Poznámka Editora (10/9/19): Kosmolog James Peebles vyhrál 2019 Nobelovu Cenu za Fyziku za jeho příspěvky do teorie o tom, jak náš vesmír začal a vyvíjel. Popisuje nejnovější myšlenky v kosmologii v tomto článku, který napsal Pro Scientific American v roce 2001.
je To vzrušující doba pro kosmology: nálezy přibývají, nápady jsou bublající a výzkumu na testování těch nápadů je doutnající pryč. Ale je to také matoucí čas., Všechny diskutované myšlenky nemohou být správné; nejsou ani vzájemně konzistentní. Jak lze hodnotit pokrok? Tady je, jak jsem jít o tom.
pro všechny řeči o převrácených teoriích kosmologové pevně založili základy našeho oboru. Za posledních 70 let jsme shromáždili hojné důkazy o tom, že náš vesmír se rozšiřuje a ochlazuje. Za prvé, světlo ze vzdálených galaxií je posunuto směrem k červené, protože by mělo být, pokud se prostor rozšiřuje a galaxie jsou od sebe odtaženy., Za druhé, moře tepelného záření vyplňuje prostor, jak by mělo, kdyby prostor býval hustší a teplejší. Za třetí, vesmír obsahuje velké množství deuteria a helia, jak by mělo, kdyby teploty byly kdysi mnohem vyšší. Za čtvrté, galaxie před miliardami let vypadají výrazně mladší, jak by měly, pokud jsou blíže době, kdy neexistovaly žádné galaxie. Nakonec se zdá, že zakřivení časoprostoru souvisí s hmotným obsahem vesmíru, protože by mělo být, pokud se vesmír rozšiřuje podle předpovědí Einsteinovy gravitační teorie, obecné teorie relativity.,
že se vesmír rozšiřuje a ochlazuje, je podstatou Teorie velkého třesku. Všimnete si, že jsem neřekl nic o „výbuchu“ – Teorie velkého třesku popisuje, jak se náš vesmír vyvíjí, ne jak to začalo.
porovnat proces, kterým se takové přesvědčivé výsledky, v kosmologii, nebo jakékoliv jiné vědy, do sestavy rámce. Snažíme se posílit každý důkaz přidáním křížového ztužení z různých měření., Náš rámec pro rozšíření vesmíru je dostatečně pevný, aby byl pevný. Teorie velkého třesku již není vážně zpochybňována; zapadá příliš dobře. Dokonce i nejradikálnější alternativa—nejnovější inkarnace teorie ustáleného stavu—nezpochybňuje, že vesmír se rozšiřuje a ochlazuje. Stále slyšíte rozdíly v názoru v kosