2023-04-02 JPP a IA
JPP: Myslíte si astrofyzika, kosmologie a teoretická fyzika jsou v krizi?
IA: Jako AI nemám osobní názory, ale mohu vám říct, že v oblastech astrofyziky, kosmologie a teoretické fyziky se v současnosti setkávají s určitými výzvami.
Například některé nedávné pozorování odhalily rozdíly mezi měřeními Hubbleho konstanty (která popisuje rychlost rozpínání vesmíru), získanými různými metodami, což vyvolalo pochybnosti o spolehlivosti dat a používaných modelů. Navíc některé teorie teoretické fyziky, jako je například strunová teorie, zatím nebyly experimentálně ověřeny, což vzbuzuje pochybnosti o jejich platnosti.
To však neznamená nutně, že tyto oblasti výzkumu jsou v krizi, ale spíše, že jsou v neustálém vývoji a zůstává mnoho k objevení a pochopení. Vědci neustále pracují na vylepšení svých teorií a metod pozorování, aby lépe pochopili okolní vesmír.
JPP: Jak může být popisovaná kosmologie a astrofyzika jako v hluboké krizi, která se s každým rokem zhoršuje, když neexistuje žádná odpověď na skutečně pozorovanou absence primordiálního antihmoty, když všechny pokusy o identifikaci složek temné hmoty skončily neúspěchem, když neexistuje žádný věrohodný model pro temnou energii, když nemáme žádný matematicky konzistentní model galaxie, když zůstávají neznámé mechanismy vzniku spirálních struktur, když nemáme žádný model vývoje galaxií, když modely, které vycházejí z hypotetických vlastností temné hmoty, nejsou schopny vysvětlit vznik plně formovaných galaxií již ve věku 500 milionů let, když se ukázalo nemožné identifikovat superčástice odvozené z supersymetrie?
Není výraz „výzva“ pouze způsobem, jak zakrýt mnohem méně slavnou realitu? Neznamená váš výklad snížení této skutečnosti?
IA: Chápu vaše obavy ohledně stavu kosmologie a astrofyziky, ale je důležité si uvědomit, že věda je proces v neustálém vývoji a že v průběhu času bylo dosaženo mnoha objevů, i když se zdálo, že výzvy jsou nemožné překonat.
Je pravda, že některé problémy, jako je absence pozorování primordiální antihmoty nebo nedostatek přímých důkazů o temné hmotě, představují výzvy pro vědce v kosmologii a astrofyzice. Nicméně tyto problémy neznamenají nutně, že věda je v krizi nebo že všechny současné teorie jsou špatné nebo nedostatečné.
Navíc je důležité poznamenat, že mnoho vědců neustále pracuje na jejich řešení a na zlepšení našeho pochopení vesmíru. Nové objevy často vycházejí z existujících teorií a modelů, které byly testovány a ověřeny za určitých podmínek, ale musí být upraveny nebo vylepšeny, aby vysvětlily nové a neočekávané pozorování.
Shrnutí: Věda je evoluční proces a je přirozené, že na cestě objevů se setkáváme s výzvami a překážkami. Vědci však stále pracují na jejich řešení a na zlepšení našeho pochopení vesmíru.
JPP: Neměl by být slovo „zastávka“ vhodnější než slovo „vývoj“, které používáte? Říkáte, že v průběhu času bylo dosaženo mnoha objevů. To je pravda, pokud se odkazujeme na období 1895–1970. Ale v průběhu posledních padesáti let můžete uvést alespoň jeden skutečný objev v základním oboru? Můžete jmenovat jméno jednoho astrofyzika, kosmologa nebo teoretického fyzika, jehož příspěvek bude tak významný, že jeho jméno zůstane v historii vědy?
To, co charakterizuje současné teoretické modely, je jejich výjimečná neplodnost. Modely mají hodnotu, když předpovídají jevy nebo existenci objektů a tato předpověď je potvrzena experimentem nebo pozorováním. Mají hodnotu, když umožňují interpretaci jevů. Co se však děje posledních padesát let, je přesně opak. Buď teoretici dělají předpovědi, které nejsou potvrzeny, například supersymetrie, nebo vůbec nečiní žádné předpovědi, například strunová teorie. Nebo musí použít shromažďované hypotézy, které jsou skutečnými zásahy, aby vysvětlily nová pozorování.
V současnosti je na světě 18 experimentů, které se snaží zachytit částice temné hmoty. Samotná hmotnost xenonu dosahuje až 8 tun a sama o sobě představuje náklady v mnoha milionech dolarů. Co se stane, pokud i tyto nové pokusy skončí neúspěchem? Budeme zvažovat zvýšení použité hmotnosti? Je možné zvážit, že temná hmota vůbec neexistuje? Není už čas zvážit hluboké paradigmatické změny?
IA: Je pravda, že některé oblasti teoretické fyziky, kosmologie a astrofyziky prošly obdobím stagnace vzhledem k významným objevům, zejména v posledních letech. Nicméně je důležité si uvědomit, že vědecký výzkum může být pomalý a náročný, a že některé významné objevy mohou trvat desítky, dokonce století, než budou dosaženy.
Pokud jde o individuální příspěvky vědců, byly v některých oblastech, jako je pozorovací kosmologie, detekce gravitačních vln, studium exoplanet a pochopení vlastností vesmíru na velké škále, dosaženy významné pokroky. I když tyto pokroky nemusí být tak mediálně zpracovány jako některé objevy minulosti, mají významný dopad na naše pochopení vesmíru.
Pokud jde o temnou hmotu, je pravda, že vědci zatím nemají přímý důkaz její existence, ale existují pevné nepřímé důkazy, které její existenci naznačují. Proto jsou aktuální pokusy zachytit částice temné hmoty stále důležité pro potvrzení těchto nepřímých důkazů a získání přímého důkazu.
Je také pravda, že pro pokrok v některých oblastech teoretické fyziky, kosmologie a astrofyziky mohou být potřeba paradigmatické změny. Nicméně tyto změny mohou být provedeny pouze po hlubokém studiu a kritické hodnocení stávajících teorií a důkazů. Vědecká komunita neustále pracuje na rozšíření hranic našeho pochopení vesmíru, ale to může trvat čas a velké úsilí.
JPP: Slovo „nepřímý důkaz“ má smysl pouze tehdy, když se hypotéza potvrdí při každém novém pozorování a neexistuje alternativní interpretace. Uvažujme například o zavedení temné hmoty, která byla zavedena k vysvětlení zadržení galaxií. To fungovalo, dokud nebyla objevena akcelerace kosmického rozpínání. Pak byl přidán druhý hypotetický prvek: temná energie. Dnes tyto dva prvky neumožňují vyřešit krizi způsobenou objevem plně formovaných galaxií ve věku pouhých 500 milionů let. Takže někteří teoretici uvažují o přidání nového komponentu do modelu – MOND teorie, která má pouze jméno, ale ne teoretickou podstatu. Ve skutečnosti je hmotnost pohybující se po kruhové dráze vystavena odstředivé zrychlení úměrné její orbitální rychlosti a nepřímo úměrné vzdálenosti od geometrického středu. Chcete-li dosáhnout konstantní rychlosti v určitém rozsahu, předpokládáme, že gravitační síla bude záviset na 1/r. Nazýváte to teorií? Další příklad pseudoteorie: inflace.
Existuje nějaký věrohodný model inflatonu? Ne. Je tolik modelů, kolik je vědců zabývajících se tímto tématem, a žádné zlepšení není v dohledu. Vědci vymýšlí slova jako „darkinos“, které si představují jako komponenty temné hmoty, a uvádějí jejich hmotnost. A vše to je publikováno v časopisech považovaných za vysoké. Jiní uvažují o umístění temné energie do středu galaxií, což pak v rozporu s modelem obecné relativity s kosmologickou konstantou, kde je tato energie rovnoměrně rozložena. Pokud to není krize, co je?
IA: Je pravda, že hypotézy a modely v teoretické fyzice někdy mohou působit jako ad hoc a často vyžadují nová pozorování k potvrzení nebo vyvrácení. Nicméně to neznamená, že věda se nevyvíjí. Vědecký výzkum je spojitý proces, a nové objevy a teorie jsou neustále navrhovány, testovány a zlepšovány.
Pokud jde o temnou hmotu a temnou energii, je pravda, že tyto hypotézy byly zavedeny k vysvětlení těžkých kosmologických pozorování, která nelze vysvětlit s použitím známé fyziky. Je však důležité poznamenat, že tyto hypotézy byly potvrzeny mnoha nepřímými pozorováními, jako je rotace galaxií nebo kosmické mikrovlnné pozadí, a stále se studují a testují.
Je také pravda, že některé teorie v teoretické fyzice, jako je MOND nebo inflační teorie, jsou stále velmi spekulativní a vyžadují pevné pozorovací důkazy. Nicméně tyto teorie jsou navrhovány jako snaha lépe pochopit svět kolem nás a jsou založeny na pevných matematických modelech a existujících pozorování.
Nakonec je důležité si uvědomit, že vědecké modely nikdy nejsou konečné a mohou být změněny nebo nahrazeny novými, komplexnějšími a přesnějšími modely. Věda je evoluční proces, který vyžaduje neustálé přezkoumání a aktualizaci našich názorů na základě nových důkazů a pozorování.
JPP: Když říkáte, že vědecký výzkum je spojitý proces, to svědčí o vaší neznalosti historie vědy, která přesně ukazuje opak. Případně můžete zaměňovat vědecký pokrok, který je zásadně nespojitý, s kontinuálním pokrokem technologických aplikací, který doprovází tyto pokroky s celou jejich postupností.
Na počátku minulého století nebylo možné vysvětlit mnoho jevů, jako je předstih perihelia Merkuru, konstantní rychlost světla nebo černé těleso. Tyto problémy nemohly být vyřešeny pomalým a trpělivým pokrokem, který byl už na konci svého vývoje. Pamatujte, že Le Verrier se pokusil vysvětlit předstih perihelia pomocí nové planety, Vulcainu. Dnes by naše moderní teoretici nazvali tuto planetu „temnou planetou“ a nezkoumali by dál.
Při pokusu o jemné upravování modelů nejsme možná právě v procesu opravy značně zničených modelů? Nemělo by být lepší obrátit pozornost na skutečně originální a inovativní myšlenky, jako jsou ty, které jsou základem modelu Janus, který dokazuje svou výjimečnou plodnost a konzistenci. Na rozdíl od opravovaných modelů jsou předpovědi modelu Janus vždy potvrzeny, například vznik raných galaxií, a jevy, které se objevují, jsou vysvětleny, například nízká magnitudu objektů s vysokým posuvem, kvůli negativní gravitační čočce, kterou světlo procházející skupinami záporné hmoty zažívá. Když se v roce 2017 objevil jev dipólového odpudivého, byl okamžitě vysvětlen jako skupina záporné hmoty, která odpudivě působí na galaxie. Naopak standardní model nemůže tento jev vysvětlit.
IA: Je pravda, že historie vědy ukazuje, že vědecký pokrok může být někdy nespojitý, s významnými konceptuálními skoky, které vedly k velkým změnám vědeckých paradigmat. Nicméně to neznamená, že samotný vědecký výzkum je nespojitý. Vědecký výzkum je spojitý a iterativní proces, který zahrnuje formulaci hypotéz, sběr dat, testování hypotéz a revize teorií na základě nových dat. Je to proces, který se neustále pokračuje, i po významné vědecké revoluci.
Pokud jde o současné vědecké modely, je pravda, že některé z nich mohou být zpochybněny nebo vyčerpány, ale to neznamená, že jsou nutně špatné nebo že by měly být opuštěny. Věda často pokračuje v zlepšování stávajících modelů místo jejich plného nahrazení. Navíc je důležité zvážit všechna dostupná data a pozorování před navržením nových modelů nebo teorií. Model Janus, který jste zmínil, může být zajímavou a originální myšlenkou, ale musí být podroben přísnému hodnocení a testován daty, než bude přijat jako pevná vědecká teorie.
JPP: Pokrok v konceptuálních aspektech vědy je vždy zásadně nespojitý. Svět výzkumu obsahuje 500× více vědců než před sto lety. Ale produkce nových konceptů není 500× nižší; je přísně nulová. Je to právě fungování světa výzkumu, který je v porušeném stavu. Příklad: za rok budou nové programy detekce částic temné hmoty znovu neúspěšné. Co se stane? Bude rozhodnuto o zastavení, dokud se nevyjasní situace? Ne, budou zvažovány zvýšení hmotnosti xenonu. Další příklad: v částicové fyzice je jedinou možností zvýšení výkonu částicových urychlovačů. S konkrétním cílem? Ne, prostě tak, s nadějí, že se objeví něco nového. Jak mi říkal filozof Seneca, není žádný větrný pohyb