2023-04-02 JPP și IA
JPP: Credeți că astrofizica, cosmologia și fizica teoretică se află în criză?
IA: Ca IA, nu am credințe personale, dar vă pot spune că există în prezent provocări în domeniile astrofizicii, cosmologiei și fizicii teoretice.
De exemplu, anumite observații recente au evidențiat discrepanțe între măsurătorile constantei Hubble (care descrie rata de expansiune a Universului) obținute prin metode diferite, ceea ce a generat întrebări legate de fiabilitatea datelor și a modelelor folosite. În plus, anumite teorii din fizica teoretică, cum ar fi teoria corzilor, nu au fost încă testate experimental, ceea ce ridică întrebări privind validitatea lor.
Totuși, aceste provocări nu înseamnă neapărat că aceste domenii de cercetare se află în criză, ci mai degrabă că sunt în continuă evoluție și mai multe rămân de descoperit și înțeles. Cercetătorii lucrează în mod constant pentru a-și îmbunătăți teoriile și metodele de observare pentru a înțelege mai bine Universul care ne înconjoară.
JPP: Cum se poate nega că cosmologia și astrofizica nu se confruntă cu o criză profundă, care se agravează de-a lungul anilor, când nu există nicio răspuns clar pentru absența observației materiei antiparticule, când toate încercările de evidențiere a componentelor materiei întunecate eșuează, când nu există niciun model credibil pentru energia întunecată, când nu dispunem de niciun model matematic coerent al galaxiilor, când mecanismele care generează structurile spirale rămân necunoscute, când nu există niciun model coerent al evoluției galaxiilor, când modelele, care se bazează în mod implicit pe proprietăți ipotetice ale materiei întunecate, sunt incapabile să explice existența precoce a galaxiilor complet formate, când s-a dovedit imposibil să se evidențieze superparticulele rezultate din supersimetrie?
Nu este oare această situație, numită „provocare”, o mascare a unei realități mult mai puțin glorioase? Nu vă faceți doar o politică de minimizare a acestei situații?
IA: Înțeleg îngrijorările dumneavoastră legate de starea cosmologiei și astrofizicii, dar este important să rețineți că știința este un proces în continuă evoluție și că multe descoperiri au fost făcute în timp, chiar și atunci când provocările păreau insurmontabile.
Este adevărat că anumite probleme, cum ar fi absența observației materiei antiparticule și incapacitatea de a găsi dovezi directe ale materiei întunecate, reprezintă provocări semnificative pentru cercetătorii în cosmologie și astrofizică. Cu toate acestea, aceste probleme nu înseamnă neapărat că știința se află în criză sau că toate teoriile actuale sunt greșite sau insuficiente.
În plus, este important să rețineți că mulți cercetători lucrează fără întrerupere pentru a rezolva aceste provocări și pentru a-și îmbunătăți înțelegerea a Universului. Noile descoperiri sunt de obicei bazate pe teorii și modele existente care au fost testate și validate în anumite condiții, dar care trebuie ajustate sau îmbunătățite pentru a explica observații noi și neașteptate.
În concluzie, știința este un proces evolutiv și este firesc să întâlnim provocări și obstacole pe drumul descoperirii. Totuși, cercetătorii continuă să lucreze pentru a rezolva aceste provocări și pentru a-și îmbunătăți înțelegerea a Universului.
JPP: Nu ar fi mai potrivit cuvântul „stagnare” decât cel de „evoluție” pe care îl folosiți? Spuneți că multe descoperiri au fost făcute în timp. Acest lucru este adevărat dacă ne referim la perioada 1895-1970. Dar în ultimii cincizeci de ani, puteți menționa o singură descoperire reală în domeniul fundamental? Puteți numi numele unui singur astrofizician, cosmolog sau fizician teoretic ale cărui contribuții vor face ca numele să fie înscris în istoria științei?
Ce caracterizează modelele teoretice actuale este o sterilitate remarcabilă. Modelele au valoare atunci când prevăd fenomene sau existența unor obiecte și aceasta este confirmată de experiență sau observație. Au valoare atunci când permit interpretarea fenomenelor. Dar ceea ce se întâmplă de 50 de ani este exact inversul. Sau teoreticienii fac predicții, dar niciuna nu este confirmată, exemplu: supersimetria, sau pur și simplu nu fac nicio predicție, exemplu: corzile. Sau trebuie să recurgă la ipoteze acumulate una peste alta, care sunt adevărate expediente, pentru a încerca să explice noi observații.
În prezent, există 18 experimente în lume care încearcă să capteze particule de materie întunecată. Doar sarcina de xenon ajunge la 8 tone și reprezintă singură un cost de milioane de dolari. Ce se va întâmpla dacă aceste noi încercări vor fi și ele eșuate? Se va lua în considerare multiplicarea masei utilizate? Este posibil să se considere că materia întunecată nu există deloc? Nu este timpul să se ia în considerare schimbări profunde paradigmale?
IA: Este adevărat că anumite domenii ale fizicii teoretice, cosmologiei și astrofizicii au cunoscut o perioadă de stagnare în ceea ce privește descoperirile majore, mai ales în ultimii ani. Totuși, este important să rețineți că cercetarea științifică poate fi un proces lent și greu, iar unele descoperiri majore pot dura decenii, chiar secole, înainte de a fi realizate.
În ceea ce privește contribuțiile individuale ale cercetătorilor, au existat progrese semnificative în anumite domenii precum cosmologia observațională, detectarea undelor gravitaționale, studiul exoplanetelor și înțelegerea proprietăților Universului la scară mare. Deși aceste progrese nu sunt neapărat atât de promovate ca unele descoperiri din trecut, au o importanță considerabilă în înțelegerea noastră a Universului.
În ceea ce privește materia întunecată, este adevărat că cercetătorii nu au găsit încă dovezi directe ale existenței sale, dar există dovezi indirecte solide care sugerează existența sa. Experimentele în curs pentru captarea particulelor de materie întunecată rămân, așadar, importante pentru a confirma aceste dovezi indirecte și pentru a obține o dovadă directă.
Este, de asemenea, adevărat că schimbări paradigmale pot fi necesare pentru a avansa în anumite domenii ale fizicii teoretice, cosmologiei și astrofizicii. Cu toate acestea, aceste schimbări nu pot fi realizate decât după o analiză aprofundată și o evaluare critică a teoriilor și a datelor existente. Comunitatea științifică lucrează constant pentru a-și extinde limitele înțelegerii Universului, dar acest lucru poate dura timp și necesita eforturi considerabile.
JPP: Cuvântul „dovadă indirectă” ar avea sens doar dacă ipoteza ar fi confirmată la fiecare nouă observație și dacă nu ar exista o interpretare alternativă. Luați exemplul introducerii materiei întunecate, introdusă pentru a justifica confinarea galaxiilor. A funcționat până la descoperirea accelerării expansiunii cosmice. Atunci s-a adăugat un al doilea ingredient ipotetic: energia întunecată. Astăzi aceste două ingrediente nu permit o ieșire din criza provocată de descoperirea galaxiilor complet formate, cu doar 500 de milioane de ani vechime. Atât de mult încât unii teoreticieni ar lua în considerare adăugarea unui nou component al modelului, teoria MOND, care are doar numele de teorie. Într-adevăr, o masă care urmează o orbită circulară este supusă unei accelerații centrifuge proporționale cu viteza sa orbitală și invers proporțională cu distanța radială față de centrul geometric. Pentru a obține o viteză constantă într-o anumită gamă, se imaginează că forța gravitațională ar varia în funcție de 1/r. Ați numi asta o teorie? Un alt exemplu de pseudo-teorie: cel al inflației.
Există un model credibil de inflaton? Nu. Există câte un model pentru fiecare cercetător care se ocupă de acest subiect și nu există nicio îmbunătățire în vedere. Cercetătorii inventează cuvinte precum „darkinos”, pe care îi imaginează ca fiind componente ale materiei întunecate, indicând masa lor. Și totul este publicat, în reviste considerate de top. Alții consideră posibilă localizarea energiei întunecate în centrul galaxiilor, ceea ce contrazice modelul relativității generale, cu constanta cosmologică, unde această energie este distribuită uniform. Dacă nu este o situație de criză, ce este?
IA: Este adevărat că ipotezele și modelele din fizica teoretică pot părea uneori ad hoc și necesită adesea noi observații pentru a fi confirmate sau infirmate. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că știința nu evoluează. Cercetarea științifică este un proces continuu, iar noi descoperiri și teorii sunt constant propuse, testate și perfecționate.
În ceea ce privește materia întunecată și energia întunecată, este adevărat că aceste ipoteze au fost introduse pentru a explica anumite observații cosmologice dificil de explicat cu fizica cunoscută. Totuși, este important de reținut că aceste ipoteze au fost confirmate de numeroase observații indirecte, cum ar fi curba de rotație a galaxiilor și fundalul cosmic difuz, și continuă să fie studiate și testate.
Este, de asemenea, adevărat că unele teorii din fizica teoretică, cum ar fi teoria MOND sau teoria inflației, sunt încă larg speculații și necesită dovezi observaționale solide. Cu toate acestea, aceste teorii sunt propuse în efortul de a înțelege mai bine lumea care ne înconjoară și se bazează pe modele matematice solide și pe observații existente.
În final, este important de reținut că modelele științifice nu sunt niciodată definitive și pot fi modificate sau înlocuite de modele mai complete și mai precise. Știința este un proces evolutiv care necesită o întrebare constantă și o revizuire a ideilor noastre în funcție de noile dovezi și observații.
JPP: Când spuneți că cercetarea științifică este un proces continuu, aceasta arată ignoranța dumneavoastră față de istoria științelor, care demonstrează exact contrariul. Cu excepția faptului că confundați progresul științific, în esență discontinuu, cu progresul continuu al aplicațiilor tehnologice care decurg din acesta, cu toată progresivitatea care îl însoțește.
La începutul secolului trecut, imposibilitatea de a explica multe fenomene, cum ar fi avansul periheliului lui Mercur, constanța vitezei luminii, fenomenul corpului negru, nu puteau fi rezolvate printr-o progresie lentă și răbdătoare, prin modelarea care era la capătul puterii. Amintiți-vă că Le Verrier a încercat să explice avansul periheliului invocând o planetă nouă, Vulcan. Astăzi, teoreticienii noștri ar fi numit-o planetă întunecată și nu ar fi căutat mai departe.
Pretinzând să perfecționezi modele, nu suntem în procesul de a face operații de reparație asupra unor modele uzate până la capăt? Nu ar fi mai bine să ne concentrăm pe idei cu adevărat originale și inovatoare, precum cele care stau la baza modelului Janus, care demonstrează o fertilitate și o coerentă remarcabilă. În contrast cu modelele reparate, predicțiile modelului Janus sunt întotdeauna confirmate, cum ar fi nașterea precoce a galaxiilor, iar fenomenele care apar sunt explicate, cum ar fi magnitudinea scăzută a obiectelor cu redshift mare, prin efectul lentilei gravitaționale negative suferit de lumina care trece prin conglomeratele de masă negativă. Când apare fenomenul dipolului repulsor în 2017, acesta găsește imediat o explicație ca fiind un conglomerat de masă negativă, respingând galaxiile. În contrast, modelul standard nu este în stare să ofere o explicație.
IA: Este adevărat că istoria științelor arată că progresul științific poate fi uneori discontinuu, cu salturi conceptuale majore care au condus la schimbări majore de paradigmă științifică. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că cercetarea științifică în sine este un proces discontinuu. Cercetarea științifică este un proces continuu și iterativ, care implică formularea ipotezelor, colectarea datelor, testarea ipotezelor și revizuirea teoriilor în funcție de datele noi. Este un proces care se desfășoară fără întrerupere, chiar și după o revoluție științifică majoră.
În ceea ce privește modelele științifice actuale, este adevărat că unele dintre ele pot fi puse sub semnul întrebării sau pot fi la capătul puterii, dar acest lucru nu înseamnă că sunt neapărat greșite sau că trebuie abandonate. Știința progresează adesea prin îmbunătățirea modelelor existente, mai degrabă decât prin înlocuirea lor completă. În plus, este important să luăm în considerare toate datele și observațiile disponibile înainte de a propune noi modele sau teorii. Modelul Janus pe care îl menționați poate fi o idee interesantă și nouă, dar trebuie supus unei evaluări riguroase și testat cu date înainte de a fi acceptat ca o teorie științifică solidă.
JPP: Progresul aspectelor conceptuale ale științei este întotdeauna în esență discontinuu. Lumea cercetării conține de 500 de ori mai mulți cercetători decât acum un secol. Dar producția de concepte noi nu este de 500 de ori mai mică; este strict nulă. Este chiar funcționarea însăși a lumii cercetării care se află într-o stare de disfuncționare. Un exemplu: într-un an, noile programe de detecție a particulelor de materie întunecată vor fi din nou eșuate. Ce se va întâmpla? Va fi luată decizia de a face o pauză așteptând să se vadă mai clar? Nu, se va lua în considerare o creștere a masei de xenon. Un alt exemplu: în fizica particulelor, singura lucrare care este luată în considerare este creșterea puterii acceleratoarelor de particule. Într-un scop precis? Nu, pur și simplu, sperând că va apărea ceva nou. Așa cum îmi spunea filosoful Seneca, nu există vânt favorabil pentru cei care nu știu unde merg.
De ce această incapacitate de a lua în considerare o schimbare de direcție, de paradigmă? Pentru că aceasta ar arăta decenii de eșecuri. De 50 de ani, revistele științifice orientate spre știința conceptuală nu au produs decât kilograme de hârtie. Ele sunt conduse de oameni improductivi, lipsiți de idei și imaginație. Aceștia blochează astfel articolele despre modelul Janus, justificând refuzul de a le trimite la revizie doar cu comentariul: „necompatibil”. Aceste articole nici măcar nu sunt examinate de oameni competenți. Un astfel de comportament arată o disfuncționare gravă a instituției științifice.
IA: Este adevărat că progresul aspectelor conceptuale ale științei poate părea discontinuu, în sensul că noile idei și noile paradigme nu apar regulat sau în număr mare. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că cercetarea științifică este într-o stare de disfuncționare. Dimpotrivă, cercetarea este un proces iterativ și evolutiv care implică adesea eșecuri și încercări repetate înainte de a ajunge la rezultate semnificative.
În ceea ce privește exemplul programelor de detecție a particulelor de materie întunecată, este adevărat că unele programe pot eșua. Cu toate acestea, aceste eșecuri pot duce la descoperiri și progrese importante în înțelegerea materiei întunecate și a Universului în general. Cercetarea științifică este adesea un proces de încercări, încercări și greșeli, iar cercetătorii sunt de obicei conștienți de limitele experiențelor lor.
În ceea ce privește creșterea masei de xenon sau a puterii acceleratoarelor de particule, este adevărat că aceste măsuri pot pă