Er zijn steeds meer aanwijzingen dat sommige delen van het universum bijzonder kunnen zijn. Een van de hoekstenen van de moderne astrofysica is het kosmologische principe, volgens hetwelk waarnemers op aarde hetzelfde zien als waarnemers van overal in het universum, en dat de wetten van de fysica overal hetzelfde zijn.
Veel observaties ondersteunen dit idee. Zo ziet het heelal er in alle richtingen min of meer hetzelfde uit, met aan alle kanten ongeveer dezelfde verdeling van sterrenstelsels.
Maar de laatste jaren beginnen sommige kosmologen de geldigheid van dit principe in twijfel te trekken.
Ze verwijzen naar gegevens van de studie van type 1-supernovae, die met een steeds toenemende snelheid van ons terugtrekken, wat niet alleen aangeeft dat het universum uitdijt, maar ook een steeds toenemende versnelling van deze uitbreiding.
Vreemd genoeg is de versnelling niet in alle richtingen gelijkmatig. In sommige richtingen versnelt het universum sneller dan in andere.
Maar in hoeverre kunt u deze gegevens vertrouwen? Het is mogelijk dat we in sommige richtingen een statistische fout waarnemen, die verdwijnt met de juiste analyse van de verkregen gegevens.
Promotie video:
Rong-Jen Kai en Zhong-Liang Tuo van het Instituut voor Theoretische Fysica aan de Chinese Academie van Wetenschappen in Peking, controleerden nogmaals de gegevens die waren verkregen van 557 supernovae uit alle delen van het universum en voerden herhaalde berekeningen uit.
Vandaag bevestigden ze de aanwezigheid van heterogeniteit. Volgens hun berekeningen vindt de snelste versnelling plaats in het sterrenbeeld Cantharellen van het noordelijk halfrond. Deze gegevens komen overeen met gegevens uit andere onderzoeken, volgens welke er een inhomogeniteit is in de kosmische microgolfachtergrondstraling.
Dit zou ertoe kunnen leiden dat kosmologen tot de gewaagde conclusie komen dat het kosmologische principe onjuist is.
Een opwindende vraag rijst: waarom is het heelal heterogeen en hoe zal dit de bestaande modellen van de kosmos beïnvloeden?
Bereid je voor op een galactische beweging
Een groep onderzoekers uit de Verenigde Staten en Canada heeft een kaart gepubliceerd van de bewoonbare zones van de Melkweg. Het artikel van wetenschappers werd geaccepteerd voor publicatie in het tijdschrift Astrobiology en de voordruk is beschikbaar op arXiv.org.
Melkweg
Volgens moderne concepten wordt de Galactic Habitable Zone (GHZ) gedefinieerd als een gebied waar enerzijds genoeg zware elementen zijn om planeten te vormen, en anderzijds niet wordt beïnvloed door kosmische rampen. De belangrijkste van dergelijke rampen zijn volgens wetenschappers supernova-explosies, die gemakkelijk een hele planeet kunnen "steriliseren".
Als onderdeel van de studie hebben wetenschappers een computermodel gebouwd van de vorming van sterren, evenals type Ia supernovae (witte dwergen in binaire systemen die materie stelen van een buurman) en II (explosie van een ster over 8 zonsmassa's). Het resultaat was dat astrofysici gebieden van de Melkweg konden identificeren die in theorie geschikt zijn voor bewoning.
Bovendien hebben wetenschappers ontdekt dat ongeveer 1,5 procent van alle sterren in de melkweg (dat wil zeggen ongeveer 4,5 miljard van 3 × 1011 sterren) bewoonde planeten op verschillende tijdstippen zouden kunnen bestaan.
Bovendien zou 75 procent van deze hypothetische planeten in getijdenvangst moeten zijn, dat wil zeggen: constant met één kant naar de ster "kijken". Of er leven mogelijk is op dergelijke planeten, is een kwestie van discussie onder astrobiologen.
Om de GHZ te berekenen, gebruikten wetenschappers dezelfde benadering die wordt gebruikt om de bewoonbare zones rond sterren te analyseren. Zo'n zone wordt meestal een gebied rond een ster genoemd waarin vloeibaar water kan bestaan op het oppervlak van een rotsachtige planeet.
Ons universum is een hologram. Is er een echte realiteit?
De aard van het hologram - "geheel in elk deeltje" - geeft ons een compleet nieuwe manier om de structuur en volgorde van dingen te begrijpen. We zien objecten, bijvoorbeeld elementaire deeltjes, gescheiden omdat we slechts een deel van de werkelijkheid zien.
Deze deeltjes zijn geen aparte "delen", maar facetten van een diepere eenheid
Op een dieper niveau van de werkelijkheid zijn dergelijke deeltjes geen afzonderlijke objecten, maar als het ware een voortzetting van iets fundamenteler.
Wetenschappers zijn tot de conclusie gekomen dat elementaire deeltjes ongeacht de afstand met elkaar kunnen communiceren, niet omdat ze mysterieuze signalen uitwisselen, maar omdat hun scheiding een illusie is.
Als de scheiding van deeltjes een illusie is, dan zijn op een dieper niveau alle objecten in de wereld oneindig met elkaar verbonden.
De elektronen in de koolstofatomen in onze hersenen worden geassocieerd met de elektronen van elke zalm die zwemt, elk hart dat klopt en elke ster die aan de hemel schijnt.
Het universum als hologram betekent dat we dat niet zijn
Het hologram vertelt ons dat we een hologram zijn.
Wetenschappers van het Center for Astrophysical Research in Fermilab werken momenteel aan een Holometer-apparaat dat alles wat de mensheid nu weet over het universum zal weerleggen.
Met behulp van het apparaat "Holometer" hopen experts de gekke veronderstelling te bewijzen of te weerleggen dat het driedimensionale universum zoals we het kennen gewoon niet bestaat, omdat het niets meer is dan een soort hologram. Met andere woorden, de omringende realiteit is een illusie en niets meer.
… De theorie dat het heelal een hologram is, is gebaseerd op de niet zo lang geleden aanname dat ruimte en tijd in het heelal niet continu zijn.
Ze bestaan zogenaamd uit afzonderlijke delen, stippen - alsof ze uit pixels bestaan, en daarom is het onmogelijk om de "beeldschaal" van het heelal oneindig te vergroten en dieper en dieper in de essentie van de dingen door te dringen. Bij het bereiken van een bepaalde schaalwaarde blijkt het heelal zoiets als een digitaal beeld van zeer slechte kwaliteit te zijn - wazig, wazig.
Stel je een gewone foto uit een tijdschrift voor. Het ziet eruit als een continu beeld, maar vanaf een bepaald niveau van vergroting valt het uiteen in punten die een geheel vormen. En ook onze wereld is zogenaamd samengesteld uit microscopisch kleine punten tot een enkel mooi, zelfs convex beeld.
Een geweldige theorie! En tot voor kort werd ze niet serieus genomen. Alleen recente studies van zwarte gaten hebben de meeste onderzoekers ervan overtuigd dat er iets in de "holografische" theorie zit.
Feit is dat de geleidelijke verdamping van zwarte gaten die astronomen in de loop van de tijd ontdekten, leidde tot een informatieparadox: in dit geval zou alle informatie over het inwendige van het gat verdwijnen.
En dit is in strijd met het principe van het bewaren van informatie
Maar Nobelprijswinnaar in de natuurkunde Gerard t'Hooft, voortbouwend op het werk van professor Jacob Bekenstein aan de Universiteit van Jeruzalem, bewees dat alle informatie in een driedimensionaal object kan worden opgeslagen binnen tweedimensionale grenzen die blijven bestaan na de vernietiging ervan, net als een afbeelding van een driedimensionaal object. object kan in een tweedimensionaal hologram worden geplaatst.
DE WETENSCHAPPER HEEFT EENS EEN FANTASME
Voor de eerste keer werd het "gekke" idee van universele illusie geboren door de natuurkundige van de Universiteit van Londen David Bohm, een collega van Albert Einstein, in het midden van de twintigste eeuw.
Volgens zijn theorie werkt de hele wereld op vrijwel dezelfde manier als een hologram.
Zoals elk willekeurig klein gedeelte van het hologram het volledige beeld van een driedimensionaal object bevat, wordt elk bestaand object "ingebed" in elk van zijn samenstellende delen.
"Hieruit volgt dat de objectieve werkelijkheid niet bestaat", kwam professor Bohm toen tot een verbluffende conclusie. “Zelfs met zijn schijnbare dichtheid is het universum in wezen een fantasma, een gigantisch, luxueus gedetailleerd hologram.
Bedenk dat een hologram een driedimensionale foto is die met een laser is gemaakt. Om het te maken, moet allereerst het gefotografeerde object worden verlicht met laserlicht. Vervolgens geeft de tweede laserstraal, opgeteld bij het gereflecteerde licht van het object, een interferentiepatroon (afwisseling van de minima en maxima van de stralen), dat op de film kan worden vastgelegd.
De voltooide opname ziet eruit als een betekenisloze tussenlaag van lichte en donkere lijnen. Maar het is de moeite waard om de foto met een andere laserstraal te verlichten, omdat onmiddellijk een driedimensionaal beeld van het originele object verschijnt.
Driedimensionaliteit is niet de enige prachtige eigenschap die inherent is aan een hologram
Als een hologram met een afbeelding van bijvoorbeeld een boom doormidden wordt gesneden en belicht met een laser, bevat elke helft een hele afbeelding van dezelfde boom, precies even groot. Als we doorgaan met het in kleinere stukjes snijden van het hologram, zullen we op elk ervan weer het beeld van het hele object als geheel vinden.
In tegenstelling tot conventionele fotografie bevat elk deel van het hologram informatie over het hele onderwerp, maar met een evenredige vermindering van de helderheid.
"Het principe van het hologram" alles in elk deel "stelt ons in staat om de kwestie van organisatie en orde op een geheel nieuwe manier te benaderen", legt professor Bohm uit. “Gedurende het grootste deel van haar geschiedenis is de westerse wetenschap geëvolueerd met het idee dat de beste manier om een fysisch fenomeen te begrijpen, of het nu een kikker of een atoom is, is door het te ontleden en de samenstellende delen ervan te bestuderen.
Het hologram liet ons zien dat sommige dingen in het heelal zich niet op deze manier lenen voor verkenning. Als we iets ontleden dat holografisch is gerangschikt, krijgen we niet de delen waaruit het bestaat, maar krijgen we hetzelfde, maar met minder precisie.
EN HIER VERSCHIJNEN ALLE VERKLARENDE ASPECTEN
Bohm kwam ook tot het "gekke" idee door het sensationele experiment met elementaire deeltjes. Fysicus van de Universiteit van Parijs, Alan Aspect, ontdekte in 1982 dat elektronen onder bepaalde omstandigheden onmiddellijk met elkaar kunnen communiceren, ongeacht de afstand tussen hen.
Het maakt niet uit of er tien millimeter tussen zit of tien miljard kilometer. Op de een of andere manier weet elk deeltje altijd wat de ander doet. Slechts één probleem van deze ontdekking verward: het is in strijd met Einsteins postulaat over de maximale voortplantingssnelheid van interactie, gelijk aan de snelheid van het licht.
Aangezien sneller reizen dan de lichtsnelheid neerkomt op het doorbreken van een tijdsbarrière, heeft dit ontmoedigende vooruitzicht natuurkundigen diep in twijfel getrokken over het werk van Aspect.
Maar Bohm slaagde erin een verklaring te vinden. Volgens hem werken elementaire deeltjes op elke afstand samen, niet omdat ze onderling mysterieuze signalen uitwisselen, maar omdat hun scheiding een illusie is. Hij legde uit dat op een dieper niveau van de werkelijkheid dergelijke deeltjes geen afzonderlijke objecten zijn, maar in feite uitbreidingen van iets fundamenteler.
"De professor illustreerde zijn ingewikkelde theorie met het volgende voorbeeld voor een beter begrip", schreef Michael Talbot, auteur van The Holographic Universe. - Stel je een aquarium voor met vissen. Stel je voor dat je het aquarium niet rechtstreeks kunt zien, maar dat je alleen naar twee televisieschermen kunt kijken, die beelden uitzenden van camera's die zich vooraan en de ander aan de zijkant van het aquarium bevinden.
Als je naar de schermen kijkt, kun je concluderen dat de vissen op elk scherm afzonderlijke objecten zijn. Omdat camera's beelden vanuit verschillende hoeken verzenden, zien vissen er anders uit. Maar terwijl je blijft observeren, zul je na een tijdje merken dat er een relatie is tussen de twee vissen op verschillende schermen.
Als de ene vis draait, verandert de andere ook van richting, iets anders, maar altijd overeenkomstig de eerste. Als je de ene vis van voren ziet, is de andere zeker in profiel. Als je geen volledig beeld van de situatie hebt, zou je liever concluderen dat de vissen op de een of andere manier onmiddellijk met elkaar moeten communiceren, dat dit geen toeval is."
- Expliciete superluminale interactie tussen deeltjes vertelt ons dat er een dieper niveau van realiteit voor ons verborgen is, - Bohm verklaarde het fenomeen van de experimenten van Aspect, - van een hogere dimensie dan de onze, zoals in de analogie met het aquarium. We zien deze deeltjes alleen scheiden omdat we slechts een deel van de werkelijkheid zien.
En de deeltjes zijn geen aparte "delen", maar facetten van een diepere eenheid, die uiteindelijk net zo holografisch en onzichtbaar is als de hierboven genoemde boom.
En aangezien alles in de fysieke werkelijkheid uit deze "fantomen" bestaat, is het universum dat we waarnemen zelf een projectie, een hologram.
Wat een hologram nog meer kan dragen, is nog niet bekend
Stel bijvoorbeeld dat het de matrix is die alles in de wereld doet ontstaan, dan bevat hij tenminste alle elementaire deeltjes die elke mogelijke vorm van materie en energie hebben opgenomen of ooit zullen aannemen - van sneeuwvlokken tot quasars, van blauwe vinvissen tot gamma stralen. Het is als een universele supermarkt die alles heeft.
Hoewel Bohm toegaf dat we niet kunnen weten wat er nog meer in het hologram staat, nam hij de vrijheid om te beweren dat we geen reden hadden om aan te nemen dat er niets anders in zat. Met andere woorden, het is mogelijk dat het holografische niveau van de wereld slechts een van de stadia van eindeloze evolutie is.
OPTIMIST'S MENING
Psycholoog Jack Kornfield, die sprak over zijn eerste ontmoeting met de inmiddels overleden leraar Tibetaans boeddhisme Kalu Rinpoche, herinnert zich dat de volgende dialoog tussen hen plaatsvond:
- Kun je me in een paar zinnen de essentie van boeddhistische leringen uitleggen?
'Ik had het kunnen doen, maar je zult me niet geloven, en het zal je vele jaren kosten om te begrijpen wat ik bedoel.
- Hoe dan ook, leg het uit, dus ik wil het weten. Rinpoche's antwoord was extreem kort:
- Je bestaat niet echt.
TIJD BESTAAT UIT KORRELS
Maar is het mogelijk om deze illusie met instrumenten te 'voelen'? Het bleek ja. In Duitsland doet de GEO600-zwaartekrachttelescoop, gebouwd in Hannover (Duitsland), al enkele jaren onderzoek om zwaartekrachtgolven, ruimte-tijd-oscillaties die superzware objecten in de ruimte creëren, te detecteren.
Er is in de loop der jaren echter geen enkele golf gevonden. Een van de redenen zijn vreemde geluiden in het bereik van 300 tot 1500 Hz, die de detector lange tijd registreert. Ze bemoeien zich echt met zijn werk.
Onderzoekers zochten tevergeefs naar de bron van het geluid totdat Craig Hogan, directeur van het Center for Astrophysical Research van het Fermi Laboratory, per ongeluk contact met hen opnam.
Hij verklaarde dat hij begreep wat er aan de hand was. Volgens hem volgt uit het holografische principe dat ruimte-tijd geen ononderbroken lijn is en hoogstwaarschijnlijk een verzameling microzones, korrels, een soort kwanta van ruimte-tijd.
- En de nauwkeurigheid van de GEO600-apparatuur is tegenwoordig voldoende om de vacuümfluctuaties te registreren die optreden aan de grenzen van de ruimtekwanta, waarvan de korrels, als het holografische principe correct is, het universum bestaat, - legde professor Hogan uit.
Volgens hem stuitte GEO600 op een fundamentele beperking van ruimte-tijd - de "korrel", zoals de korrel van tijdschriftfotografie. En hij zag dit obstakel als "lawaai".
En Craig Hogan, die Bohm volgt, herhaalt met overtuiging:
- Als de resultaten van GEO600 voldoen aan mijn verwachtingen, dan leven we allemaal echt in een enorm hologram van universele proporties.
Tot dusverre komen de meetwaarden van de detector exact overeen met de berekeningen, en het lijkt erop dat de wetenschappelijke wereld aan de vooravond staat van een grandioze ontdekking.
Deskundigen herinneren eraan dat ooit het externe geluid dat onderzoekers van het Bell Laboratory - een groot onderzoekscentrum op het gebied van telecommunicatie, elektronische en computersystemen - woedend maakte tijdens experimenten in 1964, al een voorbode werd van een wereldwijde verandering in het wetenschappelijke paradigma: zo werd de relikwie-straling ontdekt, wat de hypothese bewees over de oerknal.
En wetenschappers verwachten bewijs van de holografische aard van het heelal wanneer het Holometer-apparaat op volle kracht gaat werken. Wetenschappers hopen dat hij de hoeveelheid praktische gegevens en kennis van deze buitengewone ontdekking, die nog steeds gerelateerd is aan de theoretische fysica, zal vergroten.
De detector is als volgt gerangschikt: ze schijnen met een laser door een straalsplitser, van daaruit gaan twee stralen door twee loodrechte lichamen, worden gereflecteerd, komen terug, smelten samen en creëren een interferentiepatroon, waarbij elke vervorming informeert over een verandering in de verhouding van de lichaamslengtes, aangezien de zwaartekrachtgolf door de lichamen gaat en samenperst of rekt de ruimte ongelijk in verschillende richtingen uit.
- "Holometer" zal het mogelijk maken om de schaal van ruimte-tijd te vergroten en te kijken of de aannames over de fractionele structuur van het heelal, puur gebaseerd op wiskundige conclusies, zullen worden bevestigd, - stelt professor Hogan voor.
De eerste gegevens die met het nieuwe apparaat worden verkregen, zullen medio dit jaar binnenkomen.
MENING VAN DE PESSIMIST
President van de Royal Society of London, kosmoloog en astrofysicus Martin Rees: "De geboorte van het heelal zal voor altijd een mysterie voor ons blijven"
- We begrijpen de wetten van het universum niet. En je zult nooit weten hoe het universum verscheen en wat het te wachten staat. Hypothesen over de oerknal, die naar verluidt de wereld om ons heen heeft voortgebracht, of over het feit dat er vele andere parallel met ons universum bestaan, of over de holografische aard van de wereld - zullen onbewezen veronderstellingen blijven.
Ongetwijfeld zijn er voor alles verklaringen, maar er zijn niet zulke genieën die ze zouden kunnen begrijpen. De menselijke geest is beperkt. En hij bereikte zijn limiet. Zelfs vandaag de dag begrijpen we bijvoorbeeld de microstructuur van een vacuüm net zo goed als vissen in een aquarium, die zich totaal niet bewust zijn van hoe de omgeving waarin ze leven, werkt.
Ik heb bijvoorbeeld reden om te vermoeden dat de ruimte een cellulaire structuur heeft. En elk van zijn cellen is triljoenen, triljoenen keer kleiner dan een atoom. Maar we kunnen dit niet bewijzen of weerleggen, of begrijpen hoe zo'n constructie werkt. De taak is te moeilijk, buiten de menselijke geest.
Computermodel van de melkweg
Na negen maanden rekenen op een krachtige supercomputer, hebben astrofysici een computermodel gemaakt van een prachtig spiraalstelsel dat een kopie is van onze Melkweg.
Tegelijkertijd wordt de fysica van de vorming en evolutie van ons sterrenstelsel waargenomen. Dit model, dat is gemaakt door onderzoekers van de Universiteit van Californië en het Instituut voor Theoretische Fysica in Zürich, stelt je in staat het probleem op te lossen waarmee de wetenschap wordt geconfronteerd, dat voortkwam uit het heersende kosmologische model van het universum.
"Eerdere pogingen om een enorm schijfstelsel zoals de Melkweg te creëren, mislukten omdat het model een uitstulping (centrale uitstulping) had die te groot was in vergelijking met de grootte van de schijf", zegt Javiera Guedes, een afgestudeerde student astronomie en astrofysica aan de Universiteit van Californië en auteur van een wetenschappelijk artikel over dit model, genaamd Eris (Engelse "Eris"). De studie wordt gepubliceerd in het Astrophysical Journal.
Eris is een enorm spiraalvormig sterrenstelsel met een kern in het midden die bestaat uit heldere sterren en andere structurele objecten die voorkomen in sterrenstelsels zoals de Melkweg. In termen van parameters als helderheid, de verhouding tussen de breedte van het centrum van het sterrenstelsel en de breedte van de schijf, de samenstelling van de sterren en andere eigenschappen, valt het samen met de Melkweg en andere sterrenstelsels van dit type.
Volgens de co-auteur, Piero Madau, hoogleraar astronomie en astrofysica aan de Universiteit van Californië, werd er aanzienlijk geld uitgegeven aan de uitvoering van het project, waarbij 1,4 miljoen processoruren aan rekentijd op een supercomputer op een NASA Pleiades-computer werden gekocht.
De verkregen resultaten maakten het mogelijk om de theorie van "koude donkere materie" te bevestigen, volgens welke de evolutie van de structuur van het heelal voortging onder invloed van gravitatie-interacties van donkere koude materie ("donker" vanwege het feit dat het niet kan worden gezien, en "koud" vanwege het feit dat deeltjes heel langzaam bewegen).
“Dit model volgt de interactie van meer dan 60 miljoen donkere materie en gasdeeltjes. De code omvat de fysica van processen zoals zwaartekracht en hydrodynamica, stervorming en supernova-explosies - allemaal in de hoogste resolutie van elk kosmologisch model ter wereld,”zei Guedes.
