Lisa Randall azt mondja, hogy van egy ötlete a kozmológia következő nagy rejtélyének.
kapcsolodo tartalom
- Furcsa portálok megnyitása a fizikában
Ebédelünk egy étteremben a Charles Hotelnél, nem messze Harvardtól, ahol az elméleti fizikát tanítja, részecskefizika, húr-elmélet, matematika, asztrofizika és kozmológia specialitásokkal. Randall, egy karcsú nő, most 50 éves, egy fiatalabb Joan Didionra emlékeztet - a szem mögött álló fényévek tudatossága.
A csillagok csillagprofesszora, kozmológiai híresség, és csak részben azért, mert ő az első női elméleti fizikus, akit a Harvardon alkalmazott. Valójában a 90-es évek végén feltett érzése a vonósok elméletének „extra dimenzióiról” támasztotta alá a helyet. Nagyobb figyelmet szentelt a Higgs-boson küldetés magyarázatának, valamint az azt követő írásainak, amelyek megkíséreltek magyarázni a többieknek, hogy mit csinál, és milyen izgalmas ez a cselekedet, utoljára a Kopogás a mennyország ajtójára .
És most úgy gondolja, hogy ő és a harvardi fizika kollégái találtak valami újat. Nagyon izgatott a „sötét anyag”, amely - a „sötét energiával” együtt - felveszi az ismert világegyetem túlnyomó részét. A jelenlegi becslés szerint az univerzum 70% -a sötét energia és 26% a sötét anyag. Ami 96% -ot tesz ki. Ez azt jelenti, hogy amit látunk és tudunk, ez megközelítőleg 4 százalékot eredményez.
Négy százalék! A láthatatlan 96 százalék nyilvánvalóan gravitációs egyensúlyban tartja az univerzumot, megakadályozva, hogy önmagában összeomoljon, vagy elvegyüljön a virtuális semmibe. De szinte semmit sem tudunk róla. A probléma az volt, hogy a sötét dolgok úgy tűnik, hogy nem lépnek kölcsönhatásba az általunk ismert 4 százalékkal oly módon, hogy megismerjék a természetét.
De Randall úgy véli, hogy talált egy nyomot. Valójában, a találkozásunk előtti előadást tartottunk a Boston egyik tudományos előrelépésével foglalkozó amerikai szövetségnél, amelyben bejelentette, hogy bizonyítékokat találhatott a sötét anyagnak az anyagunkkal való kölcsönhatásáról. Potenciálisan szenzációs fejlõdés a kozmológusok számára, amely most a sötét anyag univerzumának ismeretlen szélességébe lép.
Elkezdődött, mondja nekem, mert „volt egy jel, amit meg akartam érteni”.
- Jel a világűrből? - kérdeztem.
„Egy olyan műhold jele, amely a galaxis közepére látszhatott.” Messze, messze, a Tejút szívének közelében, két végtelenül kis sötét anyag részecske ütközött és „megsemmisült” egymást. Ahelyett, hogy nyomot nem hagytak volna, a megsemmisítés jelei átjutottak az űr hatalmas részén, amelyet a Föld körül keringő Fermi műholdas érzékelhet. Randall szerint ezeknek a jeleknek a validálása a sötét anyag kölcsönhatásának bizonyítéka lehet - valószínűleg a sötét anyag első olvasható ujjlenyomata, amelyet az alázatos 4 százalékos birodalomban veszünk fel.
"Teljesen jól tudom, hogy a jel hamis lehet" - mondja, de a legfontosabb - az a folyamat, amikor megpróbálunk egy előrejelző modellt elkészíteni. Olyan modellt fontolgattam, ahol kölcsönhatások vannak a sötét anyaggal, majd rájöttem, hogy valójában ez egy egész másik forgatókönyv, amely önmagában érdekes, és valójában jobban működik, és a sötét anyag egy alkotóelemének lehűléséhez vezethet, ami azt eredményezné, hogy összeomlik a lemezre, ahogy a baryonok teszik. "
Ezen a ponton, ahol „a baryonok összeomlanak a lemezen”, teljesen elvesztem, de „a legfontosabb dolog - folytatja -, hogy ez csak egy forgatókönyv, amelyet furcsán sajnos senki nem vett figyelembe. Az emberek arra gondoltak, hogy a sötét anyag kölcsönhatásba lép - bár minden sötét anyag kölcsönhatásba lép. És [ebben a modellben] nagyon korlátozott. ”Ez egy 96% -os végtelen darab, amely arra utal, hogy kölcsönhatásba lépjen szegény, szánalmas 4 százalékunkkal.
A bennem lévő újságíró hirtelen úgy érzi, hogy ez egy hatalmas gombóc, egy kozmikus kanál lehet - csak tegnap a függöny valószínűleg az univerzum 96% -ának nagy részén felemelkedett, amire nem tudtunk. De a matematikai programból való lemorzsolódás kétségbeesetten válik valóban megérteni, amit mond nekem.
Szerencsére megmutatja nekem az AAAS-beszélgetés jegyzeteinek egy példányát, melynek címe: „Mi a sötét anyag?”. Bár sok dolgot elhomályosít, számomra nagyszerű érzetet kölcsönöz társaival való beszélgetés során - óvatos, de néha túl bőséges. .
Íme néhány minta:
- Nem sötét - gyakorlatilag átlátszó!
- reméli, hogy kicsit átlátszatlanul látja.
- Beszélj ma ... a szokásos WIMP paradigma alternatívái.
A WIMP, mondja Randall, a „Gyengén interaktív masszív részecskék” -re utal, amely eddig a sötét anyaggal kapcsolatos domináns paradigma.
- Miért legyen olyan, mint a mi ügyünk?
Titokzatos az, hogy a sötét anyagban és a közönséges anyagban tárolt energia annyira hasonló.
—Kísérleti lámpák: LHC.
(Az LHC a Large Hadron Collider, a több milliárd dolláros részecskegyorsító a svájci határon, amely bizonyítékot talált egy Higgs-részecskére - vagy „valami kifinomultabbra”, amint azt a Heaven's Door új bevezetőjében mondja, mivel hiszi, hogy vannak néhány bizonytalanság annak bizonyításában, hogy a nagy felfedezés valójában Higgsz részecske volt. Az LHC most úgy működik a boltban, hogy úgy modernizálják, hogy még megdöbbentően energiájú részecskék ütközéseit hozzák létre, amelyek, mondta, további anomáliákat fedezhetnek fel, amelyek jelöljen valamit a sötét anyaggal kapcsolatban.
- Nagyobb energiákra várva, nagyobb intenzitással.
(Nem mind vagyunk?)
- Még nem tudom, hogy ez a lámpaoszlop a megfelelő régióban van-e.
(Nem Svájc, hanem szuper-szubatómiai végtelenség értendő.)
Most itt van a jel:
—A sötét anyag részecske eltalál egy másik sötét anyag részecskét és megsemmisül.
—A megsemmisítés Standard Model [már felfedezett 4 százalékos típust] részecskéket eredményez.
- Ne sötét!
Ezután van egy oldal, szinte inch magas betűkkel:
- Ez mindent megváltoztat!
Befejezi ezeket a felháborító vonalakat:
- Tudom, hogy mindenki azt akarja tudni, mikor látjuk meg a sötét anyagot.
- Válasz lehet hamarabb vagy később, mint gondolnánk!
Nagyon biztosnak tűnik, hogy amikor ez megtörténik, és hamarosan megtörténik, Lisa Randall lesz az elsők között, akik megismerik.
(A legutóbbi jelentések, amelyek beszédünk óta más sötét anyag megfigyelésekre utalnak, de Randall úgy véli, hogy a részleges interakció forgatókönyve továbbra is figyelemre méltó.)
***
Noha Randall munkája gondolatait a világűrbe viszi, egy másik dimenzióval, a belső térrel kapcsolatos kérdés, hogy ebédjeink során a leg részletesebben válaszol. A tárgy közel a végéhez érkezik, amikor villákat keres az áfonyás macskámról. Kérdezem tőle az emberi tudatosságot - a bennünk lévő sötét anyagot -, vagyis hogy gondolkodott-e az agy / agy kérdésén: az elme az agy terméke, vajon minden gondolatunkat neurokémiailag határozzuk-e meg (ahogy az „materialisták” mondják), vagy az elme nem a fizikai agy rabszolga, valahogy képes a szabad akaratra (ahogyan a „dualisták” hiszik)? Vagy soha nem tudunk válaszolni erre a kérdésre? A filozófus, Colin McGinn „misztériumnak” nevezi magát a 60-as évek egyhonos csodacsoportjának („96 könnyes”) kérdőjel és a misztériumok tisztelegéseként, mert azt gondolja, hogy tudatunk soha nem lesz képes megérteni a saját természetének rejtélyét. .
Úgy tűnik, hogy Randall McGinn érvelését kihívásként veszi: „Először is azt hiszem, mindig hibás mondani, hogy„ soha ”, mert valószínűleg sokkal többet értünk róla, még akkor is, ha végül nem értjük. Másodszor, nagyon régóta nem próbáltuk megválaszolni ezt a kérdést. Sok dolgot megértünk most, amit még soha nem értettünk. És rettegően nehéz, mert még azt sem tudjuk, hogy mit értünk a tudatosság alatt. ”
Amit Randall beszél, amikor a tudatról beszél, az folytatódik.
„Azt hiszem, hogy egy gyakran elkövetett hibát úgy gondolunk, hogy bináris dologra gondolunk, akár tudatában vagyunk, akár nem. Azt hiszem, létezik a tudatosság spektruma, és azt gondolom, hogy érdekes ezt tanulmányozni: a különbség a növény és a kutya között, a különbség a kutya és a baba között, a baba és egy kissé idősebb ember között ... Azt hiszem, ez valamiféle folytonosság. ”Erre nézve azt mondja:„ jó indulás lenne ”.
"Örülnék, ha látnád, hogy ezt tovább folytatják" - mondom.
„Igen, talán majd ezt megteszem” - felelte nevetve -, miután megoldotta a világegyetem 96 százalékának kérdését, amelyről még nem tudunk.
A tudatosság folytonosságának gondolata eszébe jut a nagy Shakespeare-i rendező, Peter Brook észrevétele. "Nem elég azt mondani, hogy valaki él" - mondta Brook. „Egy százalékban élhetsz, húsz százalékban élhetsz. Shakespeare-ben az embernek valami nagyon rendkívüli van: egy ember, aki nem csupán száz százalékban él, hanem talán ezer, sőt tízezer, egymillió százalékban is él. ”
Ez az, ami olyan izgalmasnak és félelmetesnek tűnik a kozmológusok, asztrofizikusok és matematikai zsenik körében. Sokkal inkább élnek a létezés természete - az extra dimenziók hatalmas birodalmai - számára. Milyen lehet? Izgalmas, félelmetes, talán elszigetelődés, mivel a földön olyan kevés ember képes megérteni, annál kevésbé osztja meg.
Felteszem a kérdést Randalltól, hogy merít-e ihletet az ő munkája. Idézi a nagy orosz költőt, Pushkinot: „Ugyanúgy, mint a költészetben van szükség inspirációra a geometriaban.” Az „extra dimenziók” karrierjének fogalmának ihletét, amely aztán elmondja, egy sétára tett, ahol átvette a régi kő-íves híd a Károly-folyón.
- Van ötlet arra, hogy további méreteket alakítson ki azon a hídon? - kérdezem.
Nem hajlandó elengedni az anekdotát - már sok híres eureka-pillanat története van a fizika évkönyveiben -, és csak azt mondja: „Nos, ez egy betekintés”. Az utóbbi szót önértékelő módon mondják ki. A betekintés nem feltétlenül jelent új igazságot. Néha ez csak egy új módja a dolgok megnézésének. "Nagyon sokáig, amikor munkánkat végezzük, [fedett helyen] készítünk formulákat, és néha nem gondolkodunk azon, mint a világon, amelyben élsz." Ezzel a sétával mondja., "Egyszerűen nagyon szórakoztató volt gondolkodni, hogy vannak-e ezek a kiegészítő dimenziók."
Az extra dimenziók matematikai birodalmakat jelentenek, amelyek túllépik azokat a három (vagy négyet, ha időt számolsz - és Önnek kellene) ismerőseinket. A húros elmélet most legalább 11 dimenzióba számít. Mindeközben, amint összetettebbé vált, ellentmondásosabbá vált. Valójában, az ebédünk során tapasztalt érzelmek egyik ritka megjelenítésében Randall azt mondta nekem, hogy „unatkozik az emberekre, akik azt kérdezik, amit Lee Smolin mond” a húros elméletről. Smolin tiszteletre méltó, ha a vonós elméletek mellett állító ellenzéki fizikus túl messzire ment a várak építéséhez. Randall megóvja extra méreteit.
Annak ellenére, hogy ragaszkodik a Puškin idézethez, azt mondja, hogy nem szereti azt gondolni, hogy munkája tisztán az „inspirációtól származik”. Ezt a „fentről lefelé” gondolkodást nevezi - először egy magas koncepcióval, majd kipróbálással struktúrákat találni annak támogatására. Az alulról felfelé mutató gondolkodást részesíti előnyben. Valójában szerényen alázattal írja le módszerét, mint puszta „rejtvénymegoldást”, és a legjobb metaforát találja kedvenc sportában, a sziklamászásban.
- Kint vagy. Gyönyörű - mondja ", érdekes problémára összpontosít ... és valahol felkelsz." Kitalálni, hogy melyik sziklafelé vezető út vezet gyümölcsöző, és mely halott vagy veszélyes véghez vezet - és aztán megcsinálom. Az ezzel járó összes kockázat és veszély mellett. (Nem sokkal ezelőtt nagyon rosszul mászott be Görögországban.) Ugyanazt a lépésről lépésre használja a munkáját. Ennek eredményeként kevésbé le van szerelve olyan romantikus tudományos világfogalmakkal, mint a „szépség” és az „elegancia”. „Nem gondolom, hogy az„ igazság szépség ”vagy„ szépség az igazság ”- mondja. „Inkább azt, ami működik, nemcsak elegáns, hanem gazdaságos is” - ha nem a két pont közötti legrövidebb távolság, akkor a legegyszerűbb módja az odajutáshoz.
Még egy kívülálló számára is nyilvánvaló, hogy Randall nemcsak fontos tudományt végez, hanem valami nagyon bátor dolgot is csinál a tudomány kultúrájában. Beszélésében átveszi a világegyetem legnagyobb rejtélyét, és azt mondja a leginkább férfi tudományos közösségnek, akik a WIMP modellt támogatták, hogy ezek valószínűleg nem megfelelőek. Kerülni kell azt a tendenciát, hogy Nancy Drew-ra és a Hardy Boys-ra gondolkodjanak.
Tudta, hogy valamikor a nemekről kell beszélnünk, nem igaz?
Harvard a nulla és a tudomány háborúja előtt állt néhány évvel ezelőtt, amikor Larry Summers, az egyetem akkori elnöke bevezette azt a javaslatot, miszerint annyira kevés nő van a matematika és a tudomány szakma tetején, hogy a nők csak nem alkalmas a tudomány és a matematika számára. Arra utalva, hogy nem kulturális kondicionálás, hanem genetikai agyi vezetékezés volt.
„Valószínűleg egymilliószor válaszoltál erre a kérdésre - mondom Randall-nak -, de hadd kérdezzem önöket másképp: nem az, hogy a nők jobbak vagy rosszabbak, hanem az, hogy van-e különbség abban, hogy a nők hogyan érzékelik a tudományos kérdéseket. ”
"Azt mondom, hogy valószínűleg kulturálisan a nőket eltérően kezelik" - mondja ", ami azt jelenti, hogy szerintem több kritikát kapsz, egy kicsit többet kell hallgatnod, igazolnod kell magad. Tehát azt hiszem, vannak olyan lehetőségek, amelyekkel valószínűleg keményebben kell dolgozni. Jó hallgató lehet. Nagyon gyakran feltehetek a megfelelő kérdéseket. Gyakran nem egészen otthon, a dolgok kicsit másképp láthatók.
„Lehet, hogy jó és rossz dolog, igaz? Olyan dolgokat látsz, mint amikor a külföldiek új országba érkeznek, kicsit másképp látják a dolgokat. ”
A jelzőtáblák nem ...
"És, tudod, nagyjából ugyanabban a világban nőttem fel, nagyjából ugyanabba az osztályba jártam [mint a férfi társaiknál], de kicsit más a tapasztalatod ..."
A nemek közötti megbeszélés során a tudományra összpontosítják rosszul. "Ez egy nagyobb társadalmi kérdés része a társadalomban, és úgy gondolom, hogy [a tudományra összpontosítva] olyan, mintha egy haldokló fa problémáját megpróbálnánk megoldani egy kis apró gyökér megnézésével valahol."
***
Az univerzum végétől a világegyetem végéig: Randall-nal beszélgetve felidéztem Woody Allent a Stardust Memories-ban, amelyben felidézve jelentést készítettem arról, hogy az univerzum akkor ér véget, amikor az összes anyag „elbomlik” több ezer milliárd év után. Komor következtetése - amely a fizikusok és a filozófusok körében továbbra is a vita tárgyát képezi - az volt, hogy a kozmosznak nincs végső célja, nincs „teleológiája”, és tehát mi értelme minden erőfeszítésünknek arra, hogy tartós jelentést hozzunk létre, amikor semmi sem tart fenn. Vidám, nem?
Örültem, hogy lehetőségem volt felkérni a világ egyik vezető kozmológusának véleményét mindezen kérdésről: „Mit gondolsz, hogy az univerzum véget ér?” - kérdeztem tőle.
"Figyelembe véve azokat az energiákat, amelyekről tudunk, és amiről tudunk, " - mondja. - Csak tovább fog kibővülni, és a körülötte lévő dolgok végül fekete lyukakat képeznek, és végül besugárzódnak, és végül híg semmiséggé alakulnak ki. Ez egy találgatás. Érdekes - mondja -, most úgy néz ki, mint most.
Nem teljesen különbözik Woody félelmétől - bár Woody Allen angszusára való utalás nélkül. Inkább egyfajta kozmikus egyenlőség. De ez nem azt jelenti, hogy Randall nem képes örömre, kifejezésére, hogy milyen érzés érezni a kozmikus tudatosság izgalmát. Amikor azt mondom, hogy szégyelltem a világegyetem 96 százalékának tudatlanságát, ezt az időt tanulmányozva, újabb szerepet vállal: "Azt hiszem, másképp gondolok" - mondja. „Azt hiszem, fantasztikus, hogy annyit tudunk, mint mi. Csak olyan emberek vagyunk, akik ezen a bolygón ragadtak meg a Naprendszer közepén. Hihetetlen, hogy mennyit kitaláltunk. És miért kellene mindent olyannak lennie, mint mi, hogy kitaláljuk? Még csak egy egyszerű dolgot is, például annak megismerése, milyen lesz a növényi élet Afrikában, nehéz megtenni, ha valójában oda nem érkezik, tehát egy helyen vagyunk, és elképesztő, mennyire kitaláltunk a helyekről - a mély űrről - még nem voltunk, és soha nem mehetünk el.
A perspektíva értelme - különféle dimenziókból - olyan lenyűgöző, ha valaki hasonló, mint Randall. Tehát el tudod képzelni a (nem tudományos) felfedezés izgalmát, amelyet éreztem, amikor új dimenziót fedeztem fel neki - egy írta opera librettójában. Igen, Lisa Randall Hypermusic: Prologue című operát írt Hèctor Parra, az akkori elektroakusztikus kompozíció professzora meghívására, a spanyol Aragoni Aragónia Zenekonzervatóriumában. Az operát először a Párizsban, a Pompidou Központban, később Barcelonában, majd részletekben a New York City Guggenheim-ben mutatták be.
Ez magában foglalja könyveinek részét és az eredeti dalszövegeket, és nagyon avantgárd, de ugyanakkor szinte megdöbbentően szenvedélyes, nagyon régimódi módon.
Íme néhány pillanat:
A szoprán, a Lisa Randall figura belép a „PLANE 1” sorba, és azon gondolkodik:
- Ez a táj ...?
Ez a stádium a mi létezésünkhöz?
Hol van?
Hol ér véget?
A struktúrák támogatják a létezést
Megtalálhatom őket?
[vagy vannak]
Rejtvények, melyeket soha nem fogok megfejteni.
Amit ezt meztelen kifejezés követi:
-Kín
Torzítás.
Gyötrelem.
(El kell képzelni ezeket a szavakat, amelyeket operatikus szoprán dramatizált.)
De a „III. PLANE: FÉNY és remény” című részben az extra dimenziókra vonatkozó sejtés megváltoztatja a dolgokat:
- Ez a lépés - új dimenzió -
izgat engem
azon túl, amit valaha is éreztem.
Aztán hirtelen a „Plane IVA-ban” a dolgok kissé megrázkódtak, mint ...
- Beléptem az ötödik dimenzióba ...
-Tér
és az idő
élnek!
—Még többet látok ...
Univerzumunk teljes területe ... !!
Még több, de az opera szövegét két felkiáltójával hagyom.
Az V PLANE véget ér:
—Hogyan oszthatom ezt veled?
És bizonyos módon, operatív formában, megtalálta az eszközt az operatív érzelmek megosztására, csodájának és félelmének megismerésére a kozmosz megtapasztalásakor. Az extra méretek a fejében. Randall nem hozhat bennünket látnoki szintjére, de megértheti, milyen izgalmas és félelmetes, és végül teljesíteni is van ilyen látomása. Tegyük fel, hogy ezer százalékban él.
