Μια πολύ ανησυχητική και αμφιλεγόμενο γραμμή σκέψης έχει προκύψει στο εσωτερικό της φυσικής κοινότητας.

Είναι η ιδέα που έχουμε φθάσει στο απόλυτο όριο του τι μπορούμε να κατανοήσουμε για τον κόσμο γύρω μας μέσω της επιστήμης. 

"Τα επόμενα χρόνια μπορεί να μας πει αν θα είμαστε σε θέση να συνεχίσει να αυξάνει την κατανόησή μας της φύσης ή αν ίσως, για πρώτη φορά στην ιστορία της επιστήμης, θα μπορούσαμε να αντιμετωπίσουμε ζητήματα που δεν μπορούμε να απαντήσουμε," Ο Χάρι Cliff, ένας φυσικός σωματιδίων στο Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών - περισσότερο γνωστή ως CERN - δήλωσε κατά τη διάρκεια πρόσφατης ομιλίας TED στη Γενεύη της Ελβετίας.

Εξίσου τρομακτικό είναι ο λόγος για αυτή πλησιάζει το όριο, το οποίο Cliff λέει ότι επειδή «οι νόμοι της φυσικής δεν απαγορεύουν».

Στον πυρήνα της επιχειρηματολογίας του Κλιφ είναι αυτό που ο ίδιος αποκαλεί τα δύο πιο επικίνδυνα αριθμούς στο σύμπαν. Οι αριθμοί αυτοί είναι αρμόδιοι για όλο το θέμα, τη δομή, και η ζωή που βλέπουμε σε ολόκληρο το σύμπαν.

Και αν αυτοί οι δύο αριθμοί ήταν ακόμα ελαφρώς διαφορετική, λέει ο Cliff, το σύμπαν θα ήταν ένα κενό, άψυχο θέση.

Επικίνδυνη Νο 1: Η ισχύς του πεδίου Higgs

ShutterstockΕικονογράφηση του μποζονίου Higgs και τον τομέα.

Το πρώτο επικίνδυνο αριθμός στη λίστα Cliff είναι μια τιμή που αντιπροσωπεύει την δύναμη αυτών που οι φυσικοί αποκαλούν το πεδίο Higgs, ένα αόρατο ενεργειακό πεδίο όχι εξ ολοκλήρου σε αντίθεση με άλλα μαγνητικά πεδία που διαπερνά το σύμπαν.

Καθώς τα σωματίδια να κολυμπήσετε μέσα από το πεδίο Higgs, αποκτούν μάζα για να γίνουν τελικά τα πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια και το οποίο περιλαμβάνει όλα τα άτομα που απαρτίζουν εσείς, εγώ, και ό, τι βλέπουμε γύρω μας.

Χωρίς αυτό, δεν θα ήμασταν εδώ.

Γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι κοντά υπάρχει το πεδίο Higgs, λόγω της μια πρωτοποριακή ανακάλυψη, το 2012, όταν το CERN φυσικοί εντοπιστεί ένα νέο στοιχειώδες σωματίδιο που ονομάζεται μποζόνιο Higgs. Σύμφωνα με τη θεωρία, δεν μπορείτε να έχετε ένα μποζόνιο Higgs χωρίς πεδίο Higgs.

Αλλά υπάρχει κάτι το μυστηριώδες σχετικά με το πεδίο Higgs, που συνεχίζει να διαταράσσουν τους φυσικούς σαν Cliff.

Σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν της γενικής σχετικότητας και η θεωρία της κβαντικής μηχανικής - τις δύο θεωρίες της φυσικής που οδηγούν την κατανόησή μας για το σύμπαν σε απίστευτα μεγάλο και εξαιρετικά μικρή κλίμακα - το πεδίο Higgs πρέπει να εκτελεί ένα από τα δύο καθήκοντα, λέει ο Cliff.

Είτε θα πρέπει να απενεργοποιηθεί, που σημαίνει ότι θα έχουν μια τιμή αντοχής του μηδέν και δεν θα πρέπει να εργάζονται για να δώσουν σωματίδια μάζα, ή θα πρέπει να ενεργοποιηθεί, και, όπως λέει η θεωρία, αυτή η «σχετικά με την αξία" είναι "απολύτως τεράστια , "λέει ο Cliff.Αλλά καμία από τις δύο σενάρια είναι αυτό που οι φυσικοί που παρατηρούν.

