Is het waar dat het universum te complex is en het nutteloos is om het te bestuderen: astrofysicus verdrijft populaire mythen
Gemengde Berichten / / July 21, 2023
Is er een mogelijkheid dat alles rondom een ruimtesimulatie is, en waar te zoeken naar andere werelden.
Veel bewoners van onze planeet begrijpen niet waarom het nodig is om sterrenstelsels te bestuderen die tientallen miljoenen lichtjaren verwijderd zijn. Ze geloven dat het veel productiever zou zijn om aardse problemen aan te pakken - bijvoorbeeld de diagnose van kanker.
Hebben deze pragmatici gelijk en waarom is het überhaupt nodig om het universum te bestuderen? verteld op het forum "Wetenschappers tegen mythen" astrofysicus Sergei Pilipenko. Forumorganisatoren - ANTROPOGENESE.RU - plaatste een opname van zijn lezing op hun Youtube kanaal, en Lifehacker maakte een samenvatting.
Sergey Pilipenko
Kandidaat Fysische en Wiskundige Wetenschappen, Senior Onderzoeker bij de afdeling Theoretische Astrofysica en Kosmologie van het Astrospace Center van het Lebedev Physical Institute, auteur van 40 wetenschappelijke artikelen
Gewone mensen horen weinig over de nieuwe ontdekkingen van astrofysici. Misschien zijn er daarom zoveel mythen over het universum en zijn oorsprong. En ook over de hulpeloosheid van wetenschappers tegenover de uitgestrekte kosmos. Laten we proberen de mythen van de waarheid te scheiden en te praten over kosmologie - de wetenschap van het universum.
Mythe 1. Het universum is te complex voor mensen om erachter te komen hoe het werkt
Aan de ene kant klinkt deze uitspraak logisch. Mensen hebben de aarde duizenden jaren verkend en hadden geen idee wat er buiten hun thuisplaneet gebeurde.
En toen vonden ze telescopen uit. En het bleek dat er explosies plaatsvinden in het heelal, waarbij meer energie vrijkomt dan de zon in tien miljard jaar kan afgeven. En dat het zonnestelsel een klein deel is van de melkweg met meer dan 100 miljard sterren. Er zijn veel van dergelijke sterrenstelsels. Bovendien bevinden ze zich niet willekeurig, maar vormen ze een duidelijke cellulaire structuur, die van een afstand lijkt op schuim. En de hele ruimte is gevuld met dit schuim van miljarden sterrenstelsels.
Bovendien hebben mensen geleerd dat het universum in de loop van de tijd voortdurend verandert en evolueert. Nu breidt het bijvoorbeeld uit. Het lijkt erop dat het moeilijk is om de wetten te formuleren die het bestaan en de ontwikkeling van enorme ruimtewerelden bepalen. Maar eigenlijk is het dat niet.
De natuurwetten die we hier op aarde kennen, werken ook op andere plekken in het heelal, in andere sterrenstelsels. En ze handelden op dezelfde manier in het verre verleden van dit universum. Dit is niet alleen een ongegronde bewering om te geloven. Dit is een feit dat experimenteel kan worden geverifieerd.
Sergey Pilipenko
Er zijn verschillende manieren om te bewijzen dat natuurkundige wetten voor het hele universum hetzelfde zijn. Laten we er twee bekijken:
1. Laten we de snelheid vergelijken van klokken die op verschillende fysieke principes werken. Laten we oude wandelaars nemen met een zwaaiende slinger. De periode van zijn oscillatie hangt af van de zwaartekracht. Dat wil zeggen, hier is de belangrijkste werkende kracht de zwaartekracht. Elektronische polshorloges hebben ook een slinger. Maar het oscilleert door de werking van de veer. Zwaartekracht heeft er niets mee te maken, en elektromagnetische krachten werken.
De snelheid van al deze klokken wordt bepaald door totaal verschillende fundamentele fysische wetten en verschillende basisconstanten. De wetenschappers vergeleken het gedrag van de mechanismen in de loop van een jaar om te zien of de fundamentele fysische constanten ten opzichte van elkaar veranderden. Het bleek dat ze hetzelfde blijven - tot 16 decimalen. Dat wil zeggen, natuurkundige wetten zijn niet afhankelijk van tijd. Om het resultaat te consolideren, onderzochten wetenschappers een natuurlijke kernreactor, die zich in Afrika bevond en twee miljard jaar geleden actief was.
Toen geologen samen met natuurkundigen de overblijfselen van deze natuurlijke reactor onderzochten, konden ze dat ingesteld: om het te laten functioneren, moesten de waarden van de fundamentele constanten hetzelfde zijn als Nu. Wederom werd de hypothese bevestigd.
Sergey Pilipenko
2. Laten we het spectrum van verre ruimtevoorwerpen verkennen. Elk atoom van het periodiek systeem Mendelejev er is een spectrum waarmee je nauwkeurig kunt bepalen wat voor soort stof het is. Het hangt ook af van fysieke basisconstanten.
Om het spectrum van verre lichamen te verkennen, hebben astronomen quasars bestudeerd, enkele van de helderste objecten in het universum. Op een afstand van ongeveer 10 miljard lichtjaar bleken de constanten met hoge nauwkeurigheid hetzelfde te zijn als op aarde. En aangezien het licht van deze quasars al 10 miljard jaar naar ons toe reist, hebben wetenschappers nog een bewijs ontvangen dat de basiswetten niet met de tijd veranderen.
Het blijkt dat ze met voldoende nauwkeurigheid modellen van de ontwikkeling van het heelal kunnen bouwen. Noch grote afstanden, noch gigantische tijdsintervallen kunnen dit voorkomen.
Mythe 2. De oerknaltheorie bevestigt of weerlegt hypothesen over het ontstaan van de wereld
Toen wetenschappers in het begin van de 20e eeuw ontdekten dat het heelal uitdijde, was de oerknaltheorie geboren. Ze beweert dat er aan het begin van de ontwikkeling van het heelal een bepaald nulmoment was. Dat wil zeggen, eerst werd de hele massa samengeperst tot een punt en daarna vond er een explosie plaats. Hij begon af te tellen en de zaak begon zich te verspreiden. Zo ontstond het universum, dat zich blijft uitbreiden.
Veel filosofen verklaarden meteen: de oerknal is het moment van creatie! Een punt met een oneindig hoge dichtheid en temperatuur werd in de ruimte geplaatst door een almachtige schepper, en hij veroorzaakte ook een explosie!
Leuke theorie. Maar vandaag is het voor wetenschappers duidelijk dat dit een te vereenvoudigd model is. Als het waar zou blijken te zijn en er aanvankelijk maar één punt was, dan zou het universum vandaag homogeen blijken te zijn. Op elke plaats zou het dezelfde dichtheid hebben.
Maar in feite is de zaak in de wereld zeer ongelijk verdeeld. De dichtheid van gewoon water verschilt bijvoorbeeld 28 ordes van grootte van het gemiddelde van het heelal. Het is te veel.
Een universum dat overal hetzelfde is, zou erg saai zijn. De moderne wetenschap zegt dat er vóór het hete heelal een ander stadium was, waarvan we nog steeds niet zeker weten. Maar er zijn een aantal hypothesen over wat het zou kunnen zijn.
Sergey Pilipenko
Welnu, nu over het bewijs en de weerlegging van het creatieproces. Wereldreligies zeggen dat de schepper van onze wereld almachtig is. Daarom zou hij natuurlijk een universum kunnen creëren waarin alle door wetenschappers ontdekte natuurkundige wetten werken. Daarom ontwikkelt het zich in strikte overeenstemming met wetenschappelijke hypothesen.
Maar het feit is dat het absoluut onmogelijk is om het feit van de schepping te verifiëren, in dit universum te zijn en er van binnenuit naar te kijken. Dat wil zeggen, onderzoekers kunnen dit feit niet bevestigen of ontkennen. En een hypothese die niet kan worden getest met de methoden waarover wetenschappers beschikken, wordt als onwetenschappelijk beschouwd. Het gaat verder dan onderzoek en conclusies.
Er zijn verschillende andere theorieën over de oorsprong van de wereld:
1. Computer. Volgens deze hypothese is onze hele wereld een enorme simulatie en leven we in een virtueel model dat door iemand is gemaakt. Interessant genoeg blijkt het iets wetenschappelijker te zijn. Dat wil zeggen, we kunnen het op zijn minst gedeeltelijk controleren. Feit is dat elke computer, hoe krachtig die ook is, beperkingen heeft. Cijferreeksen daarin hebben bijvoorbeeld een eindige lengte. En we kunnen deze numerieke effecten zoeken in waarnemingen. Dus we gaan zoeken en controleren. En zoek uit of dit waar is theorie.
2. inflatoir. Een zeer populaire hypothese. Ze beweert dat het universum werd geboren in het overgangsproces van het primaire vacuüm naar een andere staat. Dit proces wordt vaak inflatie genoemd. De theorie verklaart waarom het heelal niet homogeen is, en de parameters van oneffenheden zijn verrassend vergelijkbaar met die welke vandaag door natuurkundigen en astronomen worden waargenomen. Het beschrijft nauwkeurig de verdeling van sterrenstelsels in de vorm van schuim. Voorspelt zowel de geboorte van meerdere universums als het bestaan van zwaartekrachtgolven in de ruimte. Wetenschappers zijn nu actief op zoek naar deze golven, en misschien zullen ze ze in de komende 30 jaar vinden. Ze kunnen deze hypothese dus testen.
3. Multidimensionaal. Het gaat ervan uit dat universums worden geboren wanneer sommige multidimensionale oppervlakken botsen, die zijn ondergedompeld in ruimte met een groter aantal dimensies dan de onze. Bijvoorbeeld in 11-dimensionaal. Ook in dit model moeten er veel universums zijn.
De hypothese kan worden getest door de zwaartekracht op microscopische schaal te meten. Wetenschappers zijn van mening dat extra dimensies noodzakelijkerwijs de zwaartekrachtparameters moeten veranderen, en ze proberen deze afwijkingen te vinden.
4. De theorie van de geboorte van universums in zwarte gaten. Beweert dat universums in objecten worden geboren, zwaartekracht veld die zo sterk is dat zelfs licht er niet uit kan. En deze theorie kan worden getest. Als we in een zwart gat leven, zouden de eigenschappen van ons universum moeten veranderen afhankelijk van de richting in de ruimte. Ook deze afwijkingen zullen vroeg of laat ontdekt worden. Tot nu toe hebben wetenschappers zoiets niet gevonden, maar misschien gaat het om de nauwkeurigheid van moderne meetmethoden.
De wetenschap is dus in staat om het ontstaan van het universum te verklaren zonder toevlucht te nemen tot de hypothese van de schepping.
Sergey Pilipenko
Mythe 3. We zullen nooit weten of er andere universums zijn
Veel hypothesen voorspellen het ontstaan van een groot aantal universums. Maar sceptici zeggen: wat is het nut van deze theorieën, als we toch nooit zeker kunnen weten of er meerdere werelden echt bestaan? Het blijkt dat we het kunnen. De zogenaamde "wormgaten" zullen ons hierbij helpen.
De gemakkelijkste manier om ze voor te stellen, is door een vel papier te nemen. Van het ene punt naar het andere op dit blad kun je op verschillende manieren gaan. Maar als je het laken dubbelvouwt en doorboort, verschijnen er nieuwe trajecten die door dit gat leiden. Dit is het wormgat.
Sergey Pilipenko
Via zo'n korte cursus kun je heel snel van het ene eind van het universum naar het andere komen. Wetenschappers geloven dat zulke "gaten" twee verschillende universums kunnen verbinden.
De theorie zegt dat waarnemers vanaf de zijkant van het gat er erg op moeten lijken zwarte gaten. En wetenschappers hebben al geleerd om deze objecten te detecteren. Bovendien lijken de foto's die de radiotelescoop maakt sterk op modellen die met theoretische berekeningen zijn gebouwd.
Volgens wetenschappers zouden we in zwarte gaten concentrische lichtcirkels moeten zien. Ze verschijnen omdat sterke zwaartekracht ervoor zorgt dat licht "in cirkels kronkelt" en andere complexe trajecten beschrijft.
Ongeveer dezelfde foto zou bij het wormgat moeten zijn. Binnen de donkere vlek zouden we lichtringen moeten zien. Maar ze moeten iets andere afmetingen hebben en zich op een andere locatie bevinden dan zwarte gaten.
Met de telescopen die astronomen tegenwoordig hebben, kunnen we dergelijke ringen nog niet zien. Meer gedetailleerde foto's nodig. Een nieuwe ruimtetelescoop, de Millimetron, die nu wordt ontwikkeld door Russische wetenschappers, zou ze moeten ontvangen.
Dus als we geluk hebben, ontdekken we of er andere universums zijn.
Sergey Pilipenko
Mythe 4. Het heelal bestuderen is vanuit praktisch oogpunt nutteloos
Sceptici zeggen: nou, laten we zeggen dat we ontdekten dat er een wormgat is op een afstand van 60 miljoen lichtjaar, en dat zou kunnen leiden naar een ander universum. Maar deze ontdekking zal ons leven op geen enkele manier veranderen, en voor gewone mensen is het gewoon nutteloos! Daarom moeten wetenschappers zich niet bezighouden met onnodig onderzoek. Het is beter om de krachten te bundelen en ons te concentreren op iets dat echt de moeite waard is. Bijvoorbeeld op zoek naar een remedie tegen kanker.
Feit is dat alle wetenschapsgebieden met elkaar verbonden zijn.
Het is onmogelijk om bepaalde gebieden te ontwikkelen zonder andere te ontwikkelen. Dan is er nergens vooruitgang.
Sergey Pilipenko
Kosmologie houdt zich echt bezig met de studie van het universum, niet met aardse zaken. Maar onderzoeksresultaten astronomen en natuurkundigen toepassing vinden in het leven van gewone mensen.
Wetenschappers zijn bijvoorbeeld al geruime tijd bezig met het ontwikkelen en testen van de MUSE-spectrometer. Het is zeer gevoelig en stelt je in staat om het spectrum van een groot deel van de hemel te bestuderen, waar zich tientallen sterrenstelsels bevinden. En toen wendden dokters zich tot hen en zeiden dat ze ook echt een zeer gevoelige spectrometer nodig hadden. Het zal helpen om nauwkeurige gegevens te verkrijgen over de parameters van de menselijke huid, en dit is nodig voor de diagnose van bepaalde soorten kanker.
Astronomen hebben samen met artsen tests uitgevoerd en nu ontwikkelen ze op basis van MUSE een goedkoper en compacter apparaat dat direct in klinieken kan worden gebruikt.
En tot slot het allerbelangrijkste, naar mijn mening: de kosmologie geeft ons een idee van onze plaats in het heelal, de plaats van onze planeet.
Sergey Pilipenko
Het blijkt dat het leven een zeer belangrijke factor is die veel verandert in het universum.
Wetenschappers hebben de specifieke kracht van verschillende ruimtevoorwerpen berekend. De zon heeft bijvoorbeeld een kolossale helderheid, maar ook een zeer stevige massa. Daarom is de hoeveelheid energie die vrijkomt per massa-eenheid klein. Het is niet meer dan de energie van warmte, die in dezelfde tijdseenheid vrijkomt door een bos rottende herfstbladeren.
Maar als we een levende plant nemen, blijkt dat deze tijdens het fotosyntheseproces tienduizend keer meer energie opslaat dan de specifieke kracht van de zon.
We observeren echter de hoogste waarde van deze parameter voor brein dieren en mensen. Dit betekent dat levende, en vooral intelligente wezens zeer actief de levenloze natuur kunnen beïnvloeden. Wat zien we op onze planeet.
En als we een verantwoorde levensstijl willen leiden en de gevolgen van al onze acties en passiviteit willen begrijpen, dan moeten we rekening houden met alle wetten die in dit universum bestaan. We moeten ze begrijpen. En om te weten welke mogelijkheden we hebben, dat wil zeggen waartoe het leven in principe in staat is en waartoe we in staat kunnen zijn.
Sergey Pilipenko
Lees ook🧐
- 7 mythen over ons universum die erg populair zijn op internet
- 10 vreemdste objecten in het universum
- "Om de een of andere reden heeft het universum wezens nodig die het kunnen begrijpen": neurowetenschappers - over welke geheimen onze hersenen verbergen