نظریه جدید محیط کیهان. نظریه جدیدی از جهان هستی در دنیای علمی کشف شده است

ما یک دیدگاه کاملاً جدید از منشأ جهان را به شما ارائه می دهیم که توسط گروهی از فیزیکدانان نظری از دانشگاه ایندیانا ساخته شده و توسط نیکودیم پوپلوسکی، کارمند این دانشگاه ارائه شده است.
هر سیاهچاله حاوی یک جهان جدید است، جهان ما نیز از این قاعده مستثنی نیست، در داخل یک سیاهچاله نیز وجود دارد. چنین اظهاراتی ممکن است عجیب به نظر برسد، اما این فرضیه است که تولد کیهان و روند همه فرآیندهایی را که امروز مشاهده می کنیم به بهترین شکل توضیح می دهد.
نظریه استاندارد بیگ بنگ قادر به پاسخگویی به بسیاری از سوالات نیست. این نشان می‌دهد که جهان به‌عنوان «تکینگی» یک نقطه بی‌نهایت کوچک شروع شد که حاوی غلظت بی‌نهایت بالایی از ماده است که اندازه‌اش را به حالتی که امروز مشاهده می‌کنیم گسترش می‌دهد. تئوری تورم، انبساط فوق سریع فضا، البته به بسیاری از سؤالات پاسخ می دهد، از جمله اینکه چرا دقیقاً قطعات کوچک ماده متمرکز در مراحل اولیه توسعه کیهان در اجرام بزرگ آسمانی متحد شدند: کهکشان ها و خوشه های کهکشانی. اما بسیاری از سوالات بی پاسخ مانده است. به عنوان مثال: پس از انفجار بزرگ چه چیزی شروع شد؟ چه چیزی باعث انفجار بزرگ شد؟ منبع انرژی تاریک مرموز که از فراتر از مرزهای کیهان می آید چیست؟
این نظریه که جهان ما به طور کامل درون یک سیاهچاله قرار دارد، پاسخی به این سوالات و بسیاری از سوالات دیگر می دهد. این مفهوم ویژگی های فیزیکی غیرممکن جهان ما را حذف می کند. و بر دو نظریه مرکزی فیزیک تکیه دارد.
اولاً، این نظریه نسبیت عام، نظریه مدرن گرانش است. کیهان را در مقیاس بزرگ توصیف می کند. هر رویدادی در کیهان به عنوان نقطه ای در فضا، زمان و مکان-زمان در نظر گرفته می شود. اجسام عظیمی مانند خورشید منحنی‌های فضازمان را منحرف می‌کنند یا ایجاد می‌کنند که با توپ بولینگ که روی بوم معلق قرار دارد قابل مقایسه است. فرورفتگی گرانشی خورشید، حرکت زمین و سایر سیارات را که به دور آن می چرخند، تغییر می دهد. جاذبه سیارات توسط خورشید به عنوان جاذبه به نظر می رسد.
قانون دوم مکانیک کوانتومی که نظریه جدید مبتنی بر آن است، جهان را در کوچکترین مقیاس ها، مانند اتم و سایر ذرات بنیادی توصیف می کند.
در حال حاضر، فیزیکدانان در تلاش هستند تا مکانیک کوانتومی و نسبیت عام را در یک نظریه واحد از "گرانش کوانتومی" ترکیب کنند تا به اندازه کافی مهم ترین پدیده های طبیعی، از جمله رفتار ذرات زیر اتمی در سیاهچاله ها را توصیف کنند.
در دهه 1960، اقتباسی از نسبیت عام، با در نظر گرفتن اثرات مکانیک کوانتومی، نظریه گرانش انیشتین-کارتون-اسکیاما-کیبل نامیده شد. این نه تنها گام جدیدی به سوی درک گرانش کوانتومی ارائه می دهد، بلکه تصویری جایگزین از جهان ایجاد می کند. این تغییر به نسبیت عام شامل یک ویژگی کوانتومی مهم مادر به نام SPIN است.
ذرات کوچکی مانند اتم ها و الکترون ها دارای SPIN یا تکانه زاویه ای داخلی هستند که شبیه به چرخش یک اسکیت باز روی یخ است. در این تصویر، اسپین ذرات با فضا-زمان تعامل دارد و خاصیتی به نام «پیچ خوردگی» برای آن فراهم می‌کند. برای درک این نوع پیچش، فضا را نه به عنوان یک بوم دو بعدی، بلکه به عنوان یک میله یک بعدی انعطاف پذیر تصور کنید. خم شدن میله مربوط به پیچش فضایی و زمانی است. اگر میله نازک است، می توانید آن را بچرخانید، اما به سختی می توان دید که پیچ خورده است یا نه.
پیچش فضا باید در مراحل اولیه پیدایش کیهان یا در یک سیاهچاله قابل توجه یا بهتر بگوییم کاملاً قابل توجه باشد. در این شرایط شدید، پیچش فضا-زمان باید خود را به عنوان یک نیروی دافعه یا نیروی گرانش برای اجرام نزدیک به انحنای فضا-زمان نشان دهد.
مانند نسخه استاندارد نسبیت عام، ستارگان بسیار پرجرم در نهایت در سیاهچاله ها سقوط می کنند: مناطقی از فضا که هیچ چیز، حتی نور، نمی تواند از آن فرار کند.
در اینجا نقشی است که فرآیند پیچش در لحظه اولیه پیدایش جهان می تواند ایفا کند:
در ابتدا، کشش گرانشی فضای منحنی به چرخش اجازه می دهد تا به یک نیروی دافعه تبدیل شود و منجر به ناپدید شدن ماده در مناطق کوچکتر فضا شود. اما پس از آن فرآیند پیچش بسیار قوی می شود، به نقطه ای با چگالی بی نهایت تبدیل می شود و به حالت چگالی بسیار زیاد، اما محدود می رسد. از آنجایی که انرژی می تواند به جرم تبدیل شود، انرژی گرانشی بسیار بالا در این حالت بسیار متراکم می تواند باعث ایجاد ذرات شدید شود که جرم داخل سیاهچاله را به شدت افزایش می دهد.
افزایش تعداد ذرات SPIN منجر به سطوح بالاتری از پیچش مکانی و زمانی خواهد شد. گشتاور دافعه چرخش می تواند فروپاشی ماده را متوقف کند و یک اثر "جهش بزرگ" ایجاد کند، که یادآور توپی که قبلاً غرق شده است در حال پرواز به بیرون از آب است که منجر به فرآیند یک جهان در حال انبساط می شود. در نتیجه، فرآیندهای مربوط به این پدیده را در توزیع جرم، شکل و هندسه جهان مشاهده می کنیم.
به نوبه خود، مکانیسم پیچشی سناریوی شگفت انگیزی را ارائه می دهد که بر اساس آن، هر سیاهچاله قادر است یک جهان جدید و جوان را در درون خود ایجاد کند.
بنابراین، جهان خودمان ممکن است در داخل یک سیاهچاله واقع در جهان دیگری واقع شود.
همانطور که ما نمی توانیم آنچه را که در داخل یک سیاهچاله اتفاق می افتد ببینیم، هیچ ناظری در جهان مادر قادر به دیدن آنچه در جهان ما اتفاق می افتد نیست.
حرکت ماده در سراسر مرز سیاهچاله "افق رویداد" نامیده می شود و فقط در یک جهت رخ می دهد و جهت بردار زمان را ارائه می دهد که ما آن را به عنوان حرکت رو به جلو درک می کنیم.
پیکان زمان در جهان ما از طریق فرآیند پیچش از جهان مادر به ارث رسیده است.
پیچش همچنین می تواند عدم تعادل مشاهده شده بین ماده و پادماده در جهان را توضیح دهد. در نهایت، فرآیند پیچش ممکن است منبع انرژی تاریک باشد، شکلی مرموز از انرژی که در تمام فضای ما نفوذ می کند و سرعت انبساط کیهان را افزایش می دهد. هندسه پیچش یک "ثابت کیهانی" تولید می کند که به نیروهای خارجی گسترش می یابد و ساده ترین راه برای توضیح وجود انرژی تاریک است. بنابراین، انبساط شتاب‌زده مشاهده‌شده جهان ممکن است قوی‌ترین شواهد از یک فرآیند پیچشی باشد.
بنابراین چرخش مبنای نظری را برای سناریویی فراهم می‌کند که در آن یک جهان جدید در داخل هر سیاهچاله وجود دارد. این سناریو همچنین به عنوان ابزاری برای حل چندین مشکل عمده در نظریه گرانش و کیهان‌شناسی مدرن عمل می‌کند، اگرچه فیزیکدانان هنوز باید مکانیک کوانتومی اینشتین-کارتون-سیاما-کیبل را با نظریه کوانتومی گرانش ترکیب کنند.
در همین حال، درک جدید از فرآیندهای کیهانی سوالات مهم دیگری را مطرح می کند. به عنوان مثال، ما در مورد جهان مادر و سیاهچاله ای که جهان خودمان در آن قرار دارد، چه می دانیم؟ چند لایه از جهان مادر داریم؟ چگونه می توانید تأیید کنید که جهان ما در یک سیاهچاله قرار دارد؟
به طور بالقوه، سؤالات اخیر قابل بررسی است، زیرا همه ستارگان و سیاهچاله ها می چرخند، جهان ما باید محور چرخش جهان مادر را به عنوان "جهت ترجیحی" خود به ارث برده باشد.
بررسی اخیر از 15000 کهکشان در یک نیمکره جهان نشان داد که آنها "چپ دست" هستند، به این معنی که در جهت عقربه های ساعت می چرخند، در حالی که کهکشان ها در نیمکره دیگر "راست دست" هستند یا در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخند. اما این کشف هنوز نیاز به درک دارد. در هر صورت، اکنون واضح است: فرآیند پیچش در هندسه فضا-زمان گام درستی به سوی یک نظریه موفق کیهان‌شناسی است.

انسان با نگاه کردن به یک اثر هنری، یک منظره زیبا یا یک کودک، همیشه هماهنگی وجود را احساس می کند.

در اصطلاح علمی، این احساس که به ما می گوید همه چیز در جهان هماهنگ و به هم پیوسته است، انسجام غیرمحلی نامیده می شود. به گفته اروین لازلو، برای توضیح حضور تعداد قابل توجهی از ذرات در جهان و تکامل پیوسته، اما به هیچ وجه یکنواخت و خطی هر چیزی که وجود دارد، باید وجود عاملی را تشخیص دهیم که نه ماده است و نه انرژی

اهمیت این عامل اکنون نه تنها در علوم اجتماعی و انسانی، بلکه در فیزیک و علوم طبیعی نیز شناخته شده است. این اطلاعات است - اطلاعات به عنوان یک عامل واقعی و مؤثر که پارامترهای کیهان را در بدو تولد تنظیم می کند و متعاقباً تکامل عناصر اساسی آن را که به سیستم های پیچیده تبدیل می شوند کنترل می کند.

و اکنون، بر اساس داده های کیهان شناسی جدید، ما در نهایت به تحقق رویای هر دانشمند نزدیک شده ایم - ایجاد یک نظریه کل نگر از همه چیز.

ایجاد یک نظریه کل نگر از همه چیز

در فصل اول، وظیفه ایجاد یک نظریه درباره همه چیز را مورد بحث قرار می دهیم. نظریه ای که سزاوار این نام است باید واقعاً نظریه ای درباره همه چیز باشد - یک نظریه کل نگر درباره همه چیزهایی که مشاهده می کنیم، تجربه می کنیم، و با آنها روبرو می شویم، خواه اشیاء فیزیکی، موجودات زنده، پدیده های اجتماعی و محیطی، یا مخلوقات ذهن و آگاهی. می توان چنین نظریه ای جامع از همه چیز ایجاد کرد - و این در این فصل و فصل های بعدی نشان داده خواهد شد.

راه های زیادی برای درک جهان وجود دارد: از طریق ایده های خود، شهود عرفانی، هنر و شعر، و همچنین از طریق سیستم های اعتقادی ادیان جهانی. از میان روش‌های متعددی که در دسترس ماست، یکی از آن‌ها شایسته توجه ویژه است، زیرا مبتنی بر تجربه تکرارپذیر است، به شدت به روش‌شناسی پایبند است و قابل نقد و ارزیابی مجدد است. این راه علم است.

علم اهمیت دارد. نه تنها به این دلیل که منبع فناوری های جدید است که زندگی ما و دنیای اطراف ما را تغییر می دهد، بلکه به این دلیل که دید قابل اعتمادی از جهان و ما در این جهان به ما می دهد اهمیت دارد.

اما نگاه به جهان از منشور علم مدرن مبهم است. تا همین اواخر، علم تصویری تکه تکه از جهان ترسیم می کرد که از رشته های به ظاهر مستقل تشکیل شده بود. برای دانشمندان دشوار است که بگویند چه چیزی جهان فیزیکی و جهان زنده، جهان زنده و جهان جامعه، جهان جامعه را با حوزه های ذهن و آگاهی پیوند می دهد. اکنون وضعیت در حال تغییر است. در خط مقدم علم، محققان بیشتر و بیشتری در تلاش برای به دست آوردن تصویری جامع تر و یکپارچه تر از جهان هستند. اول از همه، این به فیزیکدانانی مربوط می شود که برای ایجاد نظریه های یکپارچه و نظریه های بزرگ یکپارچه کار می کنند. این نظریه‌ها میدان‌ها و نیروهای بنیادی طبیعت را در چارچوب نظری منطقی به هم پیوند می‌دهند و نشان می‌دهند که منشأ مشترکی دارند.

در سال‌های اخیر روند امیدوارکننده‌ای در فیزیک کوانتومی پدیدار شده است: تلاشی برای ایجاد نظریه‌ای درباره همه چیز. این پروژه مبتنی بر نظریه‌های ریسمان و ابر ریسمان است (به این دلیل که در این نظریه‌ها ذرات بنیادی به عنوان رشته‌ها یا ریسمان‌های ارتعاشی در نظر گرفته می‌شوند). نظریه هایی که در حال توسعه هستند از ریاضیات پیچیده و فضاهای چند بعدی برای ایجاد یک معادله اصلی استفاده می کنند که می تواند تمام قوانین جهان را توضیح دهد.

نظریه های فیزیکی همه چیز

هدف تئوری های همه چیز در حال حاضر توسط فیزیکدانان نظری دستیابی به چیزی است که انیشتین زمانی آن را "خواندن ذهن خدا" می نامید. او گفت که اگر بتوانیم تمام قوانین طبیعت فیزیکی را با هم ترکیب کنیم و یک نظام منسجم از معادلات ایجاد کنیم، می‌توانیم بر اساس این معادلات همه ویژگی‌های جهان هستی را توضیح دهیم که به منزله خواندن ذهن خداوند است.

اینشتین تلاش خود را از این دست در قالب ایجاد یک نظریه میدان یکپارچه انجام داد. اگرچه او تا زمان مرگش در سال 1955 به تلاش خود ادامه داد، اما معادله ساده و قدرتمندی را که بتواند همه پدیده های فیزیکی را به شیوه ای منطقی و منسجم توضیح دهد، کشف نکرد.

اینشتین با در نظر گرفتن همه پدیده های فیزیکی در نتیجه تعامل میدان ها به هدف خود نزدیک شد. اکنون می دانیم که او شکست خورد زیرا میدان ها و نیروهایی را که در سطح میکروفیزیکی واقعیت عمل می کنند در نظر نگرفت. این میدان ها (نیروهای هسته ای ضعیف و قوی) در مکانیک کوانتومی جایگاه مرکزی دارند، اما در نظریه نسبیت نه.

امروزه، اکثر فیزیکدانان نظری رویکرد متفاوتی دارند: آن‌ها کوانتوم را - یک جنبه مجزا از واقعیت فیزیکی - واحد ابتدایی می‌دانند. اما ماهیت فیزیکی کوانتوم ها تجدید نظر شده است: آنها به عنوان ذرات ماده و انرژی جداگانه در نظر گرفته نمی شوند، بلکه رشته های تک بعدی ارتعاشی - رشته ها و ابررشته ها هستند. فیزیکدانان تلاش می کنند تمام قوانین فیزیک را به عنوان ارتعاشات ابررشته ها در فضای چند بعدی تصور کنند. آنها هر ذره را به عنوان یک رشته می بینند که "موسیقی" خود را همراه با تمام ذرات دیگر ایجاد می کند. در سطح کیهانی، کل ستارگان و کهکشان ها و همچنین کل جهان ها با هم می ارتعاند. چالش فیزیکدانان ایجاد معادله ای است که نشان دهد یک ارتعاش چگونه با دیگری ارتباط دارد، به طوری که همه آنها را در یک ابر معادله بیان کنیم. این معادله موسیقی را رمزگشایی می‌کند که بی‌کران‌ترین و اساسی‌ترین هارمونی کیهان را در خود دارد.

در زمان نگارش این مقاله، نظریه‌های مبتنی بر نظریه ریسمان درباره همه چیز هنوز آرزویی هستند: هیچ کس هنوز یک معادله فوق العاده ایجاد نکرده است که هماهنگی جهان فیزیکی را در فرمولی به سادگی E = mc2 انیشتین بیان کند. در واقع، مشکلات زیادی در این زمینه وجود دارد که فیزیکدانان بیشتر و بیشتری پیشنهاد می کنند که پیشرفت به یک مفهوم جدید نیاز دارد. معادلات در تئوری ریسمان به ابعاد چندگانه نیاز دارند.

این نظریه در ابتدا به 12 بعد نیاز داشت تا همه ارتعاشات را به یک نظریه متصل کند، اما اکنون اعتقاد بر این است که "فقط" 10 یا 11 بعد کافی است، مشروط بر اینکه ارتعاشات در یک "فضای چند بعدی" رخ دهند. علاوه بر این، نظریه ریسمان مستلزم وجود فضا و زمان برای رشته های خود است، اما نمی تواند نشان دهد که زمان و مکان چگونه می توانند به وجود بیایند. در نهایت، نگران‌کننده است که این نظریه آنقدر راه‌حل‌های ممکن دارد - حدود 10500 - که کاملاً نامشخص می‌شود که چرا جهان ما به این شکل است (حتی اگر هر راه‌حل به یک جهان متفاوت منتهی شود).

فیزیکدانانی که به دنبال نجات نظریه ریسمان هستند، فرضیه های مختلفی را مطرح کرده اند. برای مثال، همه جهان‌های ممکن در کنار هم زندگی می‌کنند، اگرچه ما فقط در یکی از آنها زندگی می‌کنیم. یا شاید جهان ما جنبه های زیادی دارد، اما ما فقط آن چیزی را درک می کنیم که برایمان آشناست. در اینجا چند فرضیه توسط فیزیکدانان نظری ارائه شده است که به دنبال نشان دادن این موضوع هستند که نظریه های ریسمان درجاتی از واقع گرایی دارند. اما هیچ یک از آنها راضی کننده نیستند و برخی از منتقدان، از جمله پیتر وویگت و لی اسمولین، آماده اند تا نظریه ریسمان را دفن کنند.

اسمولین یکی از پایه گذاران نظریه گرانش کوانتومی حلقه ای است که بر اساس آن فضا شبکه ای از سلول ها است که همه نقاط را به هم متصل می کند. این نظریه چگونگی به وجود آمدن فضا و زمان را توضیح می‌دهد و همچنین «عمل در فاصله» را توضیح می‌دهد، یعنی «رابطه» عجیبی را که زیربنای پدیده‌ای به نام غیرمحلی است. در فصل 3 به تفصیل به این پدیده خواهیم پرداخت.

معلوم نیست که آیا فیزیکدانان قادر به ایجاد یک نظریه کاری از همه چیز خواهند بود یا خیر. با این حال، واضح است که حتی اگر تلاش های مستمر با موفقیت به پایان برسد، ایجاد یک نظریه واقعی از همه چیز به خودی خود به معنای موفقیت نخواهد بود. در بهترین حالت، فیزیکدانان یک نظریه فیزیکی درباره همه چیز ایجاد خواهند کرد - نظریه ای که نظریه همه چیز نخواهد بود، بلکه فقط نظریه ای از همه اشیاء فیزیکی خواهد بود. یک نظریه واقعی درباره همه چیز بیش از فرمول‌های ریاضی را شامل می‌شود که پدیده‌های مورد مطالعه این شاخه از فیزیک کوانتوم را بیان می‌کند. جهان بیش از رشته های ارتعاشی و رویدادهای کوانتومی مرتبط است. زندگی، ذهن، فرهنگ و آگاهی بخشی از واقعیت جهان هستند و یک نظریه واقعی درباره همه چیز اینها را نیز در نظر خواهد گرفت.

کن ویلبر که کتاب تئوری همه چیز را نوشته نیز با این موضوع موافق است. او از "دیدگاه جامع" تجسم یافته در نظریه واقعی همه چیز صحبت می کند. با این حال، او چنین نظریه ای را مطرح نمی کند، بلکه عمدتاً آنچه را که می تواند باشد، مورد بحث قرار می دهد و آن را از دیدگاه تحول فرهنگ و آگاهی در رابطه با نظریه های خود توصیف می کند. یک نظریه کل نگر مبتنی بر علمی درباره همه چیز هنوز ایجاد نشده است.

رویکردهایی به یک نظریه واقعی درباره همه چیز

می توان یک نظریه واقعی درباره همه چیز ایجاد کرد. اگرچه این نظریه فراتر از نظریه‌های ریسمان و ابر ریسمان است، که در آن فیزیکدانان تلاش می‌کنند ابرنظریه خود را توسعه دهند، اما به خوبی در چارچوب خود علم قرار می‌گیرد. در واقع، کار ایجاد یک نظریه کل‌نگر واقعی درباره همه چیز ساده‌تر از ایجاد یک نظریه فیزیکی درباره همه چیز است. همانطور که می بینیم، تئوری های فیزیکی همه چیز تلاش می کنند تا قوانین فیزیک را به یک فرمول واحد تقلیل دهند - همه آن قوانینی که بر تعامل ذرات و اتم ها، ستارگان و کهکشان ها حاکم هستند. بسیاری از موجودات پیچیده با تعاملات پیچیده. ساده‌تر و معقول‌تر است که به دنبال قوانین و فرآیندهای اساسی که این موجودیت‌ها و تعاملات آنها را به وجود می‌آورند، بگردیم.

شبیه سازی های کامپیوتری سازه های پیچیده نشان می دهد که پیچیدگی ایجاد می شود و با شرایط اولیه اولیه و نسبتا ساده قابل توضیح است. همانطور که تئوری جان فون نویمان در مورد اتوماتای ​​سلولی نشان داد، کافی است اجزای اساسی سیستم را تعریف کنیم و قوانین - الگوریتم‌هایی را که بر رفتار آنها حاکم است، مشخص کنیم (این اساس همه مدل‌های کامپیوتری است: توسعه‌دهندگان به کامپیوتر می‌گویند که در آن چه باید بکند. هر مرحله از فرآیند مدل سازی، و کامپیوتر بقیه را انجام می دهد). یک مجموعه محدود و به‌طور شگفت‌انگیز ساده از عناصر اساسی که توسط تعداد کمی از الگوریتم‌ها کنترل می‌شوند، می‌توانند پیچیدگی ظاهراً غیرقابل درک ایجاد کنند، اگر به فرآیند اجازه داده شود در طول زمان آشکار شود. مجموعه‌ای از قوانین که اطلاعات را برای عناصر حمل می‌کند، فرآیندی را آغاز می‌کند که عناصر را سفارش می‌دهد و سازمان‌دهی می‌کند، که بنابراین قادر به ایجاد ساختارها و روابط پیچیده‌تر هستند.

در تلاش برای ایجاد یک نظریه کل نگر واقعی از همه چیز، می توانیم مسیر مشابهی را دنبال کنیم. ما می‌توانیم با چیزهای ابتدایی شروع کنیم - چیزهایی که چیزهای دیگری را بدون اینکه توسط آنها ایجاد شوند به وجود می‌آورند. سپس ما باید ساده ترین مجموعه قوانین را تعریف کنیم که توسط آن چیزی پیچیده تر ایجاد می شود. در اصل، ما باید بتوانیم توضیح دهیم که چگونه هر «چیز» در جهان به وجود آمده است.

علاوه بر نظریه‌های ریسمان‌ها و ابر ریسمان‌ها، در فیزیک جدید نظریه‌ها و مفاهیمی وجود دارد که به لطف آن‌ها می‌توان این طرح بزرگ را تحقق بخشید. با استفاده از اکتشافات در لبه برش نظریه‌های ذرات و میدان، می‌توانیم مبنایی را شناسایی کنیم که همه چیز را به وجود می‌آورد بدون اینکه خودش توسط چیزی ایجاد شود. این اساس، همانطور که خواهیم دید، دریایی از انرژی مجازی است که به عنوان خلاء کوانتومی شناخته می شود. ما همچنین می‌توانیم به بسیاری از قوانین (قوانین طبیعت) نگاه کنیم که به ما می‌گویند چگونه عناصر اساسی واقعیت - ذراتی که به عنوان کوانتا شناخته می‌شوند - هنگام تعامل با اساس کیهانی خود به چیزهای پیچیده تبدیل می‌شوند.

با این حال، ما باید یک عنصر جدید اضافه کنیم تا یک نظریه کل نگر واقعی از همه چیز بدست آوریم. قوانین فعلی شناخته شده ای که طبق آن اجسام موجود جهان از خلاء کوانتومی به وجود می آیند، قوانین برهمکنش مبتنی بر انتقال و تبدیل انرژی هستند. این قوانین برای توضیح چگونگی ایجاد اجسام واقعی - به شکل جفت ذره- پادذره - در خلاء کوانتومی و خارج از آن کافی بود. اما آنها توضیحی برای اینکه چرا در انفجار بزرگ ذرات بیشتر از پادذرات ایجاد شد، ارائه نمی کنند. و چگونه، طی میلیاردها سال، ذرات باقیمانده در ساختارهای پیچیده‌تر ترکیب شدند: به کهکشان‌ها و ستاره‌ها، اتم‌ها و مولکول‌ها، و (در سیارات مناسب) درشت مولکول‌ها، سلول‌ها، ارگانیسم‌ها، جوامع، توله‌های اکولوژیکی و کل بیوسفرها.

برای توضیح حضور تعداد قابل توجهی از ذرات در جهان ("ماده" در مقابل "ضد ماده") و تکامل پیوسته، اما به هیچ وجه یکنواخت و خطی هر چیزی که وجود دارد، باید وجود عاملی را تشخیص دهیم که نه ماده است و نه انرژی اهمیت این عامل در حال حاضر نه تنها در علوم اجتماعی و انسانی، بلکه در فیزیک و علوم طبیعی نیز شناخته شده است. این اطلاعات است - اطلاعات به عنوان یک عامل واقعی و مؤثر که پارامترهای کیهان را در بدو تولد تنظیم می کند و متعاقباً تکامل عناصر اساسی آن را که به سیستم های پیچیده تبدیل می شوند کنترل می کند.

بسیاری از ما اطلاعات را به عنوان داده یا آنچه یک فرد می داند درک می کنیم. علوم فیزیک و طبیعی در حال کشف این موضوع هستند که اطلاعات بسیار فراتر از مرزهای آگاهی یک فرد و حتی همه افراد در مجموع است.

اطلاعات یک جنبه جدایی ناپذیر از طبیعت فیزیکی و بیولوژیکی است. دیوید بوم، فیزیکدان بزرگ، اطلاعات را فرآیندی می نامد که بر گیرنده تأثیر می گذارد و او را «شکل می دهد». ما این مفهوم را می پذیریم.

اطلاعات محصول انسانی نیست، چیزی نیست که ما هنگام نوشتن، فکر کردن، صحبت کردن و انتقال پیام ایجاد کنیم. حکیمان دوران باستان از دیرباز می دانستند و دانشمندان امروزی دوباره آن را یاد می گیرند که اطلاعات بدون توجه به اراده و اعمال انسان در جهان وجود دارد و عاملی تعیین کننده در تکامل هر چیزی است که دنیای واقعی را پر می کند. اساس ایجاد یک نظریه واقعی درباره همه چیز این است که اطلاعات یک عامل اساسی طبیعت است.

درباره زاگک ها و اسطوره ها

نیروهای محرک تغییر پارادایم آینده در علم

ما جستجوی خود را برای یک نظریه کل‌نگر واقعی درباره همه چیز با نگاه کردن به عواملی که علم را به یک تغییر پارادایم نزدیک‌تر می‌کنند، آغاز خواهیم کرد. عوامل کلیدی رازهایی هستند که در جریان تحقیقات علمی پدیدار می شوند و انباشته می شوند: ناهنجاری هایی که پارادایم موجود قادر به توضیح آنها نیست. این امر جامعه علمی را به جستجوی رویکردهای جدید برای پدیده های نابهنجار سوق می دهد. چنین تلاش های تحقیقاتی (ما آنها را "افسانه های علمی" می نامیم) حاوی ایده های بسیاری است. برخی از این ایده‌ها ممکن است حاوی مفاهیم کلیدی باشند که دانشمندان را به یک پارادایم جدید هدایت می‌کند - الگویی که می‌تواند اسرار و ناهنجاری‌ها را روشن کند و مبنایی برای یک نظریه کل‌نگر واقعی از همه چیز فراهم کند.

دانشمندان پیشرو در تلاش برای گسترش و تعمیق درک خود از بخش واقعیت مورد مطالعه هستند. آنها بیشتر و بیشتر در مورد بخش یا جنبه مربوط به واقعیت می فهمند، اما نمی توانند آن بخش یا جنبه را مستقیماً مطالعه کنند - آنها فقط می توانند آن را از طریق مفاهیم تبدیل شده به فرضیه ها و نظریه ها درک کنند. مفاهیم، ​​فرضیه ها و نظریه ها به اندازه کافی قوی نیستند و ممکن است اشتباه باشند. در واقع، ویژگی بارز یک نظریه واقعا علمی (به گفته فیلسوف علم سر کارل پوپر) ابطال پذیری است. نظریه ها زمانی رد می شوند که پیش بینی های انجام شده از آنها توسط مشاهدات تایید نشود. در این صورت مشاهدات غیرعادی بوده و نظریه مورد بحث یا اشتباه و مردود تلقی می شود و یا نیاز به بازنگری دارد.

رد نظریه ها موتور پیشرفت علمی واقعی است. وقتی همه چیز کار می کند، پیشرفت ممکن است وجود داشته باشد، اما جزئی است (شامل اصلاح نظریه موجود برای مطابقت با مشاهدات جدید). پیشرفت واقعی زمانی اتفاق می افتد که این غیرممکن باشد. دیر یا زود، لحظه ای فرا می رسد که به جای تلاش برای تجدید نظر در نظریه های موجود، دانشمندان ترجیح می دهند به جستجوی یک نظریه ساده تر و توضیحی تر بپردازند. راه به سوی یک تجدید اساسی نظریه باز می شود: به سمت یک تغییر پارادایم.

تغییر پارادایم با انباشت مشاهداتی ایجاد می شود که در تئوری های پذیرفته شده قرار نمی گیرند و پس از اصلاح ساده چنین نظریه هایی نمی توانند در آنها جای بگیرند. مرحله ظهور یک پارادایم علمی جدید و قابل قبول تر در راه است. چالش، یافتن مفاهیم جدید اساسی است که اساس پارادایم جدید را تشکیل خواهد داد.

الزامات سختگیرانه ای برای پارادایم علمی وجود دارد. یک نظریه مبتنی بر آن باید به دانشمندان اجازه دهد تا تمام اکتشافاتی را که نظریه قبلی می توانست توضیح دهد و همچنین مشاهدات غیرعادی را توضیح دهند. باید تمام حقایق مرتبط را در یک مفهوم ساده تر و در عین حال کامل تر متحد کند. این دقیقاً همان کاری است که انیشتین در آغاز قرن بیستم انجام داد، زمانی که از جستجوی دلایل رفتار عجیب نور در چارچوب فیزیک نیوتنی دست کشید و در عوض مفهوم جدیدی از واقعیت فیزیکی ایجاد کرد - نظریه نسبیت. همانطور که خودش گفت شما نمی توانید یک مشکل را در همان سطحی که به وجود آمده حل کنید. جامعه فیزیک در مدت کوتاهی شگفت‌آور، فیزیک کلاسیک را که نیوتن پایه‌گذاری کرد، کنار گذاشت و مفهوم انقلابی اینشتین جایگزین آن شد.

در دهه اول قرن بیستم، علم یک تغییر پارادایم را تجربه کرد. اکنون، در دهه اول قرن بیست و یکم، اسرار و ناهنجاری‌ها دوباره در حال انباشته شدن هستند و جامعه علمی با تغییر پارادایم بعدی روبرو می‌شود - تغییری به اندازه گذار از دنیای مکانیکی نیوتن به جهان نسبی اینشتین.

یک تغییر پارادایم مدرن برای مدتی در محافل علمی پیشرفته در حال شکل گیری است. انقلاب‌های علمی فرآیندهای آنی نیستند که در آن نظریه جدیدی بلافاصله جای خود را بگیرد. آنها می توانند سریع باشند، مانند نظریه اینشتین، یا در زمان گسترش بیشتری داشته باشند، مانند گذار از نظریه کلاسیک داروین به مفاهیم زیست شناختی گسترده تر پساداروینیسم.

قبل از اینکه انقلاب های اولیه به نتیجه نهایی منتهی شود، علومی که در آنها ناهنجاری وجود دارد دوره بی ثباتی را پشت سر می گذارند. دانشمندان جریان اصلی از نظریه‌های موجود دفاع می‌کنند، در حالی که آزاداندیشان در زمینه‌های پیشرفته به بررسی جایگزین‌ها می‌پردازند. دومی ایده های جدیدی را ارائه می کند که نگاه متفاوتی به پدیده های آشنا برای دانشمندان سنتی ارائه می دهد. برای مدتی، مفاهیم جایگزینی که در ابتدا در قالب فرضیه های کاری وجود دارند، اگر خارق العاده نباشند، عجیب به نظر می رسند.

آنها گاهی اوقات شبیه اسطوره هایی هستند که توسط محققان تخیلی ابداع شده اند. با این حال، آنها نیستند. «اسطوره‌های» محققین جدی مبتنی بر منطق دقیق تنظیم شده است. آنها آنچه را که قبلاً در مورد بخشی از جهان که یک رشته خاص در حال بررسی آن است با آنچه در حال حاضر گیج کننده است ترکیب می کنند. اینها افسانه های معمولی نیستند، آنها "افسانه های علمی" هستند - فرضیه های متفکرانه ای که قابل آزمایش هستند و بنابراین می توانند از طریق مشاهده و آزمایش تأیید یا رد شوند.

مطالعه ناهنجاری هایی که در مشاهده و آزمایش یافت می شوند و ایجاد افسانه های قابل آزمایش که می توانند آنها را توضیح دهند، از اجزای اصلی تحقیقات علمی پایه هستند. اگر با وجود بهترین تلاش دانشمندان که به الگوی قدیمی پایبند هستند، ناهنجاری ها به وجود خود ادامه دهند، و اگر این یا آن افسانه علمی که توسط دانشمندان آزاداندیش ارائه شده است، توضیح ساده تر و منطقی تری ارائه دهد، توده مهمی از دانشمندان (عمدتاً جوانان) پایبند نیستند. به پارادایم قدیمی اینگونه است که یک تغییر پارادایم آغاز می شود. مفهومی که تاکنون یک افسانه بود، در حال تبدیل شدن به یک نظریه علمی قابل اعتماد است.

نمونه های بی شماری از اسطوره های موفق و شکست خورده در تاریخ علم وجود دارد. اسطوره های تایید شده - که تئوری های علمی قابل اعتماد و البته نه کاملاً درست تلقی می شوند - شامل پیشنهاد چارلز داروین مبنی بر اینکه همه گونه های زنده از اجداد مشترک هستند و فرضیه آلن گوث و آندری لینده مبنی بر اینکه جهان در یک "انبساط" فوق سریع آغاز شده است. به دنبال تولد آن در طول انفجار بزرگ. اسطوره های شکست خورده (آنهایی که توضیحات نادرست یا ناکافی برای پدیده های درگیر ارائه می دهند) شامل ایده هانس دریش است که تکامل زندگی از یک برنامه از پیش تعیین شده در یک فرآیند هدف محور به نام انتلکی پیروی می کند و فرضیه انیشتین مبنی بر اینکه نیروی فیزیکی اضافی به نام ثابت کیهانی انجام می دهد. اجازه نمی دهد که جهان به دلیل نیروی گرانش نابود شود. (جالب است، همانطور که می آموزیم، برخی از این مواضع اکنون زیر سوال رفته اند: ممکن است نظریه انبساط گوث و لینده با مفهوم وسیع تری از یک جهان چرخه ای جایگزین شود، و ثابت کیهانی انیشتین بالاخره اشتباه نبود... )

نمونه هایی از افسانه های علمی مدرن

در اینجا سه ​​فرضیه کاری - "افسانه های علمی" - توسط دانشمندان بسیار محترم مطرح شده است. هر سه، اگرچه به ظاهر باورنکردنی هستند، اما مورد توجه جدی جامعه علمی قرار گرفته اند.

10100 جهان

در سال 1955، فیزیکدان هیو اورت توضیح خیره کننده ای از جهان کوانتومی ارائه کرد (بعدها مبنایی برای یکی از محبوب ترین رمان های مایکل کرایتون، پیکان زمان) قرار گرفت. فرضیه جهان موازی اورت از یک کشف مرموز در فیزیک کوانتوم نشات می‌گیرد: مگر اینکه ذره‌ای مشاهده، اندازه‌گیری یا دستکاری شود، در حالت عجیبی وجود دارد که برهم‌نهی همه حالات ممکن است. با این حال، هنگامی که ذره ای مشاهده، اندازه گیری یا عمل می شود، این حالت برهم نهی ناپدید می شود: ذره در یک حالت واحد قرار دارد، مانند هر جسم «معمولی». از آنجایی که حالت برهم نهی به عنوان یک تابع موج پیچیده مرتبط با نام اروین شرودینگر توصیف می شود، زمانی که حالت برهم نهی ناپدید می شود، گفته می شود که فروپاشی تابع موج شرودینگر رخ می دهد.

مشکل این است که نمی توان گفت که ذره کدام یک از حالت های مجازی ممکن را خواهد گرفت. به نظر می رسد انتخاب ذره غیرقابل تعیین باشد - کاملاً مستقل از شرایطی که باعث فروپاشی تابع موج می شود. بر اساس فرضیه اورت، نامعین بودن فروپاشی تابع موج منعکس کننده شرایط موجود در جهان نیست. در اینجا هیچ ابهامی وجود ندارد: هر حالت مجازی انتخاب شده توسط یک ذره قطعی است - به سادگی در جهان وجود دارد به خودی خود!

فروپاشی اینگونه رخ می دهد: وقتی یک کوانتوم اندازه گیری می شود، تعدادی احتمال وجود دارد که هر کدام با یک ناظر یا دستگاه اندازه گیری مرتبط است. ما تنها یکی از احتمالات را در یک فرآیند انتخاب به ظاهر تصادفی درک می کنیم. اما، به گفته اورت، انتخاب تصادفی نیست، زیرا این انتخاب رخ نمی‌دهد: همه حالات ممکن کوانتوم هر بار که اندازه‌گیری یا مشاهده می‌شود، تحقق می‌یابد. آنها فقط هستند
در یک جهان محقق نمی شوند. بسیاری از حالات احتمالی یک کوانتوم در تعداد مشابهی از جهان ها تحقق می یابد.
فرض کنید وقتی یک کوانتوم مانند یک الکترون اندازه گیری می شود، پنجاه درصد احتمال بالا رفتن و احتمال یکسانی برای پایین رفتن وجود دارد. پس ما یک جهان نداریم که در آن یک کوانتوم با احتمال 50/50 بالا یا پایین برود، بلکه دو جهان موازی داریم. در یک جهان الکترون در واقع به سمت بالا حرکت می کند، اما در جهان دیگر به سمت پایین حرکت می کند. در هر یک از این جهان ها یک ناظر یا دستگاه اندازه گیری نیز وجود دارد. دو نتیجه به طور همزمان در دو جهان وجود دارد، درست مانند ناظران یا ابزارهای اندازه گیری.

البته، زمانی که حالت‌های برهم نهی چندگانه یک ذره به یکی همگرا می‌شوند، نه تنها دو حالت، بلکه حالت‌های مجازی احتمالی بیشتری وجود دارد که ذره می‌تواند فرض کند. بنابراین، باید جهان های زیادی وجود داشته باشد، شاید حدود 10100 جهان، که هر کدام دارای ناظران و ابزار اندازه گیری هستند.

جهان ایجاد شده توسط ناظر

اگر 10100 یا حتی 10500 کیهان وجود داشته باشد (اگرچه زندگی هرگز در بیشتر آنها بوجود نیامده است)، چگونه است که ما در جهانی زندگی می کنیم که در آن اشکال پیچیده حیات وجود دارد؟ آیا این می تواند یک تصادف ساده باشد؟ بسیاری از افسانه های علمی به این موضوع می پردازند، از جمله اصل کیهان شناسی انسان شناسی، که ادعا می کند رصد ما از این جهان به دلیل چنین تصادف مبارکی است. اخیراً استیون هاوکینگ از کمبریج و توماس هرتوگ از سرن (سازمان اروپایی تحقیقات هسته ای) پاسخی ریاضی ارائه کردند. طبق نظریه آنها درباره جهان ایجاد شده توسط ناظر، این نیست که جهان های منفرد در زمان منشعب می شوند و به تنهایی وجود دارند (همانطور که نظریه ریسمان نشان می دهد)، بلکه همه جهان های ممکن به طور همزمان در حالت برهم نهی وجود دارند. وجود ما در این کائنات مسیری را انتخاب می‌کند که به چنین عالمی منتهی می‌شود، از میان همه راه‌هایی که به همه جهان‌های دیگر منتهی می‌شود. همه مسیرهای دیگر مستثنی هستند. بنابراین، در این نظریه، زنجیره علّی رویدادها معکوس می شود: حال، گذشته را تعیین می کند. این غیرممکن خواهد بود اگر کیهان حالت اولیه خاصی داشته باشد، زیرا از یک وضعیت خاص تاریخ خاصی متولد می شود. اما، هاوکینگ و هرتوگ استدلال می کنند، جهان هیچ حالت مشخص اولیه، هیچ نقطه شروعی ندارد - چنین مرزی به سادگی وجود ندارد.

جهان هولوگرافیک

این افسانه علمی ادعا می کند که جهان یک هولوگرام است (یا حداقل می توان چنین تصور کرد). (در یک هولوگرام که کمی بعد در مورد آن با جزئیات بیشتر صحبت خواهیم کرد، یک مدل دو بعدی یک تصویر سه بعدی ایجاد می کند.) اعتقاد بر این است که تمام اطلاعاتی که کیهان را تشکیل می دهد در حاشیه آن قرار دارد. یک سطح دو بعدی این اطلاعات دو بعدی در کیهان به صورت سه بعدی رخ می دهد. ما کیهان را سه بعدی می بینیم، حتی اگر آن چیزی که هست، یک میدان اطلاعاتی دو بعدی است. چرا این ایده به ظاهر مضحک به موضوع بحث و تحقیق تبدیل شده است؟

مشکلی که نظریه جهان هولوگرافیک آن را برطرف می کند یکی از مسائل ترمودینامیک است. طبق قانون دوم محکم او، سطح هرج و مرج هرگز نمی تواند در یک سیستم بسته کاهش یابد. این بدان معنی است که سطح هرج و مرج هرگز نمی تواند در کل جهان کاهش یابد زیرا، اگر کیهان را به طور کامل در نظر بگیریم، یک سیستم بسته است (هیچ بیرونی وجود ندارد و بنابراین چیزی نمی تواند باز شود). این واقعیت که سطح هرج و مرج نمی تواند کاهش یابد به این معنی است که نظمی که می تواند به عنوان اطلاعات نشان داده شود قادر به افزایش نیست. طبق نظریه کوانتومی، اطلاعاتی که نظم را ایجاد یا حفظ می کند باید ثابت باشد و نمی تواند کم یا زیاد شود.

اما با ناپدید شدن ماده در سیاهچاله ها چه اتفاقی برای اطلاعات می افتد؟ به نظر می رسد سیاهچاله ها اطلاعات موجود در ماده را از بین می برند. با این حال، این نظریه کوانتومی را به چالش می کشد. برای حل این معما، استیون هاوکینگ به همراه جیکوب بکنشتاین که در آن زمان در دانشگاه پرینستون بود، به طور مشترک نتیجه گرفتند که هرج و مرج در یک سیاهچاله متناسب با سطح آن است. فضای بیشتری برای نظم و اطلاعات در داخل سیاهچاله نسبت به سطح آن وجود دارد. به عنوان مثال، در یک سانتی متر مکعب، فضایی برای 1099 جلد پلانک و تنها 1066 بیت اطلاعات روی سطح وجود دارد (حجم پلانک یک فضای تقریباً غیرقابل درک است که به اضلاع 10-35 متر محدود می شود). لئونارد ساسکیند از استنفورد و جرارد 'ت هوفت از دانشگاه اوترک پیشنهاد کرده‌اند که اطلاعات درون سیاه‌چاله از بین نمی‌رود، بلکه به صورت هولوگرافیک روی سطح آن ذخیره می‌شود.

ریاضیات در سال 1998 استفاده غیرمنتظره ای از هولوگرام ها را کشف کرد، زمانی که خوان مالداسینا، در آن زمان در دانشگاه هاروارد، سعی کرد با نظریه ریسمان تحت شرایط گرانش کوانتومی کار کند. Maldacena دریافت که کار کردن با تارها در پنج بعد آسانتر از چهار بعدی است. (ما فضا را در سه بعد درک می کنیم: دو صفحه در امتداد سطح و یک صفحه عمودی. بعد چهارم بر این سه بعد عمود خواهد بود، اما قابل درک نیست. ریاضیدانان می توانند هر تعداد بعد را اضافه کنند و هر چه بیشتر از دنیای درک شده دور شوند. ) راه حل واضح به نظر می رسید: فرض کنید فضای پنج بعدی داخل یک سیاهچاله در واقع هولوگرام فضای چهار بعدی روی سطح آن است. سپس می توان در حین کار با فضای چهار بعدی، محاسبات نسبتاً آسانی را در پنج بعد انجام داد.

آیا تکنیک کاهش تعداد ابعاد برای کل کیهان مناسب است؟ همانطور که دیدیم، دانشمندان نظریه ریسمان با بسیاری از ابعاد اضافی دست و پنجه نرم می کنند و دریافتند که فضای سه بعدی برای انجام وظیفه آنها کافی نیست: پیوند دادن ارتعاشات رشته های مختلف در جهان در یک معادله. اصل هولوگرافیک می تواند کمک کند، زیرا جهان را می توان یک هولوگرام چند بعدی در نظر گرفت که در ابعاد کمتری در حاشیه آن ذخیره می شود.

اصل هولوگرافی می‌تواند محاسبات نظریه ریسمان را آسان‌تر کند، اما مفروضات خارق‌العاده‌ای درباره ماهیت جهان به همراه دارد. حتی جرارد ت هوفت که یکی از پایه گذاران این اصل بود، دیگر آن را غیر قابل انکار نمی داند. او گفت که در این زمینه، هولوگرافی یک اصل نیست، بلکه یک مشکل است. شاید، او پیشنهاد کرد، گرانش کوانتومی را می‌توان از یک اصل اساسی‌تر استخراج کرد که از قوانین مکانیک کوانتومی تبعیت نمی‌کند.

در دوران انقلاب های علمی که پارادایم موجود تحت فشار است، افسانه های علمی جدیدی مطرح می شود، اما همه آنها تایید نمی شوند. نظریه پردازان در این باور مستحکم شدند که همانطور که گالیله گفت: "کتاب طبیعت به زبان ریاضیات نوشته شده است" و فراموش کردند که همه چیز در زبان ریاضیات در کتاب طبیعت وجود ندارد. در نتیجه، بسیاری از اسطوره‌های فرموله‌شده ریاضی همان‌طور باقی می‌مانند: اسطوره‌ها. با این حال، دیگران بذرهای پیشرفت علمی قابل توجهی را در خود دارند. در ابتدا، هیچ کس به طور قطع نمی داند کدام دانه ها جوانه می زنند و میوه می دهند. میدان در حال جوشیدن است، در وضعیتی از هرج و مرج خلاق.

این وضعیت امروز در بسیاری از رشته های علمی است. پدیده های غیرعادی در کیهان شناسی فیزیکی، فیزیک کوانتومی، زیست شناسی تکاملی و کوانتومی و در زمینه جدید تحقیقات آگاهی در حال گسترش هستند. آنها عدم اطمینان بیشتر و بیشتر ایجاد می کنند و دانشمندان آزاد فکر را مجبور می کنند تا مرزهای نظریه های پذیرفته شده را جابجا کنند. در حالی که محققان محافظه‌کار اصرار دارند که تنها ایده‌هایی که در مجلات علمی معتبر منتشر شده و در کتاب‌های درسی بازتولید شده‌اند، می‌توانند علمی تلقی شوند، محققان پیشرو به دنبال مفاهیم اساساً جدید هستند، از جمله آن‌هایی که تنها چند سال پیش خارج از محدوده رشته‌های خود در نظر گرفته شدند.

روز به روز رشته های علمی بیشتری جهان را به روش های باورنکردنی توصیف می کنند. کیهان شناسی ماده تاریک، انرژی تاریک و فضاهای چند بعدی را اضافه کرده است. فیزیک کوانتومی - ذراتی که فوراً در فضا-زمان در سطوح عمیق‌تر واقعیت به هم متصل می‌شوند. زیست شناسی - ماده زنده، که یکپارچگی کوانتوم ها را نشان می دهد. و مطالعات آگاهی ارتباطات فراشخصی مستقل از مکان و زمان هستند. اینها تنها تعدادی از نظریه های علمی تایید شده قبلی هستند که اکنون معتبر تلقی می شوند.

به گفته فیزیکدانان نظری، جهان در نتیجه انفجار بزرگ متولد نشده است، بلکه در نتیجه تبدیل یک ستاره چهار بعدی به یک سیاهچاله است که باعث انتشار "زباله" شده است. این زباله ها بود که اساس جهان ما شد.

گروهی از فیزیکدانان - راضیه پورحسن، نیایش افشوردی و رابرت بی. مان - نظریه کاملا جدیدی در مورد تولد کیهان ما ارائه کرده اند. با همه پیچیدگی هایش، این نظریه بسیاری از مسائل مشکل ساز در درک مدرن از کیهان را توضیح می دهد.

نظریه عمومی پذیرفته شده ظهور جهان از نقش کلیدی در این فرآیند انفجار بزرگ صحبت می کند. این نظریه با تصویر مشاهده شده از انبساط کیهان مطابقت دارد. با این حال، برخی از مناطق مشکل دارد. بنابراین، کاملاً مشخص نیست، برای مثال، چگونه تکینگی جهان را با دمای تقریباً یکسان در گوشه های مختلف ایجاد کرده است. با در نظر گرفتن سن جهان ما - تقریباً 13.8 میلیارد سال - دستیابی به تعادل دمایی مشاهده شده غیرممکن است.

بسیاری از کیهان شناسان استدلال می کنند که انبساط کیهان باید سریعتر از سرعت نور رخ داده باشد، اما افشوردی به ماهیت بی نظم بیگ بنگ اشاره می کند، بنابراین مشخص نیست که چگونه منطقه ای با اندازه معین که از نظر دما یکنواخت است، شکل گرفته است.

مدل جدیدی از منشا کیهان این راز را توضیح می دهد. جهان سه بعدی در مدل جدید مانند غشایی در جهان چهار بعدی شناور است. در واقع کیهان یک جسم فیزیکی چندبعدی با ابعادی کمتر از بعد فضا است.

در جهان چهار بعدی، البته، ستارگان چهار بعدی وجود دارند که می توانند چرخه زندگی مشخصه ستارگان سه بعدی را در جهان ما زندگی کنند. ستارگان چهار بعدی که پرجرم ترین هستند در پایان عمر خود به ابرنواخترها منفجر می شوند و به سیاهچاله تبدیل می شوند.

یک سیاهچاله چهار بعدی نیز به نوبه خود افق رویدادی مشابه سیاهچاله های سه بعدی دارد. افق رویداد مرز بین داخل و خارج سیاهچاله است. در یک جهان سه بعدی، این افق رویداد به عنوان یک سطح دو بعدی نشان داده می شود، در حالی که در یک جهان چهار بعدی به عنوان یک ابرکره سه بعدی نشان داده می شود.

بنابراین، هنگامی که یک ستاره چهار بعدی منفجر می شود، یک بران سه بعدی از مواد باقی مانده در افق رویداد، یعنی کیهانی شبیه جهان ما تشکیل می شود. مدلی بسیار غیرمعمول برای تصور انسان می تواند به این سوال پاسخ دهد که چرا جهان تقریباً دمای یکسانی دارد: کیهان چهار بعدی که جهان سه بعدی را به وجود آورد بسیار بیشتر از 13.8 میلیارد سال وجود داشته است.

از دیدگاه فردی که عادت دارد جهان را به عنوان فضایی عظیم و بی نهایت تصور کند، درک نظریه جدید آسان نیست. درک اینکه جهان ما شاید فقط یک اختلال محلی است، "برگی روی برکه" از یک حفره چهار بعدی باستانی با اندازه بسیار دشوار است.

برای درک درستی از ماهیت محیط خلاء ما، مفهوم پیدایش ماده در محیط خلاء ماتریس و ماهیت گرانش در محیط خلاء، لازم است به تفصیل، البته به طور نسبی، در مورد تکامل صحبت کنیم. از کیهان ما بخشی از آنچه در این فصل شرح داده خواهد شد در مجلات علمی و مشهور به چاپ رسیده است. این مطالب از مجلات علمی سیستماتیک شد. و آنچه هنوز برای علم ناشناخته است از دیدگاه این نظریه پر می شود. در حال حاضر، جهان ما در مرحله انبساط است. در این نظریه فقط جهان در حال انبساط و انقباض پذیرفته شده است، یعنی. غیر ثابت جهانی که فقط در حال انبساط ابدی یا ساکن است در این نظریه مردود است. زیرا این نوع کیهان هر گونه توسعه را حذف می کند و منجر به رکود می شود، یعنی. به یک جهان واحد

طبیعتا ممکن است یک سوال پیش بیاید. چرا این توصیف از تکامل جهان انیشتین-فریدمن در این نظریه وجود دارد؟ این یک مدل ذرات احتمالی رسانه از نوع اول را در سطوح مختلف توصیف می کند. جایی که یک تفسیر منطقی در مورد فرآیندهای وقوع آنها، چرخه وجود آنها در مکان و زمان، در مورد الگوهای حجم و جرم آنها برای هر محیط در سطح مربوطه ارائه می شود. ذرات رسانه از نوع اول دارای حجم متغیر هستند، به عنوان مثال. در طول زمان دچار چرخه ای از انبساط و انقباض می شوند. اما خود محیط‌های نوع اول از نظر زمان ابدی و از نظر حجم بی‌نهایت هستند و همدیگر را در بر می‌گیرند و ساختار ساختار ماده همیشه متحرک را ایجاد می‌کنند، در زمان جاودانه و از نظر حجم بی‌نهایت. در این مورد، نیاز به توصیف تکامل جهان ما، از به اصطلاح "بیگ بنگ" تا امروز وجود دارد. هنگام توصیف تکامل کیهان، از آنچه در حال حاضر در دنیای علمی شناخته شده است استفاده خواهیم کرد و به طور فرضی به توسعه آن در مکان و زمان ادامه می دهیم تا کاملاً فشرده شود، یعنی. تا بیگ بنگ بعدی

در این نظریه پذیرفته شده است که جهان ما تنها در طبیعت نیست، بلکه ذره ای از محیط در سطح دیگری است، یعنی. محیطی از نوع اول که در زمان جاودانه و از نظر حجم بی نهایت است. طبق آخرین داده های اخترفیزیک، جهان ما مرحله ای از توسعه خود را 15 میلیارد سال پشت سر گذاشته است. هنوز دانشمندان زیادی از دنیای علمی هستند که شک دارند که جهان در حال انبساط یا عدم انبساط است، برخی دیگر معتقدند که جهان در حال انبساط نیست و "بیگ بنگ" وجود نداشته است. برخی دیگر بر این باورند که جهان منبسط یا منقبض نمی شود، بلکه همیشه در طبیعت ثابت و منحصر به فرد بوده است. بنابراین، لازم است به طور غیرمستقیم در این نظریه ثابت شود که "بیگ بنگ" به احتمال زیاد اتفاق افتاده است. و اینکه جهان در حال انبساط است و سپس منقبض می شود و این تنها در طبیعت نیست. اکنون جهان با سرعتی شتابان به انبساط خود ادامه می دهد. پس از "بیگ بنگ"، ماده اولیه در حال ظهور محیط خلاء ماتریسی سرعت رکود اولیه ای را به دست آورد که با سرعت نور قابل مقایسه است. برابر با 1/9 سرعت نور، 33333 کیلومتر بر ثانیه.

برنج. 9.1.کیهان در مرحله تشکیل اختروش قرار دارد: 1 – محیط خلاء ماتریسی. 2 - محیط ذرات بنیادی ماده; 3 - نقطه مفرد; 4 - اختروش ها 5- جهت رکود ماده کیهان

در حال حاضر دانشمندان با استفاده از تلسکوپ های رادیویی موفق شده اند 15 میلیارد سال نوری به اعماق کیهان نفوذ کنند. و نکته جالب توجه این است که هر چه به اعماق پرتگاه کیهان می رویم، سرعت پراکندگی ماده افزایش می یابد. دانشمندان اجسامی با اندازه های غول پیکر را دیدند که سرعت معکوس آن با سرعت نور قابل مقایسه بود. این پدیده چیست؟ چگونه می توانیم این پدیده را درک کنیم؟ به احتمال زیاد دانشمندان دیروز کیهان یعنی روز کیهان جوان را دیدند. و این اجرام غول پیکر، به اصطلاح اختروش ها، کهکشان های جوانی بودند که در مرحله اولیه توسعه خود قرار داشتند (شکل 9.1). دانشمندان زمانی را دیدند که ماده محیط خلاء ماتریکس به شکل ذرات بنیادی ماده در کیهان پدید آمد. همه اینها نشان می دهد که به احتمال زیاد به اصطلاح "بیگ بنگ" اتفاق افتاده است.

برای اینکه به صورت فرضی شرح بیشتر توسعه جهان خود را ادامه دهیم، باید به آنچه در زمان حال ما را احاطه کرده است بنگریم. خورشید ما با سیاراتش یک ستاره معمولی است. این ستاره در یکی از بازوهای مارپیچی کهکشان، در حومه آن قرار دارد. کهکشان های زیادی مانند کهکشان ما در کیهان وجود دارد. ما در اینجا در مورد مجموعه ای بی نهایت صحبت نمی کنیم، زیرا جهان ما ذره ای از محیط در سطح متفاوتی است. شکل ها و انواع کهکشان هایی که جهان ما را پر می کنند بسیار متنوع هستند. این تنوع به علل زیادی در زمان وقوع آنها در مراحل اولیه توسعه آنها بستگی دارد. دلایل اصلی جرم و گشتاور اولیه بدست آمده توسط این اجسام است. با ظهور ماده اولیه محیط خلاء ماتریسی و چگالی ناهموار آن در حجمی که اشغال می کند، مراکز ثقل متعددی در محیط خلاء متشنج به وجود می آیند. محیط خلاء مواد اولیه را به سمت این مراکز ثقل می کشاند. اجرام غول پیکر اولیه، به اصطلاح اختروش، شروع به شکل گیری می کنند.

بنابراین، پیدایش کوازارها یک پدیده طبیعی در طبیعت است. چگونه کیهان از اختروش های اولیه، در طول 15 میلیارد سال توسعه خود، چنین اشکال و حرکات متنوعی را به دست آورده است؟ اختروش های اولیه که به طور طبیعی در نتیجه ناسازگاری محیط خلاء ماتریسی به وجود آمدند، به تدریج توسط این محیط فشرده شدند. و با پیشرفت فشرده سازی، حجم آنها شروع به کاهش کرد. با کاهش حجم، چگالی ماده عنصری نیز افزایش می یابد و دما افزایش می یابد. شرایط برای تشکیل ذرات پیچیده تر از ذرات ماده اولیه ایجاد می شود. ذرات با جرم یک الکترون تشکیل می شوند و نوترون ها از این جرم ها تشکیل می شوند. حجم جرمی الکترون ها و نوترون ها با خاصیت ارتجاعی محیط خلاء ماتریس تعیین می شود. نوترون های تازه پدیدار شده ساختاری بسیار قوی پیدا کردند. در این دوره زمانی، نوترون ها در حال حرکت نوسانی هستند.

تحت فشار بی نهایت فزاینده محیط خلاء، ماده نوترونی اختروش به تدریج متراکم تر شده و گرم می شود. شعاع اختروش ها نیز به تدریج در حال کاهش است. و در نتیجه سرعت چرخش حول محورهای فرضی اختروش ها افزایش می یابد. اما با وجود تشعشعات اختروش ها که تا حدی با فشردگی خنثی می کند، روند فشرده سازی این اجسام به طور غیرقابل تحملی افزایش می یابد. محیط اختروش به سرعت به سمت شعاع گرانشی خود در حال حرکت است. طبق نظریه گرانش، شعاع گرانشی شعاع کره ای است که نیروی گرانشی ایجاد شده توسط جرم ماده در داخل این کره به سمت بی نهایت میل می کند. و این نیروی گرانش را نمی توان نه تنها توسط هیچ ذره ای، بلکه حتی توسط فوتون ها غلبه کرد. چنین اجسامی را غالباً گوی های شوارتزشیلد یا همان چیزی که اصطلاحاً «سیاهچاله» نامیده می شود، می نامند.

در سال 1916، کارل شوارتزشیلد، ستاره شناس آلمانی، یکی از معادلات آلبرت انیشتین را با دقت حل کرد. و در نتیجه این تصمیم شعاع گرانشی برابر با 2 تعیین شد ام جی/با 2 کجا م- جرم ماده، جی- گرانش ثابت، ج- سرعت نور به همین دلیل است که حوزه شوارتزشیلد در دنیای علمی ظاهر شد. طبق این نظریه، این کره شوارتزشیلد یا همان «سیاه چاله» از محیطی از ماده نوترونی با چگالی شدید تشکیل شده است. در داخل این کره نیروی گرانش بی نهایت زیاد، چگالی بسیار بالا و دمای بالا وجود دارد. در حال حاضر در محافل خاصی از دنیای علمی، این نظر غالب این است که در طبیعت، علاوه بر فضا، ضد فضا نیز وجود دارد. و اینکه به اصطلاح "سیاهچاله ها"، که در آن مواد اجسام عظیم کیهان توسط گرانش به هم کشیده می شوند، با ضد فضا مرتبط هستند.

این یک روند ایده آلیستی نادرست در علم است. در طبیعت یک فضا وجود دارد، بی نهایت در حجم، ابدی در زمان، پر از مواد همیشه متحرک. اکنون لازم است لحظه ظهور اختروش ها و مهمترین ویژگی هایی که آنها به دست آوردند، به یاد بیاوریم. جرم ها و گشتاورهای اولیه انبوه این اجرام کار خود را انجام دادند و ماده نوترونی اختروش را به کره شوارتزشیلد هدایت کردند. کوازارها که به دلایلی گشتاور یا گشتاور ناکافی به دست نیاوردند، پس از ورود به کره شوارتزشیلد، به طور موقت توسعه خود را متوقف کردند. آنها به ماده پنهان جهان تبدیل شدند، یعنی. در "سیاه چاله ها". تشخیص آنها با ابزارهای معمولی غیرممکن است. اما آن اجسامی که توانسته اند گشتاور کافی به دست آورند، به رشد خود در فضا و زمان ادامه خواهند داد.

همانطور که در طول زمان تکامل می یابند، اختروش ها توسط محیط خلاء فشرده می شوند. در اثر این فشردگی حجم این اجسام کاهش می یابد. اما گشتاور این اجسام کاهش نمی یابد. در نتیجه، سرعت چرخش حول محورهای خیالی آن در سحابی‌های گاز-غبار با حجم غیرقابل تصور افزایش می‌یابد. مراکز ثقل متعددی به وجود آمدند، درست مانند ذرات ماده اولیه در محیط خلاء ماتریس. در روند توسعه در فضا و زمان، از ماده فشرده به مراکز ثقل، صورت های فلکی، ستارگان منفرد، منظومه های سیاره ای و دیگر اجرام کهکشان شکل گرفتند. ستارگان نوظهور و دیگر اجرام کهکشان، که از نظر جرم و ترکیب شیمیایی بسیار متفاوت هستند، همچنان تحت فشار بی وقفه قرار می گیرند، سرعت محیطی این اجرام نیز به تدریج افزایش می یابد. یک لحظه حساس فرا می رسد، تحت تأثیر یک نیروی گریز از مرکز غیرقابل تصور بزرگ، اختروش منفجر می شود. از کره این اختروش ماده نوترونی به شکل جت منتشر می شود که متعاقباً به بازوهای مارپیچی کهکشان تبدیل می شود. ما در حال حاضر این را در اکثر کهکشان هایی که می بینیم می بینیم (شکل 9.2).

برنج. 9.2.جهان در حال گسترش: 1 - محیط خلاء ماتریس بی نهایت. 2 - اختروش ها 3- تشکیلات کهکشانی

تا به امروز، در فرآیند توسعه ماده نوترونی پرتاب شده از هسته کهکشان، خوشه های ستاره ای، ستارگان منفرد، منظومه های سیاره ای، سحابی ها و دیگر انواع ماده تشکیل شده اند. در جهان، بیشتر ماده در به اصطلاح "سیاه چاله" قرار دارد. اما دانشمندان به طور غیر مستقیم آنها را کشف می کنند. ماده نوترونی که توسط نیروی گریز از مرکز از هسته کهکشانی پرتاب می شود، قادر به غلبه بر گرانش این هسته کهکشانی نیست و ماهواره آن، پراکنده در مدارهای متعدد، ادامه توسعه بیشتر، و چرخش به دور هسته کهکشانی باقی خواهد ماند. بنابراین، تشکیلات جدید به وجود آمد - کهکشان ها. از نظر تصویری می توان آنها را اتم های کیهان نامید که منظومه های سیاره ای و اتم های ماده با خواص شیمیایی شبیه به آن ها هستند.

اکنون از نظر ذهنی، به صورت فرضی، پیشرفت توسعه ماده نوترونی را که با نیروی گریز از مرکز به شکل جت از هسته کهکشان خارج شده است، دنبال خواهیم کرد. این ماده نوترونی پرتاب شده بسیار متراکم و بسیار داغ بود. با کمک پرتاب از هسته کهکشان، این ماده از فشار درونی هیولایی و فشار گرانش بی نهایت قوی رها شد و به سرعت شروع به انبساط و خنک شدن کرد. در فرآیند بیرون راندن ماده نوترون از هسته کهکشانی به صورت جت، بیشتر نوترون ها علاوه بر حرکات پراکنده، حرکات چرخشی حول محورهای فرضی خود نیز به دست آوردند. پشت. به طور طبیعی، این شکل جدید حرکت که توسط نوترون به دست می‌آید، شروع به تولید شکل جدیدی از ماده کرد، یعنی. ماده ای با خواص شیمیایی به شکل اتم، از هیدروژن گرفته تا سنگین ترین عناصر جدول تناوبی D.I. مندلیف.

پس از فرآیندهای انبساط و خنک سازی، حجم عظیمی از گاز و غبار، سحابی های بسیار کمیاب و سرد تشکیل شد. روند معکوس آغاز شده است، یعنی. انقباض یک ماده با خواص شیمیایی به مراکز ثقل متعدد. در لحظه پایان پراکندگی یک ماده با خواص شیمیایی، به سحابی‌های گاز-غبار سرد بسیار کمیاب و سرد با حجم غیرقابل تصور ختم شد. مراکز ثقل متعددی نیز برای ذرات ماده اولیه در محیط خلاء ماتریس به وجود آمد. در روند توسعه در فضا و زمان، از ماده فشرده به مراکز ثقل، صورت های فلکی، ستارگان منفرد، منظومه های سیاره ای و دیگر اجرام کهکشان شکل گرفتند. ستارگان در حال ظهور و دیگر اجرام کهکشان از نظر جرم، ترکیب شیمیایی و دما بسیار متفاوت هستند. ستارگانی که توده های بزرگ را جذب می کردند با سرعتی شتابان رشد کردند. ستارگانی مانند خورشید ما زمان رشد طولانی تری دارند.

سایر اجرام در کهکشان، که مقدار مناسبی از ماده را به دست نیاوردند، حتی کندتر رشد می کنند. و چنین اجرام کهکشان، مانند زمین ما، همچنین، با به دست آوردن مقدار مناسب جرم، در توسعه خود فقط می توانند گرم و ذوب شوند و گرما را فقط در داخل سیاره حفظ کنند. اما در مقابل، این اجرام شرایط بهینه ای را برای ظهور و توسعه شکل جدیدی از ماده، یعنی ماده زنده، ایجاد کردند. اشیاء دیگر مانند همدم ابدی ما هستند. ماه در رشد خود حتی به مرحله گرم شدن هم نرسیده است. بر اساس برآوردهای تقریبی منجمان و فیزیکدانان، خورشید ما حدود چهار میلیارد سال پیش طلوع کرد. در نتیجه، پرتاب ماده نوترون از هسته کهکشانی خیلی زودتر اتفاق افتاد. در این مدت، فرآیندهایی در بازوهای مارپیچی کهکشان رخ داد که کهکشان را به شکل مدرن خود رساند.

در ستارگانی که ده ها یا بیشتر جرم خورشید را جذب کرده اند، روند توسعه بسیار سریع پیش می رود. در این گونه اجرام به دلیل جرم زیاد و نیروی گرانش زیاد، شرایط برای وقوع واکنش های گرما هسته ای خیلی زودتر به وجود می آید. واکنش‌های گرما هسته‌ای به‌شدت در این اجسام ادامه می‌یابد. اما با کاهش هیدروژن نور در ستاره که با واکنش گرما هسته ای به هلیوم تبدیل می شود و در نتیجه از شدت واکنش گرما هسته ای کاسته می شود. و با ناپدید شدن هیدروژن به طور کامل متوقف می شود. و در نتیجه، تابش ستاره نیز به شدت کاهش می یابد و تعادل نیروهای گرانشی را که تمایل به فشرده سازی این ستاره بزرگ دارند، متوقف می کند.

پس از این، نیروهای گرانشی این ستاره را به صورت یک کوتوله سفید با دمای بسیار بالا و چگالی ماده بالا فشرده می کنند. کوتوله سفید در ادامه رشد خود، با مصرف انرژی فروپاشی عناصر سنگین، تحت فشار نیروهای گرانشی روزافزون، وارد کره شوارتزشیلد می شود. بنابراین، یک ماده با خواص شیمیایی به یک ماده نوترونی تبدیل می شود، یعنی. به ماده پنهان کیهان و توسعه بیشتر آن به طور موقت متوقف می شود. تا پایان انبساط کیهان به توسعه خود ادامه خواهد داد. فرآیندهایی که باید در درون ستارگانی مانند خورشید ما اتفاق بیفتد، با فشرده سازی تدریجی محیط خلاء ماتریکس، محیطی سرد و بسیار کمیاب از گاز و غبار، آغاز می شود. در نتیجه فشار و دمای داخل جسم افزایش می یابد. از آنجایی که فرآیند فشرده سازی به طور مداوم و با افزایش نیرو اتفاق می افتد، به تدریج شرایط برای واکنش های گرما هسته ای در داخل این جسم ایجاد می شود. انرژی آزاد شده در طی این واکنش شروع به متعادل کردن نیروهای گرانش می کند و فشردگی جسم متوقف می شود. این واکنش مقدار عظیمی انرژی آزاد می کند.

اما باید توجه داشت که این انرژی که در جسم از واکنش گرما هسته ای آزاد می شود نیست که به فضا گسیل می شود. بخش قابل توجهی از آن برای سنگین‌تر کردن عناصر سبک، از اتم‌های آهن گرفته تا سنگین‌ترین عناصر، استفاده می‌شود. از آنجایی که فرآیند وزن دهی به انرژی زیادی نیاز دارد. پس از یک محیط خلاء، به عنوان مثال. گرانش به سرعت به یک ستاره کوتوله سفید یا قرمز فشرده می شود. پس از این، واکنش های هسته ای در داخل ستاره شروع می شود، یعنی. واکنش های تجزیه عناصر سنگین به اتم های آهن. و هنگامی که هیچ منبع انرژی در ستاره وجود نداشته باشد، آنگاه به یک ستاره آهنی تبدیل می شود. ستاره به تدریج سرد می شود، درخشندگی خود را از دست می دهد و در آینده ستاره ای تاریک و سرد خواهد بود. توسعه آن در فضا و زمان در آینده کاملاً به توسعه در فضا و زمان کیهان بستگی دارد. به دلیل جرم ناکافی برای این، ستاره آهنی وارد کره شوارتزشیلد نمی شود. آن تغییرات در ماده پراکنده کیهان که پس از به اصطلاح "بیگ بنگ" رخ داد، هنوز در این نظریه توضیح داده شده است. اما ماده جهان همچنان پراکنده است.

سرعت ماده فرار با هر ثانیه افزایش می یابد و تغییرات در ماده ادامه می یابد. از منظر ماتریالیسم دیالکتیکی، ماده و حرکت آن مخلوق و فنا ناپذیر نیست. بنابراین ماده در دنیای خرد و مگا سرعت مطلقی دارد که برابر با سرعت نور است. به همین دلیل، در محیط خلاء ما، هیچ جسم مادی نمی تواند بیش از این سرعت مخلوط شود. اما از آنجایی که هر جسم مادی نه تنها یک شکل حرکت دارد، بلکه می تواند تعدادی شکل حرکت دیگر نیز داشته باشد، مثلاً حرکت انتقالی، حرکت چرخشی، حرکت نوسانی، حرکت درون اتمی و تعدادی اشکال دیگر. بنابراین، جسم مادی دارای سرعت کلی است. این سرعت کل نیز نباید از سرعت مطلق تجاوز کند.

از اینجا می توانیم تغییراتی را که باید در ماده پراکنده کیهان رخ دهد، فرض کنیم. اگر سرعت ماده در حال فرار جهان با هر ثانیه افزایش یابد، سرعت حرکت درون اتمی به نسبت مستقیم افزایش می یابد، یعنی. سرعت حرکت الکترون در اطراف هسته اتم افزایش می یابد. اسپین های پروتون و الکترون نیز افزایش می یابد. سرعت چرخش آن دسته از اجسام مادی که دارای گشتاور هستند نیز افزایش می یابد، یعنی. هسته های کهکشانی، ستارگان، سیارات، "سیاهچاله" ماده نوترونی و سایر اجرام کیهان. اجازه دهید از دیدگاه این نظریه، تجزیه یک ماده با خواص شیمیایی را شرح دهیم. بنابراین، فرآیند تجزیه یک ماده با خواص شیمیایی در مراحل انجام می شود. با تغییر سرعت ماده در حال فرار از کیهان، سرعت محیطی اجسامی که دارای گشتاور هستند افزایش می یابد. تحت تأثیر افزایش نیروی گریز از مرکز، ستارگان، سیارات و سایر اجرام کیهان به اتم متلاشی می شوند.

حجم کیهان پر شده از نوعی گاز متشکل از اتم های مختلف که به طور آشفته در حجم حرکت می کنند. فرآیندهای تجزیه مواد با خواص شیمیایی ادامه دارد. اسپین پروتون ها و الکترون ها افزایش می یابد. به همین دلیل، گشتاورهای دافعه بین پروتون و الکترون افزایش می یابد. محیط خلاء تعادل این لحظات دافعه را متوقف می کند و اتم ها متلاشی می شوند، یعنی. الکترون ها اتم ها را ترک می کنند. پلاسما از ماده ای با خواص شیمیایی ناشی می شود. پروتون ها و الکترون ها به طور تصادفی به طور جداگانه در حجم جهان با هم مخلوط می شوند. پس از فروپاشی مواد با خواص شیمیایی، به دلیل افزایش سرعت مواد در حال عقب نشینی کیهان، آنها شروع به فروپاشی می کنند، یا بهتر است بگوییم به ذرات ماده اولیه محیط خلاء، هسته کهکشان ها، "سیاه چاله ها" شکسته می شوند. "، نوترون ها، پروتون ها و الکترون ها. حجم کیهان، حتی قبل از پایان انبساط، با نوعی گاز از ذرات بنیادی ماده در محیط خلاء پر می شود. این ذرات به طور آشفته ای در حجم کیهان حرکت می کنند و سرعت این ذرات هر ثانیه افزایش می یابد. بنابراین، حتی قبل از پایان انبساط، چیزی جز نوعی گاز در جهان وجود نخواهد داشت (شکل 9.3).

برنج. 9.3.حداکثر گسترش جهان: 1 - محیط خلاء ماتریسی. 2 - کره جهان حداکثر منبسط شده؛ 3 – نقطه مفرد کیهان – این لحظه تولد کیهان جوان است. 4- محیط گاز از ذرات بنیادی ماده در محیط خلاء ماتریس

در نهایت امر عالم، یعنی. گاز عجیب و غریب برای لحظه ای متوقف می شود، سپس، تحت فشار واکنش واکنش محیط خلاء ماتریس، به سرعت شروع به افزایش سرعت می کند، اما در جهت مخالف، به سمت مرکز ثقل کیهان (شکل 1). 9.4).

برنج. 9.4.کیهان در فاز اولیه فشرده سازی قرار دارد: 1 – محیط خلاء ماتریسی. 2- ماده ذرات بنیادی که به سمت مرکز می افتند. 3- تأثیر محیط خلاء ماتریسی کیهان. 4- جهت ریزش ذرات بنیادی ماده. 5- گسترش حجم منفرد

فرآیند فشرده سازی جهان و روند فروپاشی ماده آن در این نظریه در یک مفهوم - مفهوم فروپاشی گرانشی کیهان - ترکیب شده است. فروپاشی گرانشی فشرده سازی سریع فاجعه بار اجسام عظیم تحت تأثیر نیروهای گرانشی است. اجازه دهید روند فروپاشی گرانشی کیهان را با جزئیات بیشتری شرح دهیم.

فروپاشی گرانشی کیهان

علم مدرن فروپاشی گرانشی را به عنوان یک فشردگی سریع فاجعه بار اجسام عظیم تحت تأثیر نیروهای گرانشی تعریف می کند. ممکن است سوالی پیش بیاید. چرا این نظریه برای توصیف این روند کیهان ضروری است؟ همین سوال در ابتدای توصیف تکامل جهان انیشتین-فریدمن، یعنی. جهان غیر ساکن اگر در توصیف اول، یک مدل احتمالی از یک ذره رسانه از نوع اول از سطوح مختلف پیشنهاد شده بود. بر اساس این نظریه، جهان ما به عنوان ذره ای از محیط سطح اول تعریف شده است و یک جسم بسیار عظیم است. آن توصیف دوم، یعنی. مکانیسم فروپاشی گرانشی کیهان نیز برای مفهوم صحیح پایان چرخه وجود کیهان در فضا و زمان ضروری است.

به طور خلاصه جوهر فروپاشی کیهان، پاسخی از محیط خلاء ماتریس به حجم حداکثر منبسط شده آن است. فرآیند فشرده سازی کیهان توسط محیط خلاء، فرآیند بازیابی انرژی کامل آن است. علاوه بر این، فروپاشی گرانشی کیهان فرآیندی معکوس نسبت به فرآیند پیدایش ماده در محیط خلاء ماتریسی است، یعنی. مواد کیهان جوان جدید قبلاً در مورد تغییرات در ماده کیهان به دلیل افزایش سرعت عقب رفتن ماده صحبت کردیم. به دلیل این افزایش سرعت، ماده کیهان به ذرات بنیادی محیط خلاء متلاشی می شود. این فروپاشی ماده که به اشکال و حالات مختلف بود، مدتها قبل از شروع فشردگی کیهان اتفاق افتاد. در زمانی که جهان هنوز در حال انبساط بود، نوعی گاز در حجم آن وجود داشت که به طور یکنواخت کل این حجم در حال انبساط را پر می کرد. این گاز متشکل از ذرات بنیادی ماده در محیط خلاء ماتریسی بود که در این حجم به طور آشفته حرکت می کردند، یعنی. در تمام جهات سرعت این ذرات هر ثانیه بیشتر می شد. نتیجه همه این حرکات پر هرج و مرج به سمت پیرامون جهان در حال انبساط هدایت می شود.

در لحظه ای که سرعت حرکت آشفته ذرات یک گاز عجیب و غریب به سرعت صفر می رسد، تمام ماده جهان در تمام حجم خود برای یک لحظه متوقف می شود و از سرعت صفر در کل حجم خود شروع می شود. به سرعت بالا بردن سرعت، اما در جهت مخالف، یعنی. به مرکز ثقل کیهان در لحظه ای که فشرده سازی آن شروع می شود، فرآیند سقوط ماده در امتداد شعاع اتفاق می افتد. 1.5...2 ثانیه پس از شروع، فرآیند تجزیه ذرات ماده اولیه رخ می دهد، یعنی. مواد کیهان قدیمی در این فرآیند سقوط ماده ی کیهان قدیم در کل حجم آن، برخورد ذرات در حال سقوط از جهات کاملاً مخالف اجتناب ناپذیر است. آنها در یک محیط خلاء با سرعت نور حرکت می کنند، یعنی. حداکثر مقدار حرکت را حمل کنید. پس از برخورد، این ذرات یک محیط اولیه با حجم منفرد را در مرکز جهان در حال انقباض ایجاد می کنند، یعنی. در یک نقطه منحصر به فرد این چه نوع محیطی است؟ این محیط از ذرات خلاء ماتریس اضافی و ذرات خلاء معمولی تشکیل شده است. ذرات اضافی در این حجم با سرعت نور نسبت به ذرات این حجم حرکت می کنند. خود محیط حجم منفرد با سرعت نور منبسط می شود و این انبساط به سمت پیرامون جهان در حال انقباض هدایت می شود.

بنابراین، فرآیند فروپاشی ماده در جهان قدیم شامل دو فرآیند است. اولین فرآیند سقوط ماده کیهان قدیمی به مرکز ثقل با سرعت نور است. فرآیند دوم، انبساط حجم منفرد، همچنین با سرعت نور، به سمت ماده در حال سقوط کیهان قدیمی است. این فرآیندها تقریباً به طور همزمان رخ می دهند.

برنج. 9.5.یک جهان در حال توسعه جدید در فضای یک حجم منفرد منبسط شده: 1 - محیط خلاء ماتریسی. 2 - بقایای مواد ذرات بنیادی که به سمت مرکز می ریزند. 3 - تابش گاما 4 - حداکثر حجم منفرد بر حسب جرم. 5 - شعاع حداکثر منبسط شده جهان

پایان فرآیند سقوط ماده کیهان قدیم به محیط یک حجم منفرد باعث آغاز روند پیدایش ماده جهان جوان جدید می شود (شکل 5.9). ذرات بنیادی در حال ظهور محیط خلاء ماتریس سطح حجم منفرد به طور آشفته ای با سرعت اولیه 1/9 سرعت نور پراکنده می شوند.

روند سقوط ماده کیهان قدیم و انبساط حجم منفرد با سرعت نور به سمت یکدیگر هدایت می شود و مسیرهای حرکت آنها باید برابر باشد. بر اساس این پدیده ها، می توان شعاع کامل جهان با حداکثر منبسط شده را تعیین کرد. برابر با دو برابر فاصله پراکندگی ماده تازه پدید آمده با سرعت پراکندگی اولیه 1/9 سرعت نور خواهد بود. این پاسخ به این سوال خواهد بود که چرا توصیفی از فروپاشی گرانشی کیهان لازم است.

پس از ارائه در این نظریه فرآیند پیدایش و تکامل در فضا و زمان کیهان ما، لازم است پارامترهای آن نیز شرح داده شود. این پارامترهای اصلی شامل موارد زیر است:

1. شتاب ماده در حال انبساط جهان را در یک ثانیه تعیین کنید.
2. شعاع کیهان را در لحظه انبساط ماده تعیین کنید.
3. زمان فرآیند انبساط کیهان از آغاز تا پایان انبساط را بر حسب ثانیه تعیین کنید.
4. مساحت کره جرم منبسط شده در کیهان را بر حسب متر مربع تعیین کنید. کیلومتر
5. تعداد ذرات محیط خلاء ماتریسی را که می توان روی ناحیه حداکثر جرم ماده در جهان و انرژی آن قرار داد را تعیین کنید.
6. جرم کیهان را بر حسب تن تعیین کنید.
7. زمان تا پایان انبساط کیهان را تعیین کنید.

ما شتاب ماده در حال فرار جهان، افزایش سرعت عقب نشینی را در یک ثانیه تعیین می کنیم. برای حل این مسئله، از نتایجی استفاده خواهیم کرد که قبلاً توسط آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت عام مشخص شده بود که جهان محدود است. و فریدمن گفت که جهان در حال انبساط است و سپس منقبض خواهد شد، علم با کمک تلسکوپ های رادیویی به مدت پانزده میلیارد سال نوری به ورطه کیهان نفوذ کرده است. بر اساس این داده ها می توان به سوالات مطرح شده پاسخ داد.

از سینماتیک شناخته شده است:

اس = V 0 – در 2 /2,

کجا V 0 سرعت اولیه انبساط ماده کیهان است و طبق این نظریه برابر با یک نهم سرعت نور است. 33333 کیلومتر بر ثانیه

اس = Vt – در 2 /2,

کجا V 0 – سرعت اولیه؛ اس– فاصله مسیر که برابر با مسیر نور بیش از پانزده میلیارد سال در کیلومتر است، برابر است با 141912·10 18 کیلومتر (این مسیر برابر است با فاصله ماده در حال عقب نشینی کیهان تا لحظه حال. ) تی– زمان برابر با 15·10 9 سال، در ثانیه – 47304·10 13.

تعیین شتاب:

الف = 2 (اس – V 0 · تی) 2 / تی= 2 / 5637296423700 کیلومتر بر ثانیه.

بیایید زمان لازم برای انبساط کامل کیهان را محاسبه کنیم:

اس = V 0 · تی + در 2 /2.

در اس = 0:

V 0 · تی + در 2 /2 = 0.

تی= 29792813202 سال

باقی مانده تا پایان توسعه:

تی– 15 10 9 = 14792913202 سال.

ما فاصله ماده در حال انبساط جهان را از ابتدای انبساط تا پایان انبساط تعیین می کنیم.

در معادله:

اس = V 0 · تی + در 2 /2

موضوع سرعت رکود V 0 = 0، سپس

اس = V 0 2 / 2الف= 15669313319741·10 9 کیلومتر.

همانطور که قبلاً اشاره شد، لحظه توقف افزایش جرم حجم منفرد با لحظه پایان فشرده سازی کیهان قدیمی منطبق است. یعنی وجود یک حجم منفرد تقریباً با زمان انبساط ماده همزمان خواهد شد:

اس = V 0 · تی

از دیدگاه ماتریالیسم دیالکتیکی، چنین برمی‌آید که اگر برای یک پدیده طبیعی پایانی حاصل شود، این آغاز پدیده طبیعی دیگر است. این سؤال به طور طبیعی مطرح می شود: پراکندگی ماده تازه پدید آمده از جهان جوان جدید از کجا شروع می شود؟

در این نظریه، شتاب تعریف شده است، یعنی. افزایش سرعت ماده در حال فرار از کیهان زمان حداکثر و کامل انبساط کیهان نیز مشخص شده است، یعنی. به سرعت صفر ماده روند تغییر در ماده در حال عقب نشینی کیهان توضیح داده شده است. در مرحله بعد، فرآیند فیزیکی فروپاشی ماده کیهان مطرح شد.

بر اساس محاسبه در این نظریه، شعاع واقعی جهان به حداکثر منبسط شده از دو مسیر تشکیل شده است، یعنی. شعاع حجم منفرد و مسیر ماده فراری از کیهان (شکل 5.9).

بر اساس این نظریه، ماده محیط خلاء ماتریسی از ذرات محیط خلاء تشکیل می شود. برای تشکیل این ماده انرژی صرف شد. جرم الکترون یکی از اشکال ماده در محیط خلاء است. برای تعیین پارامترهای کیهان، لازم است کوچکترین جرم، یعنی. جرم یک ذره از محیط خلاء ماتریسی.

جرم الکترون عبارت است از:

م e = 9.1·10 -31 کیلوگرم.

در این نظریه، الکترون از ذرات بنیادی ماده در محیط خلاء ماتریس تشکیل شده است، یعنی. کوانتوم ابتدایی عمل:

م el = ساعت · n.

بر این اساس، می توان تعداد ذرات اضافی محیط خلاء ماتریسی را که در ساختار جرم الکترون گنجانده شده است، تعیین کرد:

9.1 10 –31 کیلوگرم = 6.626 10 –34 J s n,

کجا n- تعداد ذرات اضافی محیط خلاء ماتریس موجود در ساختار جرم الکترون.

اجازه دهید J·s و کیلوگرم را در سمت چپ و راست معادله کاهش دهیم، زیرا جرم اولیه یک ماده نشان دهنده میزان حرکت است:

ن= 9.1 · 10 -31 / 6.626 · 10 -34 = 1373.

اجازه دهید تعداد ذرات محیط خلاء ماتریسی را در یک گرم جرم تعیین کنیم.

م el / 1373 = 1 گرم / ک,

کجا ک– تعداد ذرات محیط خلاء در یک گرم.

ک = 1373 / م el = 1.5 10 30

تعداد ذرات خلاء در جرم یک تن ماده:

متر = ک· 10 6 = 1.5 · 10 36.

این جرم شامل 1/9 پالس های محیط خلاء است. این تعداد تکانه های اولیه در جرم یک تن ماده است:

ن = متر/ 9 = 1.7 10 35.

V e = 4π r 3 / 3 = 91.0 10 -39 سانتی متر 3،

کجا rشعاع الکترونی کلاسیک است.

اجازه دهید حجم یک ذره را در محیط خلاء ماتریسی تعیین کنیم:

V m.v. = V e / 9π = 7.4·10 -42 سانتی متر.

چگونه می توانیم شعاع و سطح مقطع یک ذره را در محیط خلاء ماتریسی پیدا کنیم:

آر m.v. = (3 V m.v. / 4π) 1/3 = 1.2·10 -14 سانتی متر.

اس m.v. = π آر m.v. = 4.5·10 –38 کیلومتر مربع.

بنابراین، برای تعیین مقدار انرژی موجود در حجم غیرقابل مقاومت یک گیرنده، باید مساحت سطح این گیرنده را محاسبه کرد، یعنی. منطقه ای از جهان با حداکثر انبساط

اس pl. = 4π آر 2 = 123206365 10 38 کیلومتر 2.

اجازه دهید تعداد ذرات محیط خلاء ماتریسی را تعیین کنیم که می توانند در ناحیه کره جرم حداکثر منبسط شده در جهان قرار بگیرند. برای این شما به یک مقدار نیاز دارید اس pl. مساحت تقسیم بر سطح مقطع ذره خلاء ماتریس:

زدر = اس pl. / اس= 2.7·10 83.

بر اساس این نظریه، برای تشکیل یک ذره بنیادی ماده در محیط خلاء ماتریسی، انرژی دو تکانه بنیادی مورد نیاز است. انرژی یک تکانه ابتدایی به تشکیل یک ذره از ماده بنیادی در محیط خلاء ماتریس می رود و انرژی تکانه اولیه دیگر به این ذره ماده سرعت حرکت در محیط خلاء برابر با یک نهم سرعت می دهد. نور، یعنی 33333 کیلومتر بر ثانیه

بنابراین، تشکیل کل جرم ماده در جهان به نصف تعداد ذرات محیط خلاء ماتریکس نیاز دارد که حداکثر جرم منبسط شده آن را در یک لایه پر می کند:

ک = ز in / 2 = 1.35 10 83.

برای تعیین یکی از پارامترهای اساسی کیهان، یعنی. جرم بر حسب تن یا ماده یک محیط خلاء، باید نصف تعداد تکانه های اولیه آن را بر تعداد تکانه های اولیه ای که در یک تن ماده محیط خلاء وجود دارد تقسیم کرد.

م = ک / ن= 0.8 10 48 تن

تعداد ذرات محیط خلاء که مساحت کره جرم حداکثر منبسط شده در جهان را در یک لایه پر می کند. و طبق اصل گیرنده که در این نظریه اتخاذ شده است. این تعداد ذرات نشان دهنده تعداد تکانه های اولیه ای است که جرم ماده را تشکیل می دهند و در ساختار کیهان گنجانده شده اند. این تعداد تکانه های اولیه، انرژی جهان را تشکیل می دهد که توسط کل جرم ماده ایجاد شده است. این انرژی برابر است با تعداد تکانه های اولیه محیط ضرب در سرعت نور.

دبلیو = زدر s = 2.4 10 60 کیلوگرم متر بر ثانیه

بعد از مطالب فوق ممکن است سوالی پیش بیاید. ماهیت انبساط و انقباض جهان ما چیست؟

پس از تعیین پارامترهای اساسی جهان: شعاع، جرم، زمان انبساط و انرژی آن. توجه به این نکته ضروری است که جهان با حداکثر انبساط با ماده در حال عقب نشینی خود، یعنی. با انرژی خود، در محیط خلاء از طریق انبساط نیرومند ذرات در محیط خلاء ماتریس، فشرده سازی این ذرات به حجمی برابر با حجم کل ماده جهان است. و در نتیجه این انرژی که طبیعت تعیین کرده بود صرف این کار شد. با توجه به اصل "دریافت کننده بزرگ" پذیرفته شده در این نظریه و خاصیت ارتجاعی طبیعی محیط خلاء، روند انبساط کیهان را می توان به صورت زیر فرموله کرد.

در لحظه پایان انبساط، ذرات کره منبسط شده با ذرات محیط خلاء که این کره را احاطه کرده اند، گشتاورهای دافعه ای برابر به دست می آورند. این دلیل پایان انبساط کیهان است. اما پوسته محصور محیط خلاء از نظر حجم بزرگتر از پوسته بیرونی کره کیهان است. این بدیهیات نیازی به اثبات ندارد. در این نظریه، ذرات محیط خلاء ماتریسی دارای انرژی داخلی برابر با 6.626·10-27 erg·s هستند. یا همین مقدار حرکت. از نابرابری در حجم ها، نابرابری در کمیت های حرکت به وجود می آید، یعنی. بین کره کیهان و محیط خلاء برابری لحظات دافعه بین ذرات، کره حداکثر منبسط شده کیهان و ذرات محیط خلاء ماتریسی که این کره را احاطه کرده اند، انبساط کیهان را متوقف کرد. این برابری برای یک لحظه ادامه دارد. سپس این ماده جهان به سرعت شروع به افزایش سرعت می کند، اما در جهت مخالف، یعنی. به مرکز ثقل کیهان فشرده سازی ماده پاسخی از محیط خلاء است. بر اساس این نظریه، پاسخ محیط خلاء ماتریسی برابر با سرعت مطلق نور است.

دیگر امکان تشخیص ذرات بنیادی جدید وجود نخواهد داشت. همچنین، یک سناریوی جایگزین به ما اجازه می دهد تا مشکل سلسله مراتب توده را حل کنیم. این مطالعه در وب سایت arXiv.org منتشر شده است.

این نظریه Nnaturalness نام داشت. پس از جداسازی برهمکنش های الکترومغناطیسی و ضعیف، در مقیاس های انرژی از مرتبه برهمکنش الکتروضعیف تعیین می شود. این حدود ده تا منهای سی و دو - ده تا منهای دوازدهم ثانیه پس از انفجار بزرگ بود. سپس، به گفته نویسندگان مفهوم جدید، یک ذره بنیادی فرضی در جهان وجود داشت - rechiton (یا reheaton، از reheaton انگلیسی)، که فروپاشی آن منجر به شکل گیری فیزیک مشاهده شده امروز شد.

همانطور که جهان سردتر شد (دمای ماده و تشعشع کاهش یافت) و صاف تر (هندسه فضا به اقلیدسی نزدیک شد)، ریشیتون به بسیاری از ذرات دیگر تجزیه شد. آنها گروه هایی از ذرات را تشکیل دادند که تقریباً با یکدیگر برهمکنش نداشتند، تقریباً از نظر گونه ها یکسان بودند، اما در جرم بوزون هیگز و بنابراین در جرم خود متفاوت بودند.

تعداد چنین گروه هایی از ذرات که به گفته دانشمندان در کیهان مدرن وجود دارند به چند هزار تریلیون می رسد. یکی از این خانواده ها شامل فیزیک توصیف شده توسط مدل استاندارد (SM) و ذرات و فعل و انفعالات مشاهده شده در آزمایشات در LHC است. نظریه جدید این امکان را فراهم می کند که ابرتقارن را که مردم هنوز در تلاش برای یافتن آن بدون موفقیت هستند کنار بگذاریم و مشکل سلسله مراتب ذرات را حل می کند.

به طور خاص، اگر جرم بوزون هیگز که در نتیجه فروپاشی ریکیتون تشکیل شده است کوچک باشد، جرم ذرات باقی مانده بزرگ خواهد بود و بالعکس. این همان چیزی است که مشکل سلسله مراتب ضعیف الکترومغناطیسی مرتبط با شکاف بزرگ بین توده‌های ذرات بنیادی مشاهده‌شده تجربی و مقیاس‌های انرژی کیهان اولیه را حل می‌کند. به عنوان مثال، این سوال که چرا یک الکترون با جرم 0.5 مگا الکترون ولت تقریباً 200 برابر سبکتر از یک میون با اعداد کوانتومی یکسان است به خودی خود ناپدید می شود - در جهان دقیقاً همان مجموعه ای از ذرات وجود دارد که این تفاوت چندان واضح نیست. .

بر اساس نظریه جدید، بوزون هیگز مشاهده شده در آزمایشات LHC سبک ترین ذره از این نوع است که در نتیجه فروپاشی ریکیتون به وجود آمده است. مرتبط با بوزون های سنگین تر، گروه های دیگری از ذرات هنوز کشف نشده هستند - آنالوگ های لپتون های کشف شده و به خوبی مطالعه شده در حال حاضر (که در برهم کنش قوی دخیل نیستند) و هادرون ها (شرکت کننده در برهم کنش قوی).

تئوری جدید، معرفی ابرتقارن را لغو نمی کند، بلکه ضرورت آن را کمتر می کند، که فرض می کند تعداد ذرات بنیادی شناخته شده دو برابر می شود (حداقل) به دلیل وجود ابر شرکا. به عنوان مثال، برای یک فوتون - فوتینو، کوارک - اسکوارک، هیگز - هیگزینو، و غیره. اسپین ابر شریک ها باید نیمی از عدد صحیح با اسپین ذره اصلی متفاوت باشد.

از نظر ریاضی، یک ذره و یک ابر ذره در یک سیستم (ابر چندگانه) ترکیب می شوند. همه پارامترهای کوانتومی و جرم ذرات و شرکای آنها در ابر تقارن دقیق منطبق هستند. اعتقاد بر این است که در طبیعت ابرتقارن شکسته شده است و بنابراین جرم ابر شرکا به طور قابل توجهی از جرم ذرات آنها بیشتر است. برای تشخیص ذرات فوق متقارن، شتاب دهنده های قدرتمندی مانند LHC مورد نیاز بود.

اگر ابر تقارن یا هر ذره یا فعل و انفعال جدیدی وجود داشته باشد، به گفته نویسندگان مطالعه جدید، می توان آنها را در مقیاس های ده ترالکترون ولت کشف کرد. این تقریباً در حد توانایی های LHC است و اگر نظریه ارائه شده درست باشد، کشف ذرات جدید در آنجا بسیار بعید است.

تصویر: arXiv.org

سیگنالی نزدیک به 750 گیگاالکترون ولت، که می تواند نشان دهنده فروپاشی یک ذره سنگین به دو فوتون پرتو گاما باشد، همانطور که دانشمندان همکاری CMS (سلونوئید میون فشرده) و ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) در LHC در سال 2015 و 2016 گزارش دادند. ، نویز آماری شناسایی شد. پس از سال 2012، زمانی که در مورد کشف بوزون هیگز در سرن مشخص شد، هیچ ذره بنیادی جدیدی که توسط گسترش های SM پیش بینی شده بود، شناسایی نشد.

نیما ارکانی حامد دانشمند ایرانی الاصل کانادایی و آمریکایی که نظریه جدیدی را ارائه کرد، در سال 2012 جایزه فیزیک بنیادی را دریافت کرد. این جایزه در همان سال توسط تاجر روسی یوری میلنر تأسیس شد.

بنابراین، ظهور نظریه هایی که در آنها نیاز به ابرتقارن از بین می رود، انتظار می رود. نویسنده اصلی این مطالعه جدید گفت: «تئوریسین‌های زیادی از جمله خود من هستند که معتقدند این زمان بسیار منحصربه‌فردی است که در آن به سؤالاتی مهم و سیستمی می‌پردازیم، نه درباره جزئیات یک ذره بنیادی». ، فیزیکدان دانشگاه پرینستون (ایالات متحده آمریکا).

همه در خوش بینی او شریک نیستند. بنابراین، مت استراسلر فیزیکدان از دانشگاه هاروارد معتقد است که مبنای ریاضی نظریه جدید دور از ذهن است. در همین حال، پدی فاکس از آزمایشگاه شتاب دهنده ملی انریکو فرمی در باتاویا (ایالات متحده آمریکا) معتقد است که این نظریه جدید می تواند در ده سال آینده آزمایش شود. به نظر او، ذراتی که در یک گروه با هر بوزون سنگین هیگز تشکیل شده اند، باید آثار خود را در تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی به جا بگذارند - تابش مایکروویو باستانی پیش بینی شده توسط نظریه بیگ بنگ.