksioni valor Y (a, j). Momenti P a = M eff = f(a)a" është proporcional me shpejtësinë e zgjerimit, dhe në kufirin klasik mund të gjendet a" = d a/ d t, dhe për këtë arsye koha

Vini re gjithashtu se teoria kuantike, edhe në gjendjen e saj të pazhvilluar sot, ofron një argument në favor të një Universi të mbyllur (në krahasim me një Univers të pafund të sheshtë ose të hapur). Vetëm për një Univers të mbyllur është e mundur të përcaktohet një vlerë e caktuar jo e pafundme e masës efektive M eff. Çfarëdo formulimi të mekanikës kuantike që përdorim (funksioni valor, ose "integrimi i rrugës" ose ndonjë tjetër), probabiliteti i lindjes spontane të një Universi të pafund është identikisht i barabartë me zero *.

* A. A. Starobinsky dhe unë konsideruam një Univers të sheshtë, të fundëm, si një torus, duke identifikuar muret e kundërta të kubit. Sidoqoftë, në këtë rast, izotropia e saktë e hapësirës humbet: drejtimet përgjatë diagonaleve të kubit nuk janë ekuivalente me drejtimet pingul me anët ose skajet. Megjithatë, ende nuk ka një përgënjeshtrim zyrtar të një hipoteze të tillë.

Në përgjithësi, megjithatë, interpretimi i rezultateve të marra nuk mbetet plotësisht i qartë. Formulat mekanike kuantike tregojnë mundësi lindja e Universit. Me interes janë rezultatet në lidhje me krahasimin e probabilitetit të lindjes së Universit me një ose një tjetër vlerë fillestare të fushës skalare (p. Me sa duket, vlerat më të mëdha (p, duke siguruar inflacion mjaft të madh "^ në fazën klasike janë Megjithatë, nuk ka asnjë interpretim të vlerës absolute të funksionit të valës dhe të probabilitetit.

Fakti është se zhvillimi i fizikës themelore nuk ka përfunduar ende! Për më tepër, tani po vijnë në jetë teoritë gjithnjë e më të gjeometrizuara të grimcave elementare. Nga njëra anë, kjo. teoritë që kombinojnë bozonet dhe fermionet, që kombinojnë variabla të brendshme të grimcave dhe fushave me koordinatat dhe transformimet e Lorencit. Në të ardhmen, këto teori duhet të ofrojnë prova të drejtpërdrejta të ekzistencës së fushave skalare, si dhe të përcaktojnë vetitë e tyre. Herët a vonë, edhe një teori e masave të grimcave dhe fizikantët do të na tregojë se cila është masa e fshehur që u zbulua astronomët. Hipotezat rreth hapësirë-kohës me dimensione të larta kanë një lidhje edhe më të ngushtë me çështjen e lindjes së Universit. Në fund të viteve 20, u formulua ideja sipas së cilës ekziston një koordinatë "shtesë" X 4, e palosur në një unazë me gjatësi l = 2 fq R, ku R është rrezja e unazës *. Situata është paraqitur në mënyrë skematike në figurë. Tre koordinata hapësinore X 1 , X 2 , X 3 zëvendësohet nga një X i vetëm përgjatë tubit.

* Një mbyllje e tillë që kufizon gamën e ndryshimeve në koordinatën X 4 vlera e vogël I (X 4 + I = X 4 ), matematikanët e quajnë kompaktim. Këtë koordinatë do ta quajmë X 4 , duke pasur parasysh se koha zakonisht shënohet me X 0 , dhe koordinatat hapësinore janë X 1, X 2, X 3 ), Si rezultat, hapësira-koha rezulton të jetë pesë-dimensionale. Kjo teori u propozua nga fizikanët T. Kaluza dhe O. Klein në vitet 20.

Në teorinë kuantike, lëvizja përgjatë X 4 ose lokalizimi i një grimce në koordinatën X 4 kërkon energji gjigante. Prandaj, në të gjitha eksperimentet deri në energjitë më të larta, 10 17 apo edhe 10 19 GeV (krahasuar me 10 3 GeV në përshpejtuesit e viteve 80), nuk ka lëvizje përgjatë koordinatës speciale X 4 (ose nga X 4 në X 9 ) . Teoricienët e etikës thonë se në kufiri i ulët i energjisë hapësirë-koha mbetet efektivisht katër-dimensionale. Nëse, për më tepër, kufizohemi në madhësi që janë të vogla në krahasim me ato astronomike, atëherë hapësira dhe koha përshkruhen nga metrika e vjetër e mirë Minkowski.

Paraqitja skematike e hapësirës Capuca-Klein. Tregohet një seksion kryq i një vlere të caktuar kohore X 0 =konst, tre koordinata hapësinore X 1, X 2, X 3 zëvendësohet me një - X. Rezultati është një sipërfaqe dy-dimensionale e tubit me koordinatat X, X 4 në një sipërfaqe.

