端からの理論。 科学の動物園で
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端からの理論。 科学の動物園で

境界科学は少なくとも XNUMX つの方法で理解されます。 第一に、健全な科学としてですが、主流やパラダイムの外にあります。 第二に、すべての理論や仮説と同様、科学とはほとんど関係がありません。

ビッグバン理論もかつては非周辺科学の領域に属していました。 彼は 40 年代に初めて自分の言葉を語った人でした。 フレッドホイル, 恒星の進化理論の創始者。 彼はこれをラジオ放送で行いました (1) が、コンセプト全体をからかうことを意図した嘲笑としてでした。 そして、この銀河は、銀河が互いに「逃げている」ことが発見されたときに誕生しました。 このことから研究者らは、宇宙が膨張しているのであれば、ある時点で膨張が始まったに違いないと考えた。 この信念は、現在支配的で普遍的に異論のないビッグバン理論の基礎を形成しました。 次に、膨張メカニズムは別のことで説明されており、これについても現在ほとんどの科学者が異論を唱えていません。 インフレーション理論。 オックスフォード天文学辞典には、ビッグバン理論について次のように書かれています。「宇宙の起源と進化を説明する最も広く受け入れられている理論。 ビッグバン理論によれば、宇宙は特異点(高温・高密度の初期状態)から生じ、そこから膨張していくという。」

「科学的排除」に反対

しかし、科学界でも誰もがこの現状に満足しているわけではありません。 ポーランドを含む世界中からのXNUMX人以上の科学者が数年前に署名した書簡には、特に「ビッグバンは、宇宙論的インフレーション、非宇宙論的存在など、増え続ける仮説上の存在に基づいている」と書かれています。 -極性物質。 (暗黒物質)と暗黒エネルギー。 (…) ビッグバン理論の観測と予測の間の矛盾は、そのような実体を追加することによって解決されます。 観察できない、または観察されていない生き物。 …科学の他の分野においては、そのような物体が繰り返し必要になると、少なくともその基礎となる理論の妥当性について深刻な疑問が生じるだろう――その理論が不完全さのために失敗した場合。 »

「この理論は」と科学者らは書いている、「この理論は、エネルギー保存則とバリオン数保存則(同量の物質と反物質がエネルギーで構成されているという原理)というXNUMXつの確立された物理法則に違反する必要がある。」 「

結論? 「(...) ビッグバン理論は、宇宙の歴史を説明する唯一の利用可能な基礎ではありません。 宇宙の基本的な現象については別の説明もあります。、豊富な軽元素、巨大構造の形成、背景放射の説明、ハッブルとの関係などが含まれます。 今日に至るまで、そのような問題や代替解決策について自由に議論したりテストしたりすることはできません。 大規模なカンファレンスに最も欠けているのは、オープンなアイデアの交換です。 …これは、自由な科学的探求の精神とは相反する、独断的な思考の増大を反映しています。 これは健全な状況とは言えません。」

おそらく、ビッグバンに疑問を呈する理論は、周縁部に追いやられているとはいえ、正当な科学的理由により「科学的排除」から保護されるべきである。

物理学者が隠蔽したこと

ビッグバンを除外するすべての宇宙理論は、暗黒エネルギーのやっかいな問題を排除し、光の速度や時間などの定数を変数に変換し、時間と空間の相互作用を統一しようとする傾向があります。 近年の代表的な例は、台湾の物理学者による提案である。 彼らのモデルでは、多くの研究者の観点からすると、これは非常に問題です。 暗黒エネルギーが消える。 したがって、残念なことに、宇宙には始まりも終わりもないと信じざるを得ません。 このモデルの主著者である国立台湾大学の Wung-Ji Szu 氏は、時間と空間は別個のものではなく、相互に交換できる密接に関連した要素であると説明しています。 このモデルでは、光の速度も重力定数も一定ではありませんが、宇宙が膨張するにつれて起こる、時間と質量からサイズと空間への変換の要因となります。

シュウの理論は空想とみなされるかもしれないが、過剰な暗黒エネルギーが膨張を引き起こす膨張宇宙というモデルは深刻な問題を引き起こす。 この理論により、科学者たちはエネルギー保存の物理法則を「覆い隠した」と指摘する人もいます。 台湾の概念はエネルギー保存の原則に違反していないが、ビッグバンの遺物と考えられているマイクロ波背景放射に問題がある。

昨年、エジプトとカナダの二人の物理学者による講演が知られ、彼らは新しい計算に基づいて、別の非常に興味深い理論を開発しました。 彼らによると 宇宙は常に存在していました -ビッグバンはありませんでした。 量子物理学に基づくこの理論は、暗黒物質と暗黒エネルギーの問題を一気に解決するため、さらに魅力的に見えます。

2. 量子液体の可視化

科学技術都市ゼワイルのアーメド・ファラグ・アリ氏とレスブリッジ大学のサウリヤ・ダス氏はそれを試した。 量子力学と一般相対性理論を組み合わせる。 彼らは教授が開発した方程式を使用しました。 カルカッタ大学の Amal Kumar Raychaudhuri 氏は、一般相対性理論における特異点の発達を予測することを可能にしました。 しかし、数回の修正を経て、実際にはすべての空間を満たしているように見える無数の小さな粒子からなる「液体」を表現していることに彼らは気づきました。 長い間、重力の問題を解決しようとする試みは、私たちを仮説に導きました。 重力子 は、この相互作用を生成する粒子です。 ダスとアリによれば、この量子「流体」を形成できるのはこれらの粒子だそうです (2)。 彼らの方程式の助けを借りて、物理学者が「流体」の経路を過去に追跡したところ、13,8万年前には物理学にとって厄介な特異点は実際には存在しなかったことが判明しました。 宇宙は永遠に続くように思えます。 過去には明らかに小さかったが、以前に提案された空間内の無限小点まで圧縮されることはなかった。.

新しいモデルは、宇宙内に負の圧力を生み出すことで宇宙の膨張を促進すると予想されるダークエネルギーの存在も説明できる可能性がある。 ここでは、「液体」自体が小さな力を生み出し、空間を外側に向けて宇宙へと拡張します。 そして、それで終わりではありません。なぜなら、このモデルにおける重力子の質量の決定は、目に見えないまま宇宙全体に重力の影響を与えると考えられているもう一つの謎である暗黒物質を説明するのに役立ったからです。 簡単に言えば、「量子液体」そのものが暗黒物質です。

3. WMAPによる宇宙背景放射線の画像

膨大な数のモデルを取り揃えております

過去 XNUMX 年間の後半、哲学者のミハル・テンプチクは嫌悪感を込めてこう宣言した。 「宇宙論の経験的内容は乏しく、予測される事実はほとんどなく、少量の観測データに基づいています。」。 各宇宙論モデルは経験的に同等、つまり同じデータに基づいています。 基準は理論的でなければなりません。 現在、私たちは以前よりも多くの観測データを持っていますが、宇宙論的情報の基盤は根本的に増加していません。ここでは WMAP 衛星 (3) とプランク望遠鏡衛星 (4) からのデータを引用できます。

ハワード・ロバートソンとジェフリー・ウォーカーが独立して結成 膨張する宇宙の指標。 フリードマン方程式の解とロバートソン-ウォーカー計量は、いわゆる FLRW モデル (フリードマン-ルメートル-ロバートソン-ウォーカー計量) を形成します。 時間をかけて修正され、補足され、宇宙論の標準モデルとしての地位を確立しています。 このモデルは、その後の経験的データで最も優れたパフォーマンスを発揮しました。

もちろん、さらに多くのモデルが作成されました。 30年代に作られた アーサー・ミルンの宇宙モデル、彼の運動学的な相対性理論に基づいています。 アインシュタインの一般相対性理論や相対論的宇宙論と競合すると考えられていたが、ミルンの予測はアインシュタイン場方程式(EFE)の解の一つに還元されることが判明した。

4. プランク宇宙望遠鏡

またこの時、相対論的熱力学の創始者であるリチャード・トールマンが宇宙のモデルを発表しました。後に彼のアプローチは一般化され、いわゆる LTBモデル (ルメートル・トールマン・ボンディ)。 これは、自由度が高く、したがって対称性が低い異種モデルでした。

FLRW モデルに対する激しい競争とその拡大 LCMモデルこれには、宇宙の膨張の加速と冷たい暗黒物質の原因となる、いわゆる宇宙定数であるラムダも含まれています。 これは非ニュートン宇宙論の一種で、宇宙背景放射 (CBR) やクエーサーの発見に対処できなかったため棚上げされました。 このモデルによって提案された無からの物質の出現にも、数学的に説得力のある正当化があったにもかかわらず、反対されました。

おそらく量子宇宙論の最も有名なモデルは次のとおりです。 ホーキング博士とハートル氏の無限宇宙モデル。 これには、宇宙全体を波動関数で記述できるものとして扱うことが含まれていました。 成長とともに 超ひも理論 これに基づいて宇宙論モデルを構築する試みが行われました。 最も有名なモデルは、弦理論のより一般的なバージョンに基づいています。 私の理論。 たとえば、次のように置き換えることができます モデル ランドール・サンドルマ.

5. 多元的なビジョン

マルチバース

長い一連の境界理論のもう 5 つの例は、ふすま宇宙の衝突に基づいた多元宇宙の概念 (6) です。 この衝突により爆発が起こり、爆発のエネルギーが熱放射に変換されると言われています。 このモデルにダーク エネルギーを含めることで、インフレーション理論でもしばらく使用され、周期モデル (XNUMX) の構築が可能になりました。そのアイデアは、たとえば、脈動する宇宙の形で、以前に繰り返し拒否されました。

6. 振動する周期宇宙の可視化

宇宙火災モデル、エクスピローシス モデル(ギリシャ語のエクパイロシス - 「世界火災」に由来)、あるいは大暴落理論としても知られるこの理論の著者は、ケンブリッジ大学とプリンストン大学の科学者、ポール・スタインハートとニール・テュロック。 彼らによると、最初、宇宙は何もなく冷たい場所でした。 時間もエネルギーも何もありませんでした。 隣り合った XNUMX つの平面宇宙の衝突だけが「大火災」を引き起こしました。 そのとき発生したエネルギーがビッグバンを引き起こしました。 この理論の著者は、現在の宇宙の膨張についても説明しています。 大衝突理論は、宇宙がその上に位置するいわゆる宇宙と他の宇宙との衝突、およびその衝突のエネルギーの物質への変換によって現在の形が形成されたことを示唆しています。 私たちが知っている物質が形成され、私たちの宇宙が拡大し始めたのは、隣の二重と私たちの二重の衝突の結果でした。。 おそらく、このような衝突のサイクルは無限に続くでしょう。

大衝突理論は、スティーブン・ホーキング博士や宇宙マイクロ波背景放射の発見者の一人であるジム・ピーブルズを含む著名な宇宙学者のグループによって支持されています。 プランク ミッションの結果は、周期モデルの予測の一部と一致しています。

同様の概念は古代にすでに存在していましたが、今日最も一般的に使用されている「多元宇宙」という用語は、1960 年 60 月に当時英国惑星間協会のスコットランド支部の副会長であったアンディ ニモによって造られました。 この用語はここ数年、正しくも正しくも使用されていません。 XNUMX 年代後半、SF 作家マイケル ムアコックは、これをすべての世界の集合体と呼びました。 物理学者のデヴィッド・ドゥイッチは、彼の小説の一つを読んだ後、アンディ・ニモの元の定義に反して、すべての可能な宇宙の集合を扱う科学的研究(ヒュー・エヴェレットの量子多世界理論の発展を含む)において、この意味でそれを使用しました。 この研究が出版された後、他の科学者の間で噂が広がりました。 したがって、「宇宙」とは特定の法則に支配された XNUMX つの世界を意味し、「多元宇宙」とはすべての宇宙の仮想的な集合体を指します。

7. 多元宇宙に存在する仮想的な宇宙の数。

この「量子多元宇宙」の宇宙では、まったく異なる物理法則が適用される可能性があります。 カリフォルニアのスタンフォード大学の宇宙学者と天体物理学者の計算によると、そのような宇宙の数は、1010 の 10 乗、さらに 10 乗すると 7 個になる可能性があります。 。 そして、ゼロの数が観測可能な宇宙の原子の数 (推定 7 個) を超えているため、この数字は 1080 進数で書くことができません。

減衰する真空

80年代初頭、いわゆる インフレーション宇宙論 アラン・ガス、アメリカの物理学者、素粒子分野の専門家。 FLRW モデルの観測上の困難の一部を説明するために、彼女はプランク閾値を超えた後 (ビッグバン後 10 ~ 33 秒) の追加の急速膨張期間を標準モデルに導入しました。 ガスは、1979 年に宇宙の初期の存在を説明する方程式に取り組んでいたときに、何か奇妙なもの、つまり偽りの真空に気づきました。 それは、例えば、空ではなかったという点で、真空についての私たちの知識とは異なりました。 むしろ、それは物質であり、宇宙全体を発火させることができる強力な力でした。

丸いチーズを想像してみてください。 それを私たちのものにしましょう 偽真空 ビッグバンの前。 それは、私たちが「斥力重力」と呼ぶ驚くべき性質を持っています。 それは非常に強力な力で、真空は一瞬のうちに原子サイズから銀河サイズまで膨張する可能性があります。 その一方で、放射性物質と同様に崩壊する可能性があります。 真空の一部が壊れると、スイスチーズに穴が開くような、膨張する泡が生じます。 このような気泡の穴では、非常に高温で高密度に詰まった粒子という偽の真空が生成されます。 そしてそれらは爆発し、それが私たちの宇宙を創造するビッグバンです。

ロシア生まれの物理学者アレクサンダー・ビレンキンが80年代初頭に気づいた重要なことは、問題の崩壊の影響を受ける空洞など存在しないということだった。 「これらの泡は非常に急速に膨張します」とビレンキン氏は言います。「しかし、それらの間の空間はさらに速く膨張し、新しい泡が入る余地ができます。」 だということだ 宇宙のインフレーションが始まると、それは決して止まらず、その後の各バブルには次のビッグバンの原料が含まれています。 したがって、私たちの宇宙は、拡大し続ける偽の真空の中に絶えず出現する無数の宇宙の XNUMX つにすぎないのかもしれません。。 つまり、本物かもしれない 宇宙の地震.

数か月前、ESAのプランク宇宙望遠鏡は、「宇宙の端」にある謎の明るい点を観測し、一部の科学者はそれが存在する可能性があると信じている 私たちと別の宇宙との相互作用の痕跡。 たとえば、カリフォルニアセンターの天文台から得られるデータを分析している研究者の一人であるランガラム・チャリ氏は言う。 彼は、プランク望遠鏡によってマッピングされている宇宙背景光 (CMB) の中に奇妙な明るい点があることに気づきました。 この理論は、宇宙の「バブル」がインフレーションによって急速に成長している多元宇宙が存在するというものです。 シードバブルが隣接している場合、それらの膨張相互作用の開始時に仮説的な「衝突」が可能であり、その結果は初期宇宙の宇宙マイクロ波背景放射の痕跡で見られるはずです。

チャリはそのような痕跡を見つけたと考えています。 慎重かつ長期にわたる分析を通じて、彼は宇宙マイクロ波背景放射理論が示唆するよりも 4500 倍明るい領域を発見しました。 この過剰な陽子と電子について考えられる説明の XNUMX つは、別の宇宙との接触です。 もちろん、この仮説はまだ確認されていません。 科学者たちは注意しています。

角しかない

宇宙の創造に関する理論と推論が満載の一種の宇宙動物園を訪れるという私たちのプログラムのもう XNUMX つの項目は、傑出した英国の物理学者、数学者、哲学者のロジャー ペンローズの仮説です。 厳密に言えば、これは量子論ではありませんが、その要素がいくつかあります。 理論の名前そのもの 等角周期宇宙論 () - 量子の主要コンポーネントが含まれます。 これらには、距離の問題を拒否し、角度の概念のみを使用して機能する等角幾何学が含まれます。 このシステムでは、辺間の角度が同じであれば、大きい三角形と小さい三角形は区別できません。 直線は円と区別がつきません。

アインシュタインの四次元時空には、三次元に加えて時間も存在します。 等角幾何学はそれがなくても機能します。 そしてこれは、時間と空間は私たちの感覚の幻想である可能性があるという量子理論と完全に一致します。 したがって、角度、またはむしろ軽い円錐しかありません。 放射線が伝播する表面。 ここで話しているのは光子であるため、光の速度も正確に定義されています。 数学的には、質量物体を扱わない限り、この限定された幾何学は物理学を記述するのに十分です。 そして、ビッグバン後の宇宙は、実際には放射線である高エネルギー粒子だけで構成されていました。 アインシュタインの基本式 E = mc² に従って、それらの質量のほぼ 100% がエネルギーに変換されました。

したがって、質量を無視して、共形幾何学を使用すると、宇宙の創造のプロセスそのものと、この創造の前のある期間さえも示すことができます。 エントロピーが最小の状態、つまりエントロピーが最小の状態で発生する重力を考慮する必要があるだけです。 高度な秩序に。 その後、ビッグバンの特徴は消え、宇宙の始まりは単に特定の時空の規則的な境界として現れます。

8. 仮想のホワイトホールのビジョン

穴から穴へ、あるいは宇宙の代謝

エキゾチックな理論は、エキゾチックなオブジェクトの存在を予測します。 ホワイトホール (8) はブラック ホールの反対の仮説です。 最初の問題は、フレッド・ホイルの本の冒頭で言及されました。 ホワイトホールは特異点からエネルギーと物質が流出する領域に違いないというのが理論です。 これまでの研究ではホワイトホールの存在は確認されていないが、宇宙の出現例であるビッグバンがまさにそのような現象の一例である可能性があると考える研究者もいる。

定義上、ホワイト ホールはブラック ホールが吸収したものを吐き出します。 唯一の条件は、ブラックホールとホワイトホールを互いに近づけて、それらの間にトンネルを作成することです。 このようなトンネルの存在は 1921 年に想定されていました。 それは橋と呼ばれ、それからこう呼ばれた アインシュタイン・ローゼン橋、この仮説の創造を説明する数学的計算を実行した科学者の名前にちなんで付けられます。 その後の数年間、彼はこう呼ばれた ワームホール、英語では「ワームホール」というより奇妙な名前で知られています。

クエーサーの発見後、これらの天体に関連する激しいエネルギーの放出はホワイト ホールの結果である可能性があることが示唆されました。 多くの理論的考察にもかかわらず、ほとんどの天文学者はこの理論を真剣に受け止めませんでした。 これまでに開発されたすべてのホワイト ホール モデルの主な欠点は、その周囲に何らかの地層が存在する必要があることです。 非常に強い重力場。 計算によれば、何かがホワイトホールに落ちると、強力なエネルギーの爆発を受けるはずです。

しかし、科学者らの鋭い計算によれば、たとえホワイトホール、つまりワームホールが存在したとしても、それらは非常に不安定になるという。 厳密に言えば、物質はすぐに崩壊してしまうため、この「ワームホール」を通過することはできません。 そして、たとえ身体が別の平行世界に入ることができたとしても、それは粒子の形でそこに入り、おそらくそれは新しい別の世界の材料になる可能性があります。 科学者の中には、私たちの宇宙が誕生するはずだったビッグバンはまさにホワイトホールの発見の結果であると主張する人さえいます。

量子ホログラム

彼は多くの珍しい理論や仮説を提供しています。 量子物理学。 創設以来、いわゆるコペンハーゲン学派に多くの代替解釈を提供してきました。 現実の能動的エネルギー情報マトリックスとしてのパイロット波または真空の概念は、何年も前に脇に置かれていましたが、科学の周縁部で、時には科学の境界を少し超えて機能していました。 しかし、最近ではさらに活力を増しています。

たとえば、可変の光速度やプランク定数の値を想定して、宇宙の発展に関する代替シナリオを構築したり、重力をテーマにしたバリエーションを作成したりします。 たとえば、ニュートンの方程式は長距離では機能せず、次元数は現在の宇宙の大きさに依存する(そして成長するにつれて増加する)はずであるという疑念によって、重力の法則は革命的に変化しました。 時間はいくつかの概念では現実を否定され、他の概念では多次元空間が否定されます。

最もよく知られている量子代替手段は次のとおりです。 デヴィッド・ボームのコンセプト (9)。 彼の理論は、物理システムの状態はシステムの構成空間で指定された波動関数に依存し、システム自体はどの時点でも可能な構成の XNUMX つ (つまり、空間内のすべての粒子の位置) にあると仮定しています。システムまたはすべての物理フィールドの状態)。 最後の仮定は、量子力学の標準的な解釈には存在せず、測定の瞬間まで系の状態は波動関数によってのみ指定されると仮定しており、これがパラドックス (いわゆるシュレーディンガーの猫のパラドックス) につながります。 システム構成の進化は、いわゆるパイロット波動方程式による波動関数に依存します。 この理論はルイ・ド・ブロイによって開発され、後にベームによって再発見され改良されました。 パイロット波動方程式は、各粒子の速度が依然として宇宙内のすべての粒子の位置に依存することを示しているため、ド・ブロイ・ボーム理論は率直に言って非局所的です。 他の既知の物理法則は局所的なものであり、相対性理論と組み合わされた非局所的な相互作用は因果関係のパラドックスを引き起こすため、多くの物理学者はこれが受け入れがたいと考えています。

10. 空間ホログラム

1970 年に、ボームは広範囲にわたる ホログラムによる宇宙のビジョン (10) これによれば、ホログラムのように、各部分には全体に関する情報が含まれています。 この概念によれば、真空はエネルギーの貯蔵庫であるだけでなく、物質世界のホログラフィック記録を含む非常に複雑な情報システムでもあります。

1998 年、ハロルド・プソフは、バーナード・ハイシュとアルフォンス・ルエダとともに、量子電気力学の競争相手を紹介しました。 確率電気力学 (SED)。 この概念では、真空は、絶えず現れたり消えたりする仮想粒子を生成する乱流エネルギーの貯蔵庫です。 それらは実際の粒子と衝突し、エネルギーを粒子に返します。その結果、粒子の位置とエネルギーに継続的な変化が生じ、これが量子的不確実性として認識されます。

波の解釈は 1957 年にすでに述べたエベレットによって定式化されました。 この解釈では、次のように話すのが理にかなっています。 宇宙全体の状態ベクトル。 このベクトルは決して崩壊しないため、現実は厳密に決定論的なままになります。 しかし、それは私たちが普段考えている現実ではなく、さまざまな世界の合成です。 状態ベクトルは、相互に観察できない宇宙を表す多くの状態に分割され、それぞれの世界には特定の次元と統計法則があります。

この解釈の開始点における基本的な前提は次のとおりです。

  • 世界の数学的性質について仮定する – 現実世界またはその孤立した部分は、一連の数学的オブジェクトによって表現できます。
  • 世界の分解について仮定する – 世界はシステムと装置として考えることができます。

「量子」という形容詞は、ニューエイジと現代神秘主義の文学にしばらく登場していることを付け加えておく必要があります。。 たとえば、著名な医師ディーパック・チョプラ氏(11 歳)は、十分な精神力があればすべての病気を治療できることを示唆し、彼が量子治癒と呼ぶ概念を推進しました。

チョプラ氏によれば、この深遠な結論は量子物理学から導き出すことができ、量子物理学は私たちの体を含む物理世界が観察者の反応であることを示したと彼は言います。 私たちは世界の経験を創造するのと同じように、自分の体を創造します。 チョプラ氏はまた、「信念、思考、感情はあらゆる細胞で生命維持の化学反応を引き起こす」と述べ、「私たちの体の経験を含め、私たちが住む世界は、私たちがそれをどのように認識するかを学ぶかによって完全に決定される」とも述べています。 つまり、病気や老化は幻想にすぎません。 意識の純粋な力を通じて、私たちはチョプラの言う「永遠に若い体、永遠に若い心」を達成することができます。

しかし、量子力学が人間の意識において中心的な役割を果たしている、あるいは量子力学が宇宙全体に直接的な全体的なつながりを提供しているという説得力のある議論や証拠はまだありません。 量子力学を含む現代物理学は依然として完全に唯物論的かつ還元主義的であり、同時にあらゆる科学的観察と互換性があります。

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