Fisikaren eta esperimentu fisikoaren mugak

Duela ehun urte, fisikako egoera gaur egungoaren guztiz kontrakoa zen. Zientzialarien esku zeuden frogatutako esperimentuen emaitzak, askotan errepikatuak, eta, hala ere, askotan ezin ziren azaldu lehendik zeuden teoria fisikoak erabiliz. Esperientzia argi eta garbi teoriaren aurretik zegoen. Teorikoek lanari ekin behar zioten.

Gaur egun, balantza teorikoengana makurtzen ari da, zeinen ereduak oso desberdinak diren esperimentu posibleetatik, hala nola soken teorian. Eta badirudi fisikan gero eta ebatzi gabeko arazo gehiago daudela (1).

1. Fisikako joera eta arazo moderno garrantzitsuenak - bisualizazioa

Poloniako fisikari ospetsuak, prof. Andrzej Staruszkiewiczek 2010eko ekainean Krakoviako Ignatianum Akademian "Ezagutzaren mugak fisikan" eztabaidan esan zuen: «Azken mendean ezagutzaren arloa izugarri hazi da, baina ezjakintasunaren eremua are gehiago hazi da. (…) Erlatibitate orokorra eta mekanika kuantikoaren aurkikuntza giza pentsamenduaren lorpen monumentalak dira, Newtonen parekoak, baina bi egituren arteko erlazioaren galderara eramaten dute, zeinaren konplexutasun-eskala harrigarria besterik ez den galdera. Egoera honetan, galderak sortzen dira berez: egin al dezakegu? Gure erabakia eta egiaren sakonera iristeko borondatea izango al dira aurrean ditugun zailtasunekin?».

Geldialdi esperimentala

Duela hilabete batzuk, fisikaren mundua ohi baino lanpetuago egon da eztabaida gehiagorekin. Nature aldizkarian, George Ellis eta Joseph Silk-ek fisikaren osotasunaren defentsan artikulu bat argitaratu zuten, azken teoria kosmologikoak probatzeko esperimentuak atzeratzeko gero eta prest daudenak "bihar" mugagabe batera arte kritikatuz. "Nahiko dotorezia" eta azalpen-balioa izan behar dute ezaugarri. "Horrek hausten du mendeetako tradizio zientifikoa, ezaguera zientifikoa enpirikoki frogatua den ezagutza dela", oihukatzen dute zientzialariek. Gertaerek argi erakusten dute fisika modernoaren "impasse esperimentala".

Munduaren eta Unibertsoaren izaerari eta egiturari buruzko azken teoriak, oro har, ezin dira egiaztatu gizakiak eskura dituen esperimentuekin.

Higgs bosoia aurkituta, zientzialariek Eredu Estandarra "osatu" dute. Hala ere, fisikaren mundua asetzetik urrun dago. Quark eta leptoi guztiak ezagutzen ditugu, baina ez dakigu nola uztartu Einsteinen grabitatearen teoriarekin. Ez dakigu nola uztartu mekanika kuantikoa grabitatearekin grabitate kuantikoaren teoria hipotetiko bat sortzeko. Ez dakigu zer den Big Banga (edo benetan gertatu den!) (2).

Gaur egun, dei diezaiogun fisikari klasikoak, Eredu Estandarraren ondorengo hurrengo urratsa supersimetria da, ezagutzen ditugun oinarrizko partikula bakoitzak "bikotekide" bat duela iragartzen duena.

Horrek materiaren eraikuntza-blokeen guztizko kopurua bikoiztu egiten du, baina teoria ekuazio matematikoetan ezin hobeto egokitzen da eta, batez ere, materia ilun kosmikoaren misterioa argitzeko aukera eskaintzen du. Hadron Talkagailu Handian egindako esperimentuen emaitzei itxarotea besterik ez dago, eta horrek partikula supersimetrikoen existentzia baieztatuko du.

Hala ere, oraindik ez da halako aurkikuntzarik entzun Genevatik. Jakina, hau LHCren bertsio berri baten hasiera baino ez da, inpaktuaren energia bikoitza duena (azken konponketa eta berritze baten ondoren). Hilabete gutxi barru, baliteke xanpain-kortxoak jaurtitzea supersimetriaren ospakizunean. Hala ere, hori gertatuko ez balitz, fisikari askok uste dute teoria supersimetrikoak pixkanaka kendu beharko liratekeela, baita supersimetrian oinarritzen den superkatea ere. Zeren Talkagailu Handiak teoria hauek baieztatzen ez baditu, zer?

Hala ere, badaude zientzialari batzuk hala uste ez dutenak. Supersimetriaren teoria "ederra oker egoteko" delako.

Hori dela eta, haien ekuazioak berriro ebaluatzeko asmoa dute, partikula supersimetrikoen masak LHCren barrutitik kanpo daudela frogatzeko. Oso arrazoi dute teorikoek. Haien ereduak onak dira esperimentalki neurtu eta egiaztatu daitezkeen fenomenoak azaltzeko. Beraz, galdetu daiteke zergatik baztertu behar dugun (oraindik) enpirikoki ezagutu ezin ditugun teoria horien garapena. Ikuspegi zentzuzkoa eta zientifikoa al da?

unibertsoa ezerezetik

Natura zientziak, fisika batez ere, naturalismoan oinarritzen dira, hau da, dena naturaren indarrak erabiliz azal dezakegulako ustean. Zientziaren zeregina naturan dauden fenomenoak edo egitura batzuen artean deskribatzen dituzten hainbat kantitateren arteko erlazioa kontuan hartzera murrizten da. Fisikak ez ditu jorratzen matematikoki deskribatu ezin diren arazoei, errepikatu ezin direnei. Hori da, besteak beste, arrakastaren arrazoia. Fenomeno naturalak modelatzeko erabilitako deskribapen matematikoa oso eraginkorra dela frogatu da. Natur zientzien lorpenek orokortze filosofikoak eragin zituzten. Filosofia mekanikoa edo materialismo zientifikoa bezalako norabideak sortu ziren, XNUMX. mendearen amaiera baino lehen lortutako natur zientzien emaitzak filosofiaren eremura transferitzen zituztenak.

Bazirudien mundu osoa ezagutu genezakeela, naturan determinismo osoa dagoela, milioika urtetan planetak nola mugituko diren zehaztu dezakegulako, edo duela milioika urte nola mugitu ziren. Lorpen hauek giza adimena absolutizatzen zuen harrotasuna sortu zuten. Neurri erabakigarrian, naturalismo metodologikoak natur zientziaren garapena suspertzen du gaur egun ere. Badira, dena den, metodologia naturalistaren mugen adierazgarri diruditen ebakigune batzuk.

Unibertsoa bolumenean mugatua bada eta "ezerrenetik" sortu bada (3), energiaren kontserbazioaren legeak urratu gabe, adibidez, fluktuazio gisa, orduan ez luke aldaketarik egon beharko. Bitartean, haiek ikusten ari gara. Problema hau fisika kuantikoan oinarrituta konpondu nahian, ondorioztatzera iritsiko gara behatzaile kontziente batek baino ez duela gaurkotzen mundu horren existentziaren aukera. Horregatik, galdetzen dugu zergatik sortu den bizi garen partikularra unibertso ezberdin askotatik. Beraz, ondorioztatzen dugu pertsona bat Lurrean agertzen zenean bakarrik mundua - ikusten dugunez - benetan "bihurtu" zela ...

Nola eragiten dute neurketak duela mila milioi urte gertatutako gertakarietan?

4. Wheeler-en esperimentua - bistaratzea

Fisikari modernoetako batek, John Archibald Wheeler-ek, zirrikitu bikoitzeko esperimentu ospetsuaren espazio-bertsio bat proposatu zuen. Bere buruko diseinuan, quasar baten argia, gugandik mila milioi argi urtera, galaxiaren bi aldeetan zehar bidaiatzen du (4). Behatzaileek bide horietako bakoitza bereizita behatzen badute, fotoiak ikusiko dituzte. Biak batera badaude, olatua ikusiko dute. Beraz, behatzearen ekintzak duela mila milioi urte quasarra utzi zuen argiaren izaera aldatzen du!

Wheeler-entzat, aurrekoak frogatzen du unibertsoa ezin dela existitu zentzu fisikoan, "egoera fisiko bat" ulertzeko ohituta gauden zentzuan behintzat. Iraganean ere ezin da gertatu, harik eta... neurketa bat egin dugun arte. Beraz, gure egungo dimentsioak iraganean eragina du. Gure behaketa, detekzio eta neurketekin iraganeko gertaerak moldatzen ditugu, denboran sakonean, ... Unibertsoaren hasieraraino!

Waterlooko (Kanada) Perimeter Institute-ko Neil Turkek esan zuen New Scientist aldizkariaren uztaileko zenbakian "ezin dugu ulertu zer aurkitzen dugun. Teoria gero eta konplexuagoa eta sofistikatuagoa da. Ondoz ondoko eremu, dimentsio eta simetrien arazo batera sartzen gara, giltza batekin ere, baina ezin ditugu gertaerarik errazenak azaldu». Fisikari asko gogaituta daude, jakina, teorialari modernoen buru-bidaiek, hala nola, goiko gogoetek edo superkordeen teoriak, ez dutela zerikusirik gaur egun laborategietan egiten ari diren esperimentuekin, eta esperimentalki probatzeko modurik ez dagoelako.

Mundu kuantikoan, zabalago begiratu behar duzu

Richard Feynman Nobel saridunak behin esan zuenez, inork ez du mundu kuantikoa benetan ulertzen. Newtoniar mundu zahar onak ez bezala, zeinetan masa jakin batzuekin bi gorputzen elkarrekintzak ekuazioen bidez kalkulatzen diren, mekanika kuantikoan horrenbeste jarraitzen ez duten ekuazioak ditugu, esperimentuetan ikusitako portaera arraroen ondorioak baizik. Fisika kuantikoaren objektuek ez dute zertan "fisikoki" ezer lotu, eta haien portaera Hilbert espazio izeneko dimentsio anitzeko espazio abstraktu baten domeinua da.

Schrödinger ekuazioak deskribatzen dituen aldaketak daude, baina zergatik ez da ezagutzen. Hau alda daiteke? Posible al da fisikaren printzipioetatik lege kuantikoak ateratzea ere, Newtonen printzipioetatik sortu baitziren Newtonen printzipioetatik hamaika lege eta printzipio, adibidez, gorputzen mugimenduari buruz kanpoko espazioan? Giacomo Mauro D'Ariano, Giulio Ciribella eta Paolo Perinotti Italiako Paviako Unibertsitateko zientzialariek diotenez, zentzu arruntaren aurkako fenomeno kuantikoak ere detektatu daitezke esperimentu neurgarrietan. Behar duzun guztia ikuspegi egokia da - Beharbada, efektu kuantikoen gaizki-ulertzea hauen ikuspegi zabal baten faltagatik da. New Scientist-en aipatutako zientzialarien arabera, mekanika kuantikoko esperimentu esanguratsu eta neurgarriek hainbat baldintza bete behar dituzte. Hau da:

• kausalitatea - etorkizuneko gertaerek ezin dute iraganeko gertaeretan eragin;
• bereizgarritasuna - bereizi gisa elkarrengandik bereizteko gai izan behar dugula dio;
• konposizio - prozesuaren fase guztiak ezagutzen baditugu, prozesu osoa ezagutzen dugu;
• konpresioa – txiparen informazio garrantzitsua transferitzeko moduak daude txip osoa transferitu beharrik gabe;
• tomografia – Zati askoz osatutako sistema bat badugu, zatika egindako neurketen estatistikak nahikoa dira sistema osoaren egoera agerian jartzeko.

Italiarrek beren arazketa printzipioak, ikuspegi zabalagoa eta esperimentazio esanguratsuak zabaldu nahi dituzte, fenomeno termodinamikoen atzeraezintasuna eta entropia-hazkundearen printzipioa ere barne hartzeko, zeinak fisikariak hunkitzen ez dituztenak. Beharbada, hemen ere, behaketak eta neurketak sistema osoa ulertzeko estuegia den perspektiba baten artefaktuek eragiten dute. "Teoria kuantikoaren oinarrizko egia da aldaketa zaratatsuak eta itzulezinak itzulgarriak izan daitezkeela deskribapenari diseinu berri bat gehituz", dio Giulio Ciribella zientzialari italiarrak New Scientist-i egindako elkarrizketa batean.

Zoritxarrez, eszeptikoek diotenez, esperimentuen "garbiketa" eta neurketa-ikuspegi zabalago batek mundu askotako hipotesi bat sor dezake, non emaitza edozein posible den eta zientzialariek, gertaeren ibilbide zuzena neurtzen ari direlakoan, "aukeratu" besterik ez. zenbait continuum haiek neurtuz.

5. Denbora-orratzak erloju-orratz moduan

Denborarik ez?

Denboraren Geziak (5) izeneko kontzeptua 1927an sartu zuen Arthur Eddington astrofisikari britainiarrak. Gezi honek denbora adierazten du, beti norabide bakarrean doana, hau da, iraganetik etorkizunera, eta prozesu hori ezin da alderantzikatu. Stephen Hawking-ek, bere A Brief History of Time-n, idatzi zuen nahastea denborarekin handitzen dela, denbora neurtzen dugulako nahastea handitzen den norabidean. Horrek esan nahi du aukera dugula; adibidez, lehenik lurrean sakabanatuta dauden hautsitako kristal zatiak beha ditzakegu, gero kristala lurrera erortzen den unea, gero kristala airean eta azkenik eskuan. duen pertsona. Ez dago arau zientifikorik “denboraren gezi psikologikoak” gezi termodinamikoaren noranzko berean joan behar duenik, eta sistemaren entropia handitu egiten da. Hala ere, zientzialari askok uste dute hori horrela gertatzen dela giza garunean aldaketa energetikoak gertatzen direlako, naturan behatzen ditugunen antzekoak. Burmuinak jarduteko, behatzeko eta arrazoitzeko energia du, giza "motorrak" erregaiak-elikagaiak erretzen dituelako eta, barne-errekuntzako motor batean bezala, prozesu hori itzulezina da.

Hala ere, badira kasuak, denboraren gezi psikologikoaren norabide bera mantenduz, entropia sistema desberdinetan handitu eta txikiagotzen den. Adibidez, datuak ordenagailuaren memorian gordetzean. Makinako memoria-moduluak ordenatu gabeko egoeratik diskoko idazketa-ordenara pasatzen dira. Horrela, ordenagailuan entropia murrizten da. Hala ere, edozein fisikarik esango du unibertso osoaren ikuspegitik - hazten ari da, disko batean idazteko energia behar delako, eta energia hori makina batek sortutako bero moduan xahutzen da. Beraz, erresistentzia "psikologiko" txiki bat dago fisikaren ezarritako legeen aurrean. Zaila egiten zaigu sinestea haizagailuaren zaratarekin ateratzen dena lan bat edo beste balio bat memorian grabatzea baino garrantzitsuagoa denik. Zer gertatzen da norbaitek bere ordenagailuan fisika modernoa, indar bateratuaren teoria edo Guztiaren Teoria hankaz gora jarriko dituen argudio bat idazten badu? Zaila izango litzaiguke onartzea, hala ere, unibertsoan nahaste orokorra areagotu dela dioen ideia.

1967an, Wheeler-DeWitt ekuazioa agertu zen, eta hortik jarraitu zuen garai hura existitzen ez denez. Mekanika kuantikoaren eta erlatibitate orokorraren ideiak matematikoki uztartzeko saiakera izan zen, grabitate kuantikoaren teoriarako urratsa, alegia. zientzialari guztiek nahi duten Guztiaren Teoria. 1983. urtera arte ez zuten Don Page eta William Wutters fisikariek denboraren arazoa korapilatze kuantikoaren kontzeptua erabiliz saihestu zitekeela azalpen bat eskaini. Haien kontzeptuaren arabera, dagoeneko definitutako sistema baten propietateak soilik neur daitezke. Matematikaren ikuspuntutik, proposamen honek esan nahi zuen erlojuak ez duela sistematik isolaturik funtzionatzen eta unibertso jakin batekin korapilatuta dagoenean bakarrik abiatzen dela. Hala ere, norbaitek beste unibertso batetik begiratuko baligu, objektu estatiko gisa ikusiko gintuzke, eta gurera iristeak soilik korapilazio kuantikoa eragingo luke eta literalki denboraren joana sentiaraziko gintuzke.

Hipotesi honek Turineko (Italia) ikerketa institutu bateko zientzialarien lanaren oinarria izan zen. Marco Genovese fisikariak korapilatze kuantikoaren berezitasunak kontuan hartzen dituen eredu bat eraikitzea erabaki zuen. Arrazoibide horren zuzentasuna adierazten duen efektu fisiko bat birsortu ahal izan zen. Unibertsoaren eredu bat sortu da, bi fotoiz osatua.

Bikote bat orientatuta zegoen - bertikalki polarizatuta, eta bestea horizontalean. Haien egoera kuantikoa, eta, beraz, polarizazioa, detektagailu batzuen bidez detektatzen dute. Ematen du azken finean erreferentzia-esparrua zehazten duen behaketara iritsi arte, fotoiak gainjartze kuantiko klasiko batean daudela, hau da. bertikalean zein horizontalean orientatzen ziren. Horrek esan nahi du erlojua irakurtzen duen behatzaileak zati bihurtzen den unibertsoari eragiten dion korapilatze kuantikoa zehazten duela. Horrelako behatzaile batek probabilitate kuantikoan oinarritutako ondoz ondoko fotoien polarizazioa hautemateko gai da.

Kontzeptu hau oso tentagarria da arazo asko azaltzen dituelako, baina naturalki determinismo guztien gainetik egongo litzatekeen eta dena bere osotasunean kontrolatuko lukeen “superbehatzaile” baten beharra dakar.

6. Multibertsoa - Bistaratzea

Behatzen duguna eta subjektiboki "denbora" gisa hautematen duguna, hain zuzen, gure inguruko munduan gertatzen diren aldaketa global neurgarrien produktua da. Atomoen, protoien eta fotoien munduan sakondu ahala, denboraren kontzeptua gero eta garrantzi gutxiagokoa dela konturatzen gara. Zientzialarien ustez, egunero laguntzen gaituen erlojuak, ikuspuntu fisikotik, ez du bere igarobidea neurtzen, gure bizitza antolatzen laguntzen digu baizik. Denbora unibertsal eta guzti-guztiako Newtonen kontzeptuetara ohituta daudenentzat, kontzeptu hauek harrigarriak dira. Baina ez bakarrik tradizionalistek zientifikoek ez dituzte onartzen. Lee Smolin fisikari teoriko entzutetsuak, aurrez aurtengo Nobel sariaren irabazle posibleen artean aipatu genuena, denbora existitzen dela eta nahiko erreala dela uste du. Behin -fisikari askok bezala- denbora ilusio subjektiboa dela argudiatu zuen.

Orain, Reborn Time liburuan, fisikaren ikuspegi guztiz ezberdina hartzen du eta komunitate zientifikoko soken teoria ezaguna kritikatzen du. Haren ustez, multibertsoa ez da existitzen (6) unibertso berean eta aldi berean bizi garelako. Denborak berebiziko garrantzia duela uste du eta gure uneko errealitatearen esperientzia ez dela ilusio bat, errealitatearen oinarrizko izaera ulertzeko giltza baizik.

Entropia zero

Sandu Popescu, Tony Short, Noah Linden (7) eta Andreas Winter-ek 2009an egin zituzten aurkikuntzak Physical Review E aldizkarian deskribatu zituzten, zeinak erakutsi zuten objektuek oreka lortzen dutela, hau da, energiaren banaketa uniformearen egoera, eurenekin korapilatze kuantiko-egoeretan sartuz. inguruak. 2012an, Tony Short-ek frogatu zuen korapilatzeak denbora mugatuko berdintasuna eragiten duela. Objektu batek ingurunearekin elkarreragiten duenean, adibidez kafe-katilu bateko partikulek airearekin talka egiten dutenean, haien propietateei buruzko informazioa kanpora "ihes" da eta "lausotu" egiten da ingurune osoan. Informazio galerak kafearen egoera geldiaraztea eragiten du, nahiz eta gela osoaren garbitasun egoera aldatzen jarraitu. Popescuren esanetan, denborarekin bere egoerak aldatzeari uzten dio.

7. Noah Linden, Sandu Popescu eta Tony Short

Gelaren garbitasun-egoera aldatzen den heinean, baliteke kafea bat-batean airearekin nahasteari utzi eta bere egoera puruan sartzea. Hala ere, askoz ere egoera gehiago daude ingurumenarekin nahastuta kafearen eskura dauden egoera hutsak baino, eta, beraz, ia inoiz ez da gertatzen. Probabilitate estatistiko honek denboraren gezia itzulezina dela ematen du. Denboraren geziaren arazoa lausotu egiten da mekanika kuantikoak, natura zehaztea zailduz.

Oinarrizko partikula batek ez ditu propietate fisiko zehatzak eta egoera ezberdinetan egoteko probabilitateak bakarrik zehazten du. Adibidez, edozein momentutan, partikula batek erlojuaren orratzen noranzkoan biratzeko ehuneko 50eko aukera izan dezake eta kontrako noranzkoan biratzeko ehuneko 50eko aukera. John Bell fisikariaren esperientziak indartutako teoremak dio partikulen benetako egoera ez dela existitzen eta probabilitateak gidatu behar direla.

Orduan ziurgabetasun kuantikoak nahasmena dakar. Bi partikula elkarrekintzan daudenean, ezin dira beren kabuz definitu ere, egoera puru gisa ezagutzen diren probabilitateak modu independentean garatuz. Horren ordez, bi partikulek elkarrekin deskribatzen duten probabilitate banaketa konplexuago baten osagai korapilatuak bihurtzen dira. Banaketa horrek erabaki dezake, adibidez, partikulak kontrako noranzkoan biratuko duten. Sistema bere osotasunean egoera puruan dago, baina partikula indibidualen egoera beste partikula batekin dago lotuta.

Horrela, biak argi-urte askotara bidaiatu dezakete, eta bakoitzaren errotazioak bestearekin erlazionatuta jarraituko du.

Denboraren geziaren teoria berriak informazio-galera gisa deskribatzen du korapilatze kuantikoaren ondorioz, kafe-kikara bat inguruko gelarekin orekan jartzen duena. Azkenean, gela bere ingurunearekiko oreka lortzen du, eta, aldi berean, poliki-poliki, gainerako unibertsoarekiko orekara hurbiltzen da. Termodinamika ikertu zuten zientzialari zaharrek prozesu hau energiaren pixkanakako xahutze gisa ikusten zuten, unibertsoaren entropia handituz.

Gaur egun, fisikariek uste dute informazioa gero eta gehiago sakabanatzen dela, baina inoiz ez dela guztiz desagertzen. Entropia lokalean handitzen den arren, unibertsoaren entropia osoa konstante mantentzen dela uste dute. Hala ere, denboraren geziaren alderdi bat konpondu gabe dago. Zientzialariek diote pertsona batek iragana gogoratzeko duen gaitasuna, baina ez etorkizuna, elkarreraginean dauden partikulen arteko harremanen eraketa gisa ere uler daitekeela. Paper batean mezu bat irakurtzen dugunean, garuna harekin komunikatzen da begietara iristen diren fotoien bidez.

Hemendik aurrera bakarrik gogoratuko dugu mezu honek esaten diguna. Popescuren ustez, teoria berriak ez du azaltzen zergatik zegoen unibertsoaren hasierako egoera orekatik urrun, eta Big Bang-aren izaera azaldu behar dela gaineratu du. Ikertzaile batzuek zalantzak azaldu dituzte ikuspegi berri honen inguruan, baina kontzeptu honen garapenak eta formalismo matematiko berri bat termodinamikaren problema teorikoak ebazten laguntzen dute orain.

Espazio-denboraren aleetara heldu

Badirudi zulo beltzen fisikak adierazten duela, eredu matematiko batzuek iradokitzen duten bezala, gure unibertsoa ez dela batere hiru dimentsiokoa. Gure zentzumenek esaten digutena gorabehera, gure inguruko errealitatea holograma bat izan daiteke, urruneko plano baten proiekzioa benetan bi dimentsiokoa dena. Unibertsoaren irudi hau zuzena bada, espazio-denboraren hiru dimentsioko izaeraren ilusioa uxatu egin daiteke gure eskura ditugun ikerketa-tresnak behar bezala sentikor bihurtu bezain laster. Craig Hogan, unibertsoaren oinarrizko egitura aztertzen urteak eman dituen Fermilab-eko fisika irakasleak, maila horretara iritsi berri dela iradokitzen du.

8. GEO600 Grabitazio-uhinen detektagailua

Unibertsoa holograma bat bada, agian errealitatearen bereizmenaren mugetara iritsi berri gara. Fisikari batzuek, bizi garen espazio-denbora, azken finean, etengabea ez dela dioen hipotesi interesgarria aurreratzen dute, baina, argazki digital bat bezala, bere maila oinarrizkoenean dago "ale" edo "pixel" jakin batzuekin. Hala bada, gure errealitateak azken “konponbide” moduko bat izan behar du. Horrela interpretatu zuten ikertzaile batzuek GEO600 grabitazio-uhin detektagailuaren emaitzetan (8) agertzen zen "zarata".

Hipotesi aparteko hori egiaztatzeko, Craig Hoganek, grabitazio-uhinen fisikari batek, berak eta bere taldeak munduko interferometrorik zehatzena garatu zuten, Hogan holometroa, espazio-denboraren esentzia oinarrizkoena modu zehatzenean neurtzeko diseinatuta dagoena. Fermilab E-990 izena duen esperimentua ez da beste askoren artean. Honek espazioaren beraren izaera kuantikoa eta zientzialariek "zarata holografikoa" deitzen dutenaren presentzia frogatu nahi du.

Holometroa elkarren ondoan jarritako bi interferometroz osatuta dago. Kilowatt bateko laser izpiak 40 metroko luzerako bi izpi perpendikulartan banatzen dituen gailu batera zuzentzen dituzte, eta horiek islatu eta zatiketa puntura itzultzen dira, argi-izpien distira gorabeherak sortuz (9). Zatiketa gailuan mugimendu jakin bat eragiten badute, orduan espazioaren beraren bibrazioaren froga izango da.

9. Esperimentu holografikoaren irudikapen grafikoa

Hogan taldearen erronkarik handiena da frogatzea aurkitu dituzten ondorioak ez direla konfigurazio esperimentaletik kanpoko faktoreek eragindako perturbazioak soilik, espazio-denborazko bibrazioen ondorioak baizik. Hori dela eta, interferometroan erabiltzen diren ispiluak gailutik kanpo datozen zarata txikienen maiztasunekin sinkronizatuko dira eta sentsore bereziek jasoko dituzte.

Unibertso antropikoa

Mundua eta gizakia bertan existitzeko, fisikaren legeek forma oso zehatza izan behar dute, eta konstante fisikoek zehatz-mehatz hautatutako balioak izan behar dituzte... eta hala dira! Zergatik?

Has gaitezen Unibertsoan lau elkarrekintza mota daudela: grabitatorioak (erorketa, planetak, galaxiak), elektromagnetikoak (atomoak, partikulak, marruskadura, elastikotasuna, argia), nuklear ahula (izar energiaren iturria) eta nuklear indartsua ( protoiak eta neutroiak nukleo atomikoetara lotzen ditu). Grabitatea elektromagnetismoa baino 1039 aldiz ahulagoa da. Apur bat ahulagoa balitz, izarrak Eguzkia baino arinagoak izango lirateke, supernobak ez lirateke lehertuko, elementu astunak ez lirateke sortuko. Apur bat indartsuagoa izango balitz, bakterioak baino handiagoak diren izakiak birrindu egingo lirateke, eta izarrek askotan talka egingo lukete, planetak suntsitu eta beren burua azkarregi errez.

Unibertsoaren dentsitatea dentsitate kritikotik hurbil dago, hau da, horren azpian materia azkar xahutuko litzateke galaxiarik edo izarrik sortu gabe, eta horren gainetik Unibertsoa denbora gehiegi biziko zen. Baldintza horiek gertatzeko, Big Bang-aren parametroekin bat etortzearen zehaztasuna ±10-60 artekoa izan behar zen. Unibertso gaztearen hasierako deshomogeneotasunak 10-5 eskalan zeuden. Txikiagoak izango balira, galaxiak ez lirateke sortuko. Handiagoak balira, zulo beltz erraldoiak sortuko lirateke galaxien ordez.

Unibertsoko partikulen eta antipartikulen simetria hautsita dago. Eta barioi bakoitzeko (protoi, neutroi) 109 fotoi daude. Gehiago baleude, galaxiak ezin lirateke sortu. Gutxiago baleude, ez litzateke izarrik egongo. Gainera, bizi garen dimentsio kopurua “zuzena” dela dirudi. Egitura konplexuak ezin dira bi dimentsiotan sortu. Lau baino gehiago (hiru dimentsio gehi denbora), planetarioen orbita egonkorrak eta atomoetako elektroien energia-mailak egotea arazotsu bihurtzen da.

10. Gizakia unibertsoaren erdigune gisa

Printzipio antropikoaren kontzeptua Brandon Carterrek 1973an aurkeztu zuen Kopernikoren jaiotzaren 500. urteurrenari eskainitako Krakoviako hitzaldi batean. Termino orokorrean, horrela formula daiteke, Unibertso behagarriak betetzen dituen baldintzak bete behar dituela guk behatu ahal izateko. Orain arte, bertsio desberdinak daude. Printzipio antropiko ahulak dio gure existentzia posible egiten duen unibertso batean bakarrik egon gaitezkeela. Konstanteen balioak desberdinak izango balira, ez genuke inoiz hau ikusiko, ez ginateke bertan egongo. Printzipio antropiko indartsuak (asmozko azalpena) dio unibertsoa existitzeko modukoa dela (10).

Fisika kuantikoaren ikuspuntutik, edozein unibertso sortu zitekeen arrazoirik gabe. Unibertso zehatz batean amaitu genuen, pertsona batek bertan bizitzeko baldintza sotil batzuk bete behar zituena. Gero, mundu antropikoaz ari gara. Fededunarentzat, adibidez, Jainkoak sortutako unibertso antropiko bat nahikoa da. Mundu-ikuskera materialistak ez du hori onartzen eta unibertso asko daudela edo egungo unibertsoa multibertsoaren eboluzio infinituaren etapa bat besterik ez dela suposatzen du.

Unibertsoaren simulazio gisa hipotesiaren bertsio modernoaren egilea Niklas Boström teorikoa da. Haren ustez, hautematen dugun errealitatea kontziente ez garen simulazio bat besterik ez da. Zientzialariak iradoki zuenez, zibilizazio oso baten simulazio fidagarria edo unibertso osoaren simulazio fidagarria sortzea posible bada nahikoa ordenagailu indartsu bat erabiliz, eta simulatutako pertsonek kontzientzia esperimentatu dezaketela, oso litekeena da zibilizazio aurreratuek kopuru handi bat besterik ez izatea. halako simulazioen, eta horietako batean bizi gara Matrix-en (11) antzeko zerbaitetan.

Hemen "Jainkoa" eta "Matrix" hitzak esaten ziren. Hemen zientziaz hitz egitearen mugara iritsiko gara. Askok, zientzialariek barne, uste dute, hain zuzen, fisika esperimentalaren ezintasunagatik hasten dela zientzia errealismoaren aurkako eremuetan sartzen, metafisika eta zientzia-fikzioaren usaina hartuta. Espero da fisikak bere krisi enpirikoa gainditu eta berriro pozteko modua aurkitzea esperimentalki egiazta daitekeen zientzia gisa.