Problém raného vesmíru

f121

Problém s počátečního vesmíru.

...Zvažme částici v čase t = 0, nebo v čase "blízkém t = 0". Předpokládejme, že vysílá jakýkoli signál, například elektromagnetické záření. Tento se bude šířit rychlostí c. Po čase t bude kulová vlna mít poloměr ct, který se nazývá horizont. Ale zákon expanze, oddalování mezi dvěma částicemi, které jsou spojeny s "kosmickým podkladem" (říká se jim komóbní) má parabolický tvar (tato vzdálenost roste jako t2/3). Při návratu do minulosti najdeme vždy epochu t < th, kdy částice nemohly mezi sebou komunikovat, protože se oddalovaly "rychleji, než se šířilo elektromagnetické záření vyslané v čase t blízkém nule".

...Následující obrázek vyvolává tento autistický stav vesmíru, bílé koule spojené s každou částicí, představují objemy, ve kterých by sousední částice měly být, aby byla komunikace možná. Bohužel se navzájem neprořezávají a to udělají až mnohem později.

...Takže je těžké vysvětlit výjimečnou homogenitu počátečního vesmíru, jejíž fosilní stopy jsou kosmické záření o teplotě 2,7 °K.

...V současnosti je významnou teorií Lindeho: inflace, a to je její jediné zdůvodnění. Bez podrobného vysvětlení, tato teorie spočívá v vybavení počátečního vesmíru super-kosmologickou konstantou (závislou na čase!), která vyjadřuje "odpudivý vliv vakua", který překonává každou představivost. Tato vlastnost způsobí pak expanzi o faktor deset na nějakou mocninu....

Problém původu.

Co je vlastně tento čas t = 0? Má to smysl?

...Když se vracíme do minulosti, teplota "kosmického fluida" roste. Rychlost tepelného pohybu částic s nenulovou hmotností také roste. Nastane okamžik, kdy tato rychlost je relativistická. Ve skutečnosti, když t se blíží nule a teplota T se blíží nekonečnu, energie jednotlivých částic se blíží nekonečnu a jejich rychlost se blíží c. Vlastní čas sleduje zákon:

...Když v se blíží c, vlastní čas "zamrzá v hodinách". Definovat hodiny se stává problematickým, i konceptuálně.

...Takže vidíme, že standardní model není ani trochu dokonalý. Seznam uvedených problémů není ani úplný. Základní fyzika má podobné problémy. Teorie superstrun rozšiřuje dimenzionální kontext (deset dimenzí, pro mnoho). Ale dekadimenzionální geometrie zůstává temným lesem. I když 2D plochy ztratily svůj tajemství, klasifikace 3D a 4D ploch je stále nutná.

....Na druhé straně, když přidáme dimenze do vesmíru, objevují se charakteristické délky, spojené s každou z nich. A ty jsou vždy... Planckova délka. A když mluvíme o délce, mluvíme také o vlnové délce, která je spojena s energií podle vztahu:

...Planckova energie je značná. Pro její využití podle klasických technik by bylo třeba mít urychlovač o průměru galaxie. Experimentální fyzici zvedají ruce k nebesům.

...Japonský teoretický fyzik Michio Kaku ("Hyperspace, a scientific odyssey through the 10th dimension", Oxford University Press, 1995), předkládá osobní chutnou interpretaci: podle něj by teorie superstrun měla být o několik století v předstihu. V současném technickém stádiu by tedy byla jen způsobem, jak se zabavit mezi kamarády.

Setkání v Aspen.

...V roce 1996 slavný časopis Scientific American publikoval zprávu o setkání o superstrunách, které se právě konalo v Aspen, Colorado, od ruky Madhusree Mukerjee, redaktorky. Text, který si může vymyslet Marxovi bratři:

...Jak uvádí autor článku, v roce 1986 byl Jeffrey A.Harvey z University of Chicago požádán, aby v sedmi slovech definoval teorii superstrun. Jeho odpověď byla tehdy:

• Oh, Lord, why have you forsaken me? (Bože, proč mě opustil?)

Ale článek uvádí, že Bohužel Bohužel odpověděl, prostřednictvím objevu nové symetrie: duality.

...Witten, nejoptimističtější z superstrunových lidí, si myslí, že tato duality nejen vedla k TOE (The theory of everything: Teorie všeho), ale také vysvětlí "proč je vesmír takový". Myslí si, že se blíží k vysvětlení hluboké podstaty kvantové mechaniky.

...Málo lidí se skutečně zabývá touto teorií superstrun, která je skutečně tak složitá na všech úrovních, včetně matematicky, že fyzici a matematici se k ní nechtějí ponořit.

...Článek uvádí, že tato "dualita" by mohla činít elementární částice a složené objekty navzájem zaměnitelnými. Odborníci pak hovoří o "clumps" (hmotných hromádkách, keřích, hustých skupinách), které se snaží vizualizovat jako "ježíšky". To curl like a hedge-hog: zavírat se do koule. Další obrázky: "koule vybavené vektory", nazývané "solitony".

...Ale pokud by tato dualita existovala, podotýkají autoři tohoto konceptu, zůstala by nemožná k prokázání (dualita znamená "dvouznačnost": anglický slovník). V článku se tedy uvádí, že složené struktury mohou být ekvivalentní, když jsou "tangled up" (zmatené, zamotané) a pak se stávají "elementárními objekty".

Koncept "mirror symmetry" je poté zvednut, ale bez většího úspěchu.

...V roce 1986 Duff z Imperial College v Londýně uvažoval o vibracích nové entity, "a bubble" (bublina). Zatímco se struny "šoupaly" (wiggle) v deseti dimenzích, bubliny by plavaly v prostoru s jedenácti dimenzemi. Pak Duff uvažoval o pětidimenzionálních membránách, alternativním popisu v porovnání se strunami. Poté uvažoval, že tyto membrány mohou být opět "zabaleny jako kůra šunkového chleba". A zmiňoval "string-string duality".

...V roce 1995 Witten v Berkeley přednesl přednášku a předpokládal, že bubliny Duffa mohou být solitony specifické struny odpovídající deseti dimenzím.

A Schwarz z Caltech (jeden z předchůdců teorie) dodal:

• Měl bych být řidičem nákladního auta!

Bez ohledu na to, aktuálně každý den vyjde deset nových článků o superstrunách.

Soliton "připomíná houbovou červenku", pokrytou vektory, je tedy "dualní objekt struny".

Duff pak navrhl dualitu duality mezi prostory. A Susskind komentoval:

Velikost a vnitřní rozměr objektu se mění "v každém místě".

Townsend:

• Membrány se mění na solitony strun, mohou mít stejný status jako struny. Bohužel výpočty s membránami nemají smysl.

...Nyní se hovoří o spojení strun a černých děr. Hawking ukázal, že černé díry, schopné vysílat částice, tak ztrácejí hmotnost a zmenšují se. Pokud byly původně tvořeny strunami ("stringy black holes"), jejich vývoj by je přeměnil na objekty nulové velikosti: "an extremal black hole looking in fact rather like a particle". Polemika mezi Susskindem a Stromingerem, na tomto bodě:

• Práce Strominger je "velká", ale nazývat tyto věci černými dírami je trochu přehnané.

Jako ukázka, název posledního článku Strominger je: "Svět navržen jako hologram".

Tento koncept pak zmiňuje pojem "černé díry nulové hmotnosti".

Jeffrey A.Harvey z University of Chicago okamžitě protestuje:

• Co to znamená, že tvé černé díry s nulovou hmotností? Pohybují se rychlostí světla? (Co to znamená, že tvé černé díry s nulovou hmotností? Znamená to, že se pohybují rychlostí světla?)

Gary T.Horowitz z University of California:

• Oh, baloney! (jaká hloupost!)

Dále se čte, že struny "mohou se nastavit podle svého prostředí", přijímají dynamicky správné řešení (...). A Strominger dodal:

• Někde ve vesmíru mohou existovat části prostoru ve tvaru kapek, ve kterých černé díry, když do nich vstoupí, se změní na struny a naopak. V našem prostředí by tyto kapky mohly vypadat jako plavoucí se v virtuálních vesmírech, které by existovaly po velmi krátké době, protože by zmizely okamžitě, předtím, než bychom je mohli pozorovat.

...Ale nikdo už nepřipouští, že "řešení je na rohu ulice", i přes tvrzení Witten, který vsadil na kornout ledenky, že teorie bude zralá do konce století.

A t'Hoff odpověděl s kyselostí:

• Když lidé z teorie strun shrnují, mají tendenci přehánět své výsledky. prostě věří slepo ve svou teorii.

V této aréně superstrun se setkávají mladí i starší.

Sidney R.Coleman z Harvardu:

• Ve mně věku se vydává hodně plynů. Raději nechci (ve mně věku se vydává hodně plynů. Raději nechci mluvit.).

Sheldon L.Glashow souhlasí, že "v této teorii se nic nepohybuje":

Konec setkání. Noční tma, říká autor článku, a Susskind dodává:

• I personally think it's a lot of crap! (osobně si myslím, že je to hromada hovadiny!)

I přes tuto krizi někteří věří, že vše nakonec vyřeší. Temná hmota bude detekována. Teorie všeho (the theory of everything) nakonec vznikne, na pozadí dekadimenzionálních superstrun.

...Zatímco tato bleskavá doba, toto zlaté období poznání, následující teoretické vývoje nejsou ani lepší ani horší než všechno, co se týká temné hmoty a superstrun.

**Před zahájením prezentace našich prací, záznam jednání s J.M.Souriau **(4/1/98).

(pravděpodobně začátek vysvětlení aktuální situace).

• Myslíš si, že žijeme v období stagnace ve fyzice základní?

• Od padesátých let, Feynman a kvantová elektrodynamika, to je stálé. Kvantová elektrodynamika funguje, ale ve skutečnosti nevíme moc dobře proč. To je stále potřeba najít. Kromě toho se nic výrazného nenašlo.

• Ale zda svět věd prožíval období stagnace v základním, stejným způsobem, v minulém století?

• Vypadá to, že je nějaká střídavost skoků dopředu v základním a technologickém využití, jako by lidé nemohli dělat oba současně. Například vynález Jacquardovy tkalcovské stavby (1752-1834), který představuje mechanický přechod mezi ruční prací a výrobou objektů (je to také začátek... počítačového věku). V fyzice v roce 1788 máte analytickou mechaniku Lagrange. Na začátku století Navier vynalezl mechaniku tekutin, Fourier teorii tepla, harmonickou analýzu, Fresnel zlepšil základní optiku.

Mezi 1815 a řekněme 1870 je technologické období. Parní stroj, tedy pohyb strojů pomocí chemické energie a ne už lidské nebo zvířecí. Existuje také elektřina. Gramm vynalezl dynamo v roce 1845. Jules Verne kolem roku 1870 se stal zpěvákem těchto technologických aplikací. Existuje také vývoj chemie, železnic, telefonu, elektrického světla. Ale mezi 1815 a 1870 je spíše doba technologických aplikací.

• A když to začne znovu?

• Kolem roku 1870 se narodila krystalografie a začátek atomové teorie, která v té době měla vypadat jako spekulativní hypotéza. Existuje také Maxwell.

• A co skupiny?

• Skupiny vznikly s krystalografií. Sophus Lie, Klein, to je kolem roku 1870. Začátek teorie skupin je krystalografie. Na začátku století je atom.

• A podle tebe to pokračuje až do roku 1950?

• Po tomto je to hlavně technologie, aplikovaný výzkum. Ve fyzice je velký skok dopředu počítač, který nikdo nemohl předpovědět.

• A od roku 1950 se znovu zaměřuje na technologii. A základní fyzika trpí.

Konec této digrese. .

../../../bons_commande/bon_global.htm

Obsah článku Obsah vědy Domácí stránka

Minulá stránka Další stránka

Počet návštěv této stránky od 1. července 2004** :