Ha mindent eltávolítasz az univerzum egy részéből, mi marad? Azt gondolhatja, hogy "semmi", de nem az. Eltávolíthatja az összes részecskét és antirészecskét, minden lehetséges sugárzást, a tér minden görbületét és a gravitációs hullámok hullámait - és egy teljesen üres térben maradhat, ahol nincs mivel foglalkozni. Tényleg nem lesz "semmi" előtted? Vagy lesz valami?
Ezt az állapotot általában kvantum vákuumnak nevezik. Ez az üres tér legalacsonyabb energetikai állapota. És meglepő módon a kvantumfizika azt tanítja nekünk, hogy a nulla energia vagy az univerzum alapállapota valójában nem nulla. Éppen ellenkezőleg, egy végső pozitív érték, amely:
- megfigyelés alatt mértük - a sötét energia hatásának köszönhetően -, és megközelítőleg megegyezik egy proton / köbméter energia nyugalmi tömegével;
- és elméletileg legjobb tudásunk szerint kiszámítják, hogy ennek az értéknek 10 120-szor nagyobbnak kell lennie.
Nem túlzás azt állítani, hogy elég jól értjük a "semmi" fizikáját, és nincs jó magyarázatunk arra, hogy ez a nulla energia miért nem csökken vagy párolog (és egyáltalán nem változik) az idő múlásával.
Az elkövetkező néhány évtizedben az űrmegfigyelő központok - például az ESA Euclid űrmegfigyelő központjai és a NASA közelgő WFIRST küldetése - képesek lesznek korlátozni a téridőbeli nulla energiaállandó hibáját 1% -ra. (Míg ez 8%). Ha megmérjük, hogy a világegyetem története során számos különböző helyen és tőlünk nagyon különböző távolságokon tágult, megerősíthetjük, hogy a világegyetem nulla energiája mindenütt azonos.
De vajon ez egyenértékű-e a "semmivel"? És ami még fontosabb, hogy megértsük és megértsük a "semmi" természetét: illúzió vagy kulcs az univerzum legfontosabb titkainak megértéséhez?
Promóciós videó:
Laura Mersini-Houghton és John Ellis fizikusok, valamint James Leydimen filozófus a közelmúltban tárgyaltak erről a témáról az Egyesült Államok Művészeti és Ötletügyi Intézetének ülésén. A probléma az, hogy bár ez nem illúzió, nem tudunk megegyezni abban, hogy mit értünk a „semmi” alatt (vagyis „semmi”, „üresség”). Ugyanis:
- Ez egy olyan alapállapotú energiaállapot, amely a múltban lehetett (például sokkal magasabb)? Például a kozmikus infláció során.
- Ez a téren és időn kívüli állapot, amelyből valójában a téridő keletkezik (az üresség valódi állapotából)? Létezik-e egyáltalán ilyen állapot és értelmes lesz-e?
- Ez egy ürességi állapot az univerzumban, amely eltérhet a multiverzum másik zsebében lévő hasonló állapottól?
- Vagy ez egy kozmikus vákuum, annak minden virtuális energiájával, és amely attól függően változhat, hogy mi van benne?
Valahogy furcsa azt hinni, hogy "ürességünk" nem lehet ilyen "üresség" sehol máshol, más helyeken.
De úgy gondoljuk, hogy itt kezdődött az Ősrobbanás! A magasabb nulla energiáról az alacsonyabbra való átmenet során a táguló világegyetem, magával a térben rejlő energiával megtöltve, alacsonyabb állapotba került, és ez az átmenet minden anyag, antianyag és sugárzás létrejöttéhez vezetett univerzumunkban. Még az is lehet, hogy a jövőben még egy hasonló átmenet vár ránk, egy másik, hidegebb, Nagy Bummdal.
Igaz, az ilyen érvelés kevéssé tetszik nekünk. Ez a "semmi fizikája" valaminek a fizikájának hangzik. Amikor semmit sem akarunk megérteni, ötleteink kivisznek minket az űrből, még az Univerzum születése előtt, különben mi értelme van? Hogyan beszélhet valamiről „mellett”, amikor nincs helye? Hogyan lehet megérteni, mi van az "előtt", ha nincs idő?
Bármi is legyen ez a "semmi", az egész univerzumot tartalmazza.
Sok fizikus azt állítja, hogy lehetetlen bármit is alaposan megérteni, amíg meg nem értjük, mi a "semmi". Mert nem értjük, honnan származnak az alaptörvények, ha nem értjük, hogy mely alaptörvények szabályozzák az üres tér természetét.
Így azt mondhatjuk, hogy Univerzumunk valóban a semmiből, az ürességből, a semmiből származott, és végső állapota hosszú idő után aszimptotikusan hajlamos lehet a nemlétre. De csak akkor, ha elfogadjuk a fizikai "semmi" leírását, mint igaz semmit. Ez a "semmi" definíció önmagában nem függhet a tér, az idő meghatározásától és az univerzum "szabályaitól"; fizikusoknak, filozófusoknak és másoknak nem kell egyetérteniük ebben a kérdésben. Csak nincs olyan fizikai kísérlet, amely lehetővé tenné, hogy azt mondjuk, heh, úgy tűnik, hogy végül semmivé változtattuk.
De vannak dolgok, amelyekben biztosan biztosak vagyunk: nem mindig léteztünk; nem fogunk mindig létezni; most létezünk. Függetlenül attól, hogy mi a "semmi", valamennyien valamik vagyunk. És minden, ilyen vagy olyan mértékben, a semmiből fakadt, bármi is az a semmi. És amennyire megértjük az Univerzumot, egy nap visszatér a végtelen fizikai üresség állapotába. De mi lesz ennek a végső "ürességnek" a természete - erre a kérdésre még nem válaszoltunk.
KHEL ILYA