Rritja e numrit të variablave të ngjeshur ("të shembur") nga 1 në 6 ose 7 (kalimi në hapësirë-kohën origjinale 10-dimensionale) bën të mundur futjen jo vetëm të fushës elektromagnetike, por edhe të atyre fushave (W ± , Z° ) që përshkruajnë bashkëveprimin e dobët , dhe fushat (gluonet), të cilat përshkruajnë bashkëveprimin e fortë. Për më tepër, teoria e supersimetrisë, e cila kombinon fushat bosonike (siç është fusha elektromagnetike) dhe fushat e fermionit (si fusha e elektron-pozitronit), është gjithashtu "gjeometrike", ajo paraqet variabla të reja, befasuese, por gjeometrike. Ëndrra e A. Ajnshtajnit për të gjeometrizuar të gjithë fizikën sot duket shumë më reale sesa dukej vetëm 5 ose 10 vjet më parë.

Por pse po shkruaj për të gjitha këto në një artikull të kozmologjisë?

Arsyeja e parë (jo më e rëndësishmja) është se ne jemi më në fund të pranishëm në lindjen e teorive për të cilat fushat skalare janë një pasojë e domosdoshme. Rëndësia e fushave skalare tashmë është diskutuar - pa to nuk do të kishte Univers inflacioniste. Polarizimi i vakumit si burim energjie dhe presion negativ për fryrjen (fryrje) të universit është gjithashtu një lloj fushe skalare.

Megjithatë, aspekti i dytë i ndikimit të teorive me dimensione “ekstra” në kozmologji është më domethënës dhe më specifik. Në momentin e lindjes në një botë të mbyllur, ndryshoret hapësinore X 1 , X 2 , X 3 ndryshojnë brenda kufijve shumë të ngushtë të rendit 0< 2fq a(t), ku a(t) tenton në 0 ndërsa t tenton në 0. Është e natyrshme të supozohet në këtë rast se në realitet Universi lind simetrik në të gjitha variablat hapësinore (dimensioni D = 5 ose më i lartë). Ndarja e ndryshoreve gjeometrike në "të brendshme", d.m.th të kompaktuara, D = 4 variabla dhe në tre variabla të zakonshëm gjeometrikë dhe koha ndodh vetëm më vonë. Kjo ndarje është një thyerje tipike spontane e simetrisë! Fillimisht kemi, për shembull, një "top" 9-dimensional, të gjitha drejtimet në të cilat janë ekuivalente, dhe më vonë 6 dimensione ngrijnë me një 4 -a 9 (dimensionet e tyre karakteristike janë rreth 10 -33 cm) *, dhe tre dimensione rriten. në mënyrë eksponenciale dhe, në fund, ato bëhen më të mëdha se 5000 Mpc = 10 28 cm, pra më të mëdha se i gjithë rajoni i vëzhgueshëm i Universit. Synimet tona mbeten të njëjta si më parë - për të përshkruar lindjen e Universit "nga asgjëja". Megjithatë, zbatimi specifik i këtij synimi bëhet krejtësisht i ndryshëm në krahasim me opsionet e para.

* Madhësia 10 - 33 cm korrespondon me energjinë dhe 10 19 GeV, në të cilën vetitë kuantike të gravitetit bëhen të rëndësishme. (Shënim i redaktorit) *

Lindja e një bote simetrike me X koordinata 4 dhe X 1, X 2, X 3 kur "ngrijnë" X 4 (në kohën t 2 ). Ky vizatim i jep lexuesit përshtypjen e gabuar të heterogjenitetit të hapësirës (lakim i madh në skajet e elipsës). Megjithatë, duhet të kujtojmë se në gjeometrinë shumëdimensionale ka hapësira (të ashtuquajturat zgjidhje Blanqui) që janë homogjene, por me lakim të ndryshme në drejtime të ndryshme. Fatkeqësisht, nuk di si t'i përshkruaj ato në një plan vizatimi.

FJALA E PASURISË

Më 2 dhjetor 1987, fizikani i shquar sovjetik, akademiku Ya.B. Zeldovich. 56 vitet e tij të veprimtarisë shkencore jashtëzakonisht të frytshme përfshin fusha të tilla të ndryshme si fizika kimike, teoria e grimcave, puna mbi raketat, armët bërthamore dhe termonukleare dhe, në 25 vitet e fundit, astrofizika dhe kozmologjia. Meritat e Zeldovich janë shumë të mëdha si mësues i shkencëtarëve të rinj, autor i monografive, artikujve popullorë dhe recensioneve.

Një prej tyre * është veçanërisht e përshtatshme për t'u kujtuar këtu, pasi tema e saj u diskutua kohët e fundit në faqet e revistës **. Bëhet fjalë për të ashtuquajturën "teori relativiste e gravitetit" (RTG), autorët e së cilës po përpiqen ta kontrastojnë atë me teorinë e përgjithshme të relativitetit të Ajnshtajnit (GTR). Zeldovich dhe Grishchuk treguan bindshëm se në fakt po flasim për një formulim ekuivalent të ekuacioneve të teorisë së Ajnshtajnit, dhe jo për një teori të re. Në RTG, së bashku me hapësirën e lakuar Riemann, futet një hapësirë ​​e sheshtë ndihmëse. Megjithatë, nuk është legjitime të interpretohen sasitë e përcaktuara në terma të kësaj hapësire si të vëzhgueshme. Deklarata e autorëve të RTG për paqartësinë e përfundimeve të Relativitetit të Përgjithshëm është e pasaktë. Refuzimi për të marrë në konsideratë strukturat topologjike të hapësirë-kohës të ndryshme nga ato të botës Minkowski, në veçanti, për të marrë në konsideratë modelin kozmologjik të një Universi të mbyllur, është gjithashtu i pabazuar. Është ky model që duket më i besueshëm. Ajo diskutohet në këtë artikull nga Zeldovich.

* Zeldovich Ya B., Grishchuk L. P. Graviteti, relativiteti i përgjithshëm dhe teoritë alternative // ​​Usp. fizike Shkencë. 1986. T. 149. Çështje. 4. fq 695-707.

** Logunov A. A. Teoria relativiste e gravitetit // Natyra. 1987. Nr 1. F. 36-47.

Puna e Zeldovich kontribuoi ndjeshëm në shfaqjen e një drejtimi të ri shkencor, i shtrirë në kryqëzimin e teorisë së grimcave elementare, astrofizikës dhe kozmologjisë. Në të njëjtën kohë, i gjithë universi vepron si një laborator gjigant (ose terren testimi) për testimin e pasojave të teorive dhe hipotezave moderne rreth natyrës së grimcave elementare dhe hapësirës, ​​duke përfshirë në gamën e energjive dhe shkallëve që nuk janë ende të arritshme për përshpejtuesit.

Zeldovich vendos detyrën e ndërtimit të një teorie të plotë kozmologjike të Universit të hershëm, duke përshkruar fazën e parë, "kuantike-gravitacionale" të Universit në zgjerim dhe duke iu përgjigjur pyetjes - si lindën tiparet cilësore dhe sasiore të strukturës së Universit; të cilat shfaqen në një fazë të mëvonshme, pse Universi është pikërisht ashtu siç jemi ne Ne po e shikojmë atë. Një teori e plotë kozmologjike është e lidhur thellësisht me ndërtimin e një teorie të unifikuar të të gjitha ndërveprimeve ekzistuese të grimcave elementare, d.m.th., ndërveprimet elektromagnetike, të dobëta, të forta dhe gravitacionale; Siç pritej, një teori e tillë duhet të përfshijë një rishikim të thellë të ideve rreth strukturës së hapësirës në të ashtuquajturën shkallë gravitacionale kuantike (kjo është një shkallë e rendit 10 -33 cm në hapësirë ​​dhe e rendit 10 -44 s. për moshën e Universit), për të cilën është e nevojshme të merren parasysh efektet gravitacionale kuantike. Deri tani ne po i afrohemi vetëm një kuptimi të të gjitha këtyre pyetjeve më themelore rreth Natyrës. Ka shumë ide, shumë shpresa, një punë e madhe është bërë dhe po bëhet, por ndoshta ka një rrugë shumë më të gjatë përpara, ndoshta pafund...

Artikulli i fundit i Zeldovich, i shkruar, si gjithmonë, shumë gjallërisht, qartë dhe kuptueshëm, e prezanton lexuesin me këtë çështje emocionuese, marramendëse.

Argumenti i Zeldovich në artikull është i fortë dhe bindës. Megjithatë, vetë gjendja e njohurive tona sot është e tillë që disa deklarata janë hipotetike dhe është e mundur që në realitet gjithçka të jetë ndryshe. Zeldovich e përsërit këtë në mënyrë të përsëritur. Më lejoni, nga ana ime, të shtoj disa komente të tjera në të njëjtin drejtim.

Artikulli përshkruan idetë sipas të cilave asimetria e vëzhguar e barionit të Universit (dhe asimetria leptonik "e fshehur") u ngrit në një fazë të hershme (jo ekuilibër) të zgjerimit të Universit për shkak të ndryshimit në vetitë e grimcave dhe antigrimcave dhe mungesa në natyrë e një ligji të saktë të ruajtjes së numrit të barioneve dhe leptoneve. Në këtë rast, duket se nënkuptohet se asimetria e barionit ka të njëjtën shenjë jo vetëm në rajonin e Universit që vëzhgojmë, por në të gjithë Universin në përgjithësi. Por në fakt, duket më e besueshme që ndryshimi në vetitë e grimcave dhe antigrimcave është në vetvete i një natyre dytësore dhe lind për shkak të paqëndrueshmërisë në sistemin e fushave kuantike ndërvepruese në fazën e hershme të evolucionit (zgjerimit) të Universit. Prandaj, në rajone të ndryshme të Universit, të largëta hapësinor nga njëra-tjetra dhe ndoshta shumë të mëdha (miliarda vite dritë), ndryshimi në vetitë e grimcave dhe antigrimcave dhe, në përputhje me rrethanat, asimetria e barionit mund të ketë një shenjë të ndryshme. Supozohet se në pjesën e Universit që vëzhgojmë ka vetëm materie, por diku "shumë më tej" shtrihen rajone antibarion (të përbërë nga antimateria, veçanërisht antiprotonet, antineutronet dhe pozitronet). Në një Univers të mbyllur, vëllimet totale të rajoneve të barionit dhe antibarionit janë, në përgjithësi, të ndryshme, dhe madje është e mundur që i gjithë Universi të përbëhet nga një rajon barion. Theksojmë se e gjithë kjo pamje është krejtësisht e ndryshme nga ajo e supozuar më parë nga disa autorë në kuadrin e një modeli me ruajtjen e ngarkesës së barionit dhe ndarjen hapësinore të barioneve dhe antibarioneve duke përdorur disa procese hipotetike të panjohura.

Një tjetër vërejtje ka të bëjë me hipotezën e një universi pulsues. Sigurisht që është e saktë që gjatë ngjeshjes së Universit mund të pritet paqëndrueshmëri e madhe, një shkelje e homogjenitetit dhe izotropisë. Por kjo në vetvete nuk përjashton mundësinë e një numri të pafund pulsimesh (cikleve të zgjerimit dhe tkurrjes së Universit) në të ardhmen. Në të njëjtën kohë, është gjithashtu e mundur që të ketë mekanizma "nivelues" (të tillë si viskoziteti), dhe të paktën në disa pulsime Universi do të jetë cilësisht i ngjashëm me. sonë (“nuk përjashtohet” do të thotë se në nivelin aktual të njohurive ne nuk mund t'i hedhim poshtë dhe as t'i vërtetojmë këto mundësi).

Kam shkruar për valëzime në të ardhmen. Por a është e mundur të imagjinohet një model i Universit që çon në një sekuencë të pafund pulsimesh, të vazhduara në të ardhmen dhe në të kaluarën! Me sa duket ka të paktën një opsion. Le të shqyrtojmë një Univers të pafund të sheshtë hapësinor. Le të supozojmë se ekuacionet e relativitetit të përgjithshëm përmbajnë një term me të ashtuquajturën konstante kozmologjike. Ajnshtajni gjithashtu postuloi në një nga veprat e tij praninë e një termi të tillë me një konstante kozmologjike pozitive. Supozojmë se konstanta kozmologjike është negative, e cila është e barabartë me "vetë-tërheqjen" e vakumit dhe çon në pulsime periodike të Universit. Për më tepër, duke qenë se vëllimi i Universit, rrezja e lakimit dhe entropisë së tij janë të pafundme, rritja e entropisë që ndodh, sipas ligjit të dytë të termodinamikës, nuk shkakton ndonjë ndryshim cilësor midis pulsimeve.

Më interesante është modeli i një Universi të mbyllur, i konsideruar në artikullin e Zeldovich. Në këtë rast, entropia është e fundme dhe ligji i rritjes së saj me sa duket përjashton mundësinë e ekstrapolimit të historisë së Universit në të kaluarën e pafundme. Megjithatë, edhe këtu ka një "zbrazëtirë". Mund të supozohet se boshti numerik i kohës është një vijë e drejtë e pafundme në të dy drejtimet, dhe në një pikë entropia e Universit është zero. Për të qenë specifik, le të supozojmë se në këtë moment Universi ekziston në formën e një vëllimi shumë të vogël të mbyllur, për shembull një sferë tre-dimensionale (që është një përgjithësim tredimensional i sferës dydimensionale të njohur për të gjithë që nga fëmijëria ). Sipas përkufizimit, një vakum ka entropi zero.

Në teoritë moderne të fushës (Zeldovich shkruan për këtë në artikullin e tij), një vakum mund të ekzistojë në disa gjendje: me një densitet energjie të barabartë me zero - ky është një vakum "i zakonshëm", dhe gjithashtu me një densitet pozitiv të energjisë dhe presion negativ - kjo është një vakum "i rremë", i cili ka vetinë e "vetëpranimit". Vakuumi "i rremë" është i paqëndrueshëm dhe pas njëfarë kohe kthehet në "normal" me formimin e grimcave dhe fushave të ndryshme dhe një rritje përkatëse të entropisë. Ndërsa ekziston vakumi "i rremë", Universi zgjerohet sipas ligjit eksponencial, ose më saktë, në afërsi të pikës zero - sipas ligjit të kosinusit hiperbolik. E gjithë fotografia është cilësisht simetrike në lidhje me pikën zero.

Është veçanërisht e rëndësishme që entropia rritet automatikisht me distancën nga pika njëjës Udhëtim. Në fund të fundit, entropia, sipas përkufizimit të saj, është një sasi pozitive! Kështu, ne kemi, si të thuash, dy Universe që nuk ndërveprojnë, që ekzistojnë në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri, me rrjedhën e kundërt të kohës në një Univers në raport me tjetrin. Në vitin 1967, unë përshkrova një situatë të ngjashme duke përdorur termin "kthimi i shigjetës së kohës"*. Ndoshta nuk ka nevojë të supozohet "lindja" e Universit në një model të tillë, por nuk përjashtohet.

* Sakharov A. D.// Letra drejtuar JETP-së. 1967. T. 5. fq 32-35.

Po i shkruaj të gjitha këto jo për të hedhur hije mbi idenë e lindjes kuantike të Universit në një moment të veçantë kohor, por për të vënë në dukje pasigurinë e madhe në të kuptuarit tonë të situatës. Kjo pasiguri është e një natyre thellësisht themelore, madje edhe filozofike. Në veçanti, çështja e të ashtuquajturit parim antropik, i cili shpjegon veçoritë e Universit tonë me faktin se vetëm në një Univers të tillë mund të lindte jeta inteligjente, në ndryshim nga numri i pafund i Universeve të tjerë "të vdekur" që lindin spontanisht, është. filozofikisht akute.

Artikulli i Zeldovich tregon se, të paktën, nuk ka pengesa për lindjen kuantike të Universit nga ligjet themelore fizike të ruajtjes. Universi duhet të jetë i mbyllur (të ketë një vëllim të kufizuar).

Akademiku A. D. Sakharov

• Përkthimi

Pak kohë më parë, filloi një diskutim shumë aktiv midis kozmologëve dhe filozofëve të shkencës për arsyet e ekzistencës së Universit. Po, këtu nuk po bëjmë marrëzi.

Së pari, Lawrence Krauss botoi një libër të ri, "Një Univers nga asgjëja. ​​Pse nuk keni nevojë për një Zot për të krijuar një univers nga bosh" (bazuar, pjesërisht, në një leksion popullor në dispozicion në YouTube), duke e mbuluar këtë çështje nga këndvështrimi i një kozmologu modern. Pastaj David Albert, një filozof bashkëkohor i shkencës, shkroi një përmbledhje të ashpër të librit për New York Times. Ky diskutim ka vazhduar që atëherë: një intervistë me Jerry Coyne (në anën e Albertit), blogu Rutgers Philosophy of Cosmology, një intervistë e gjatë me Krauss në The Atlantic, komente nga Massimo Pigliucci, një përgjigje tjetër nga Krauss në faqen e internetit Scientific American.

Për arsye personale dhe shkencore do të fusja edhe unë mendimin tim. Origjina e universit është një nga temat e punës sime, dhe Lawrence dhe David janë miqtë dhe partnerët e mi në blog. Artikulli do të jetë i gjatë, ndaj do të bëj një përmbledhje të shkurtër. Përafërsisht, problemi rreth "pse ekziston diçka?" Ka dy lloje pyetjesh. Një nga llojet, i bazuar në një platformë ligjesh fizike mjaft fleksibël për të lejuar ekzistencën e "diçka" ose "asgjë" (dhe koncepti i "diçka" mund të përfshijë edhe kohën dhe hapësirën), tingëllon si: pse në të vërtetë A ka ndonjë gjë në manifestimin e realitetit? Një lloj tjetër pyetjeje është pse e kemi këtë platformë të veçantë të ligjeve fizike, apo edhe diçka të quajtur "ligje fizike"?

Lawrence, për ta thënë thjesht, po trajton llojin e parë të pyetjes, dhe Davidi është i interesuar për të dytën, dhe të dyja palët harxhojnë shumë energji duke këmbëngulur që pyetja e tyre është më e mira, në vend që të kuptojnë se pyetjet janë të ndryshme. Asgjë në fizikën moderne nuk shpjegon pse ne kemi ligjet që kemi dhe jo të tjerët, megjithëse fizikantët ndonjëherë flasin për këtë - dhe është një gabim që mund ta shmangnin nëse do t'i kishin marrë më seriozisht filozofët.

Më pas diskutimi kalon shpejt në akuza dhe debate për gjëra të gabuara, gjë që është për të ardhur keq, pasi këta njerëz janë të zgjuar dhe bien dakord në 95% të problemeve interesante, dhe shanset për një dialog produktiv janë vazhdimisht në rënie.

Si funksionon Universi

Mekanika kuantike, në veçanti, është një zbatim i veçantë, por shumë i gjithanshëm i kësaj skeme. (Teoria kuantike e fushës është vetëm një shembull specifik i mekanikës kuantike, jo një mënyrë e re e të menduarit). Shtetet janë "funksione valore" dhe grupi i të gjitha funksioneve të mundshme valore të një sistemi të caktuar quhet "hapësirë ​​Hilbert". Avantazhi i tij është se kufizon shumë grupin e mundësive (sepse është një hapësirë ​​vektoriale: një shënim për ekspertët). Pasi të më tregoni madhësinë e tij (numrin e dimensioneve), do të përcaktoni plotësisht hapësirën tuaj Hilbert. Kjo është rrënjësisht e ndryshme nga mekanika klasike, në të cilën hapësira shtetërore mund të bëhet jashtëzakonisht komplekse. Dhe ekziston gjithashtu një makinë - "Hamiltonian" - e cila tregon saktësisht se si të zhvillohet nga një gjendje në tjetrën me kalimin e kohës. E përsëris se nuk ka shumë varietete hamiltonianësh; mjafton të shkruani një listë të caktuar të sasive (eigenvlerat e energjisë - sqarim për ju, ekspertë të bezdisshëm).

Është e nevojshme të mbash një mendje të hapur se çfarë forme do të marrin ligjet rezultuese të fizikës, por pothuajse të gjitha përpjekjet moderne për t'i nxjerrë ato pranojnë mekanikën kuantike si të vërtetë. Kjo është e vërtetë si për teorinë e fijeve, ashtu edhe për qasjet e tjera ndaj gravitetit kuantik - ato mund të ndryshojnë shumë në pikëpamjet e tyre se nga çfarë përbëhet "hapësirëkoha" ose "materia", por ata shumë rrallë i trajtojnë pa kujdes bazat e mekanikës kuantike. Kjo vlen qartë për të gjitha opsionet që Lawrence konsideron në librin e tij. Në këtë platformë, përcaktimi i "ligjeve të fizikës" është çështje e zgjedhjes së një hapësire Hilbert (e cila nga ana tjetër kërkon vetëm përcaktimin e madhësisë së saj) dhe një Hamiltoniane. Një nga gjërat e bukura të mekanikës kuantike është se sa kufizuese është ajo; ne nuk kemi shumë liri për të zgjedhur midis llojeve të ligjeve të fizikës. Duket se ka shumë vend për kreativitet, pasi hapësira e Hilbertit mund të jetë shumë e madhe, dhe thelbi i thjeshtë i Hamiltonian mund të fshihet nga ndërveprimet tona komplekse me botën përreth nesh, por receta bazë mbetet e njëjtë.

Pra, çfarë do të thotë biseda "universi nga asgjëja" brenda kësaj platforme? Ne ende duhet të zgjedhim midis dy mundësive, por të paktën kjo listë me dy pika është gjithëpërfshirëse.

Mundësia e parë: Koha është Themelore

Pra, si lidhet kjo me pyetjen "diçka kundër asgjëje"? Ndërsa gjendja kuantike e Universit evoluon, ai mund të kalojë nëpër faza në të cilat nuk ngjan shumë me asgjë në kuptimin konvencional - domethënë si hapësira boshe, ose si një fazë e çuditshme jogjeometrike në të cilën ne nuk do ta njihnim hapësirën në të gjitha. Më vonë, përmes ndikimit të pamëshirshëm të Hamiltonianit, ai mund të evoluojë në diçka që është shumë e ngjashme me "diçka", madje shumë e ngjashme me universin që shohim sot. Pra, nëse përkufizimi juaj për "asgjë" është "zbrazëti" ose "mungesa e hapësirës", atëherë ligjet e mekanikës kuantike ofrojnë një mënyrë të përshtatshme për të kuptuar se si asgjë nuk mund të kthehet në diçka të mrekullueshme brenda së cilës gjendemi. Kjo është interesante dhe e rëndësishme dhe e denjë për një libër, dhe është një nga mundësitë që Lawrence diskuton.

Mundësia dy: koha është dytësore / përafërsisht.

Ne, sigurisht, mendojmë se përjetojmë kalimin e kohës, por ndoshta koha është një gjë dytësore, jo themelore (nuk mendoj se është e saktë të përdoret fjala "iluzore" në këtë kontekst, por të tjerët nuk janë aq kujdes). Kjo do të thotë, ndoshta ekziston një përshkrim alternativ i kësaj pike fikse në hapësirën e Hilbertit - një përshkrim afërsisht i ngjashëm me "Universi evoluon me kalimin e kohës", të paktën për një kohë. Imagjinoni një bllok metali të vendosur në një sipërfaqe të nxehtë, që nuk evoluon në kohë, por me një gradient të temperaturës të shpërndarë nga lart poshtë. Është konceptualisht e mundur që të ndahet ky bllok në shtresa me temperaturë të barabartë, dhe më pas të shkruhet një ekuacion që tregon se si gjendja e bllokut ndryshon nga shtresa në shtresë dhe të zbulohet se formalizmi matematikor që rezulton është i ngjashëm me "evolucionin me kalimin e kohës". Në këtë rast, ndryshe nga ai i mëparshmi, koha mund të përfundojë (ose të fillojë) sepse fillimisht ishte një përafrim i dobishëm, i vlefshëm në kushte të caktuara.

Ky është pikërisht opsioni që kozmologët kuantikë si James Hartle, Stephen Hawking, Alex Vilenkin, Andrei Linde dhe të tjerë kanë parasysh kur flasin për "krijimin e Universit nga asgjëja". Në këtë pikëpamje, ekziston fjalë për fjalë një moment në historinë e universit para të cilit nuk ka ekzistuar asnjë moment tjetër. Ekziston një kufi kohor (me sa duket përpara Big Bengut) përpara të cilit nuk kishte asgjë. Nuk ka rëndësi, nuk ka funksion valë kuantike; nuk kishte asgjë të mëparshme, pasi koncepti "para-" nuk ka asnjë kuptim. Kjo është gjithashtu interesante, e rëndësishme dhe ia vlen të shkruhet një libër për të, dhe kjo është një tjetër nga mundësitë që Lawrence diskuton.

Pse ekziston Universi fare?

Pra, për çfarë duhet të ankohemi? Nëse mendoni për këtë, një arsyetim i tillë, nëse pranoni një përkufizim specifik të konceptit të "asgjë", mund të shpjegojë se si Universi mund të lindë nga asgjëja. Por ata nuk shpjegojnë, madje as përpiqen të shpjegojnë, pse ekziston diçka - pse ky evolucion i një funksioni valor, apo pse edhe i gjithë ky sistem "funksionesh valore" dhe "Hamiltonianët" do të ishte një mënyrë e vlefshme për të arsyetuar rreth universit. . Dhe ndoshta nuk ju interesojnë këto pyetje dhe askush nuk ka të drejtë t'ju heqë të drejtën për të mos u interesuar për to; por nëse nëntitulli i librit tuaj është "pse ka diçka dhe jo thjesht asgjë", ju në thelb po hiqni dorë nga e drejta për të mos u interesuar për të.

A na ndihmon zhvillimi i fizikës dhe kozmologjisë moderne për t'iu qasur këtyre pyetjeve se pse ekziston diçka që quhet "univers" fare, pse ekzistojnë gjëra të tilla si "ligjet e fizikës", pse këto ligje marrin formën e mekanikës kuantike, pse kjo funksioni i veçantë valor dhe Hamiltonian? Shkurt, jo. Është e paqartë për mua se si mund ta bëjnë këtë.

Ndonjëherë fizikanët pretendojnë t'u përgjigjen këtyre pyetjeve, gjë që është një gjë e keqe sepse ata thjesht janë dembelë dhe nuk përpiqen të mendojnë me kujdes për problemin. Ju, për shembull, mund të dëgjoni pretendime se ligjet tona të fizikës mund të jenë i vetmi lloj ligjesh i imagjinueshëm, ose më të thjeshtët e mundshëm. Por qartësisht nuk është kështu. Brenda kuadrit të mekanikës kuantike, ka një numër të pafund hapësirash të mundshme të Hilbertit dhe një numër të pafund të Hamiltonianëve të mundshëm, secila prej të cilave përcakton një grup ligjesh krejtësisht të vlefshme të fizikës. Dhe vetëm njëri prej tyre mund të jetë i saktë, ndaj është absurde të thuhet se ligjet tona mund të jenë të vetmet e mundshme.

Thirrjet për thjeshtësi nuk ndihmojnë as këtu. Universi mund të jetë pika e vetme që nuk ndryshon me kalimin e kohës. Ose një oshilator i vetëm, që lëkundet pafundësisht përpara dhe mbrapa. Do të ishte shumë e thjeshtë. Një ditë mund të shfaqet një përkufizim i caktuar i thjeshtësisë, sipas të cilit ligjet tona do të rezultojnë të jenë më të thjeshtat, por gjithmonë do të ketë të tjerë sipas të cilëve nuk janë. Në çdo rast, atëherë mund të shtrojmë pyetjen, pse ligjet duhet të jenë të thjeshta? Po kështu, thënia "ndoshta të gjitha ligjet fizike janë reale diku" nuk i përgjigjet pyetjes sonë. Pse të gjitha ligjet fizike janë reale?

Dhe ndonjëherë, nga ana tjetër, kozmologët modernë flasin për ligje të ndryshme të fizikës në kontekstin e multiversit, dhe sugjerojnë që ne të shohim një grup ligjesh dhe jo një tjetër, për arsye thelbësisht antropike. Por kjo, përsëri, është pakujdesi e thjeshtë. Po flasim për një manifestim me energji të ulët të ligjeve bazë, por këto ligje bazë janë të njëjta në të gjithë multiversin. Ne ende kemi çështjen e ekzistencës së këtyre ligjeve të thella që krijojnë multiversin.

Fundi i shpjegimit

Pse pyetjet nuk ekzistojnë në vakum; ato kanë kuptim në një kontekst shpjegues. Nëse pyesim "pse pula kaloi rrugën?" [tema e njohur e shakave të shkurtra / përafërsisht. përkth.], kuptojmë se ka gjëra të tilla si rrugët, ato kanë veti të veçanta, dhe gjërat që quhen "pula" kanë qëllime dhe motive të ndryshme, dhe ka gjëra që ekzistojnë në anën tjetër të rrugës ose avantazhe të tjera të kalimit të saj. . Vetëm në këtë kontekst mund të ofrohet një përgjigje kuptimplotë për pyetjen “pse”. Por universi dhe ligjet e fizikës nuk janë të ngulitura në një kontekst më të gjerë. Ky është tashmë konteksti më i madh ekzistues, me sa dimë. Nuk ka asgjë të keqe të pranosh se sekuenca e shpjegimeve ndahet diku dhe i vetmi shpjegim që mbetet mund të jetë "kështu funksionojnë gjërat".

Epo, apo jo. Ne duhet të jemi empirikë të mirë dhe të jemi të hapur ndaj mundësisë që ajo që mendojmë si univers të ekzistojë në një kontekst më të gjerë. Por atëherë ndoshta do ta ripërcaktojmë atë si univers dhe do të mbetemi me të njëjtat pyetje. Për sa kohë që ju pranoni se universi ka më shumë se një mënyrë të mundshme ekzistimi, zinxhiri i shpjegimit do të ketë gjithmonë një fund. Mund të jem i gabuar, por këmbëngulja se "universi duhet të shpjegojë vetveten" është shumë e paarsyeshme.

Tinguj dhe furi

Së pari, unë mendoj se libri i Lawrence ka shumë më tepër kuptim si pjesë e debatit popullor "ateizmi kundër teizmit" sesa thjesht si një shqyrtim i plotë filozofik i një problemi të vjetër. Pasthënia e librit u shkrua nga Richard Dawkins, dhe Lawrence fillimisht i kërkoi Christopher Hitchens-it për këtë favor, ndërsa ai nuk ishte ende shumë i sëmurë - dhe të dy këta njerëz, megjithëse shumë të zgjuar, nuk janë as kozmologë dhe as filozofë. Nëse vendosni të refuzoni pretendimet për domosdoshmërinë e ekzistencës (ose dobisë) së një Krijuesi brenda kornizës kozmologjike, atëherë argumentet e mësipërme rreth "krijimit nga asgjëja" vlejnë vërtet. Universi fizik në mënyrë të përkryer mund të jetë i vetë-mjaftueshëm; nuk ka nevojë për asgjë dhe askënd jashtë për ta nisur, edhe nëse ka pasur një “fillim”. Kjo nuk i përgjigjet pyetjes klasike të Leibniz-it, por ka pak dyshim se ky fakt është një veti e jashtëzakonshme e fizikës moderne dhe ka implikime interesante për kozmologjinë themelore.

Së dyti, pas publikimit të rishikimit të Davidit, Lawrence sulmoi pa sukses "filozofët idiotë" dhe filozofinë në përgjithësi, në vend që të vazhdonte të zhvillonte një diskutim kuptimplotë për çështjet me interes. Ashtu si shumica e shkencëtarëve, Lawrence merr pak nga filozofia e shkencës. Por qëllimi i filozofisë nuk është të jetë i dobishëm për shkencën, më shumë se qëllimi i mikologjisë është të jetë i dobishëm për kërpudhat. Filozofët e shkencës nuk përpiqen të bëjnë shkencë, ata përpiqen të kuptojnë se si shkenca funksionon dhe si duhet të funksionojë, vendosin mbi logjikën dhe standardet që qëndrojnë në themel të argumentimit shkencor, vendosin njohuritë shkencore brenda një konteksti më të gjerë epistemologjik dhe bëjnë shumë gjëra të tjera; gjëra interesante pa pretenduar se janë shkencë. Dhe nëse nuk jeni të interesuar, është mirë. Por mos u përpiqni të minoni legjitimitetin e një fushe duke e sulmuar atë - është marrëzi dhe jointelektuale, dhe përfaqëson saktësisht të njëjtin ngurrim për të debatuar me respekt me studiues nga një fushë tjetër që ne e dëshpërojmë kur bëhet fjalë për shkencën. Është për të ardhur keq që njerëzit e zgjuar që bien dakord për gjërat më të rëndësishme nuk mund të mos pajtohen për gjithçka tjetër pa iu drejtuar fyerjeve. Ne duhet të përpiqemi të ngrihemi mbi këtë.

Etiketa: Shtoni etiketa