"Στην πραγματικότητα, το πεδίο Higgs είναι μόνο ελαφρά», λέει ο Cliff. «Δεν είναι το μηδέν, αλλά είναι δέκα χιλιάδων τρισεκατομμύρια φορές ασθενέστερη από ό, τι είναι πλήρως σχετικά με την αξία -.. Κάπως σαν ένα ελαφρύ διακόπτη που κόλλησε λίγο πριν από την θέση« off »και αυτή η τιμή είναι ζωτικής σημασίας Αν ήταν ένα μικροσκοπικό κομμάτι διαφορετικό , τότε δεν θα υπήρχε καμία φυσική δομή στο σύμπαν. "

Γιατί η δύναμη του πεδίου Higgs είναι τόσο γελοία αδύναμη αψηφά κατανόηση. Οι φυσικοί ελπίζουν να βρουν μια απάντηση σε αυτό το ερώτημα με την ανίχνευση ολοκαίνουργιο σωματίδια στο πρόσφατα αναβαθμισμένο επιταχυντής σωματιδίων στο CERN. Μέχρι στιγμής, όμως, και αν ακόμα το κυνήγι.

Επικίνδυνη Νο 2: Η δύναμη της σκοτεινής ενέργειας

Illustris Συνεργασία

Η κατανομή της σκοτεινής ύλης εμφανίζεται με μπλε χρώμα και τη διανομή του φυσικού αερίου σε πορτοκαλί. Αυτή η προσομοίωση είναι για την τρέχουσα κατάσταση του σύμπαντος και επικεντρώνεται σε ένα τεράστιο σμήνος γαλαξιών. Η περιοχή που φαίνεται είναι περίπου 300 εκατομμύρια έτη φωτός.

Δεύτερη επικίνδυνη αριθμό Cliff διπλασιάζει ως αυτό που οι φυσικοί έχουν καλέσει "τοχειρότερο θεωρητική πρόβλεψη στην ιστορία της φυσικής."

Αυτό το επικίνδυνο αριθμός ασχολείται με τα βάθη του βαθύ διάστημα και ένα μυαλό-meltingly σύνθετο φαινόμενο που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια.

Η σκοτεινή ενέργεια, μια απωστική δύναμη που είναι υπεύθυνη για την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος μας,μετρήθηκε αρχικά το 1998.

Ακόμα, «δεν ξέρουμε τι είναι η σκοτεινή ενέργεια είναι," Cliff παραδέχεται. "Αλλά η καλύτερη ιδέα είναι ότι είναι η ενέργεια του ίδιου του κενού χώρου -. Η ενέργεια του κενού"

Αν αυτό είναι αλήθεια, θα πρέπει να είναι σε θέση να συνοψίσει όλη την ενέργεια του κενού χώρου για να πάρετε μια τιμή που αντιπροσωπεύει τη δύναμη της σκοτεινής ενέργειας. Και παρόλο που θεωρητικά οι φυσικοί έχουν πράξει, υπάρχει ένα γιγαντιαίο πρόβλημα με την απάντησή τους:

"Η σκοτεινή ενέργεια θα πρέπει να είναι 10 120 φορές ισχυρότερη από την αξία που παρατηρούμε από την αστρονομία," δήλωσε ο Cliff. "Αυτό είναι ένας αριθμός τόσο μυαλό-bogglingly μεγάλη, ώστε είναι αδύνατο να πάρει το κεφάλι σας γύρω από ... ο αριθμός αυτός είναι μεγαλύτερος από οποιοδήποτε αριθμό στην αστρονομία - είναι χίλια-τρις-τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων φορές μεγαλύτερος από τον αριθμό των ατόμων στο σύμπαν . Αυτή είναι μια πολύ κακή πρόγνωση. "

Στη θετική πλευρά, είμαστε τυχεροί που η σκοτεινή ενέργεια είναι μικρότερη από ό, τι προβλέπουν οι θεωρητικοί. Αν ακολούθησαν θεωρητικά μοντέλα μας, τότε η απωστική δύναμη της σκοτεινής ενέργειας θα ήταν τόσο μεγάλη, ώστε θα σχίσει κυριολεκτικά το σύμπαν μας εκτός. Οι θεμελιώδεις δυνάμεις που δεσμεύουν τα άτομα μαζί θα ήταν αδύναμοι εναντίον της και τίποτα δεν θα μπορούσε ποτέ να σχηματίσουν - γαλαξίες, άστρα, πλανήτες, και η ζωή όπως την ξέρουμε δεν θα υπήρχε.

Από την άλλη πλευρά, είναι εξαιρετικά απογοητευτικό το ότι δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις τρέχουσες θεωρίες για το σύμπαν για να αναπτύξουν μια καλύτερη μέτρηση της σκοτεινής ενέργειας που συμφωνεί με τις υπάρχουσες παρατηρήσεις. Ακόμα καλύτερα από ό, τι η βελτίωση θεωρίες μας θα ήταν να βρεθεί ένας τρόπος που μπορούμε να καταλάβουμε γιατί η δύναμη της σκοτεινής ενέργειας και το πεδίο Higgs είναι αυτό που είναι.

Να πάρει τις απαντήσεις θα μπορούσε να είναι αδύνατη

YouTube / Ινστιτούτου PerimeterΕικονογράφηση ενός πολυσύμπαντος.

Cliff είπε ότι υπάρχει ένας πιθανός τρόπος για να πάρετε κάποιες απαντήσεις, αλλά ποτέ δεν θα μπορούσε να έχει τη δυνατότητα να το αποδείξει.

Εάν θα μπορούσαμε με κάποιο τρόπο να επιβεβαιώσει ότι το σύμπαν μας είναι μόνο ένα σε ένα τεράστιο πολυσύμπαν δισεκατομμύρια άλλα σύμπαντα, τότε "ξαφνικά μπορούμε να κατανοήσουμε τα παράξενα τελειοποιηθεί τιμές αυτών των δύο επικίνδυνων αριθμούς [διότι] στο μεγαλύτερο μέρος του πολυσύμπαντος σκοτεινής ενέργειας είναι τόσο ισχυρή ότι το σύμπαν παίρνει σπαράσσεται, ή το πεδίο Higgs είναι τόσο αδύναμη που δεν μπορούν να σχηματίσουν άτομα ", δήλωσε ο Cliff.

Για να αποδειχθεί αυτό, οι φυσικοί πρέπει να ανακαλύψουν νέα σωματίδια που θα υποστηρίζουν ριζοσπαστικές θεωρίες, όπως η θεωρία χορδών, η οποία προβλέπει την ύπαρξη ενός πολυσύμπαντος. Αυτή τη στιγμή, υπάρχει μόνο ένα μέρος στον κόσμο που θα μπορούσε ενδεχομένως να παράγουν αυτά τα σωματίδια, εφόσον υπάρχουν, και αυτός είναι ο Large Hadron Collider στο CERN.

Και οι φυσικοί έχουν μόνο δύο έως τρία χρόνια πριν από το CERN LHC κλείνει το κάτω για αναβαθμίσεις. Αν δεν έχουμε βρει τίποτα μέχρι τότε, Κλιφ είπε, θα μπορούσε να σηματοδοτήσει την αρχή του τέλους.

"Εμείς μπορεί να εισέρχεται σε μια νέα εποχή στη φυσική. Μια εποχή όπου υπάρχουν περίεργα χαρακτηριστικά του σύμπαντος που δεν μπορούμε να εξηγήσουμε. Μια εποχή όπου έχουμε ενδείξεις ότι ζούμε σε ένα πολυσύμπαν που βρίσκεται απογοητευτικά ανέφικτος. Μιας εποχής όπου θα δούμε Ποτέ δεν είναι σε θέση να απαντήσει στο ερώτημα γιατί είναι κάτι παρά τίποτα εκεί. "

Ελέγξτε την ομιλία TED παρακάτω: