Является ли наше понимание Вселенной ошибочным? Астрофизик Пол Саттер и ведущий Джон Майкл Годье обсуждают пределы современной физики, загадку «до Большого взрыва» и кризис в поисках темной материи. В центре внимания — причины, по которым Общая теория относительности может нуждаться в обновлении, и почему отсутствие результатов на Большом адронном коллайдере (БАК) само по себе является важным научным открытием.
🌌 За пределами Большого взрыва: что было «до»? 0:57
Вопрос о том, что происходило до Большого взрыва, остается одной из самых больших загадок современной науки. По мнению Пола Саттера, в отличие от вопроса о «крае Вселенной», на который у физиков есть четкий математический ответ , вопрос о времени до начала расширения пока не имеет однозначной трактовки.
- Проблема сингулярности: При попытке заглянуть в прошлое дальше, чем на 10 в минус 35-й или 40-й степени секунды, Вселенная оказывается в экстремальном состоянии .
- Отсутствие единой теории: В этот момент гравитация и другие фундаментальные силы должны описываться единой теорией, которой у человечества пока нет .
- Распад понятий: Пол Саттер предполагает, что на таких масштабах наши привычные концепции пространства и времени могут просто перестать работать . Возможно, самого понятия «до» не существовало, или оно не имеет физического смысла из-за отсутствия наблюдаемых последствий .
🧠 Эйнштейн и его «величайшая ошибка» 3:41
Джон Майкл Годье и Пол Саттер затронули историю создания Общей теории относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна. Саттер подчеркнул, что ОТО остается фундаментом нашего понимания инфляции Вселенной, поскольку она связывает геометрию пространства-времени с его содержимым .
Интересные факты об открытии:
- Эйнштейн изначально считал, что Вселенная статична .
- Его собственные уравнения показывали, что Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься .
- Чтобы сохранить модель статичной Вселенной, он ввел космологическую постоянную .
- После того как Эдвин Хаббл доказал расширение Вселенной, Эйнштейн назвал введение этой константы своей «величайшей ошибкой», так как он мог предсказать расширение теоретически еще до его обнаружения .
🧪 Кризис современной физики и поиски новой теории 7:04
Пол Саттер считает, что наука сейчас находится на очередном плато или «куспе» (переломном моменте) . Мы достигли предела понимания, используя текущие модели, которые не могут объяснить природу темной энергии или объединить гравитацию с квантовой механикой .
Ситуация в современных исследованиях:
- Большой адронный коллайдер (БАК): Саттер отмечает «неудачу» БАК в плане поиска новой физики. Кроме бозона Хиггса, коллайдер не обнаружил никаких новых частиц .
- Исключение моделей: Отсутствие новых сигналов на БАК и отсутствие регистрации частиц темной материи («вимпов») детекторами, работающими круглосуточно, позволяет ученым исключать целые пласты теоретических моделей .
- Темная материя: Самые простые и вероятные кандидаты на роль частиц темной материи (WIMPs) уже практически исключены результатами БАК .
🛰 Теории модифицированной гравитации против реальности 12:40
Ведущий поинтересовался, не может ли проблема темной материи быть просто следствием нашего неправильного понимания гравитации. Саттер признает, что идеи «модифицированной гравитации» существуют, но они сталкиваются с серьезным препятствием .
- Скорость гравитации: Согласно ОТО, гравитация распространяется со скоростью света. Большинство теорий модифицированной гравитации предсказывают другую скорость .
- Событие слияния нейтронных звезд: Наблюдение за слиянием нейтронных звезд, сделанное недавно (в контексте даты записи), стало решающим. Вспышка света и гравитационная волна прибыли к Земле практически одновременно . Это единственное наблюдение фактически опровергло почти все существующие теории модифицированной гравитации .
В завершение беседы Пол Саттер отметил, что мы, скорее всего, всё еще понимаем гравитацию не до конца, и решение придет не в виде «очередного супергения-одиночки», а через кропотливую работу сотен ученых на протяжении поколений, как это было с развитием квантовой теории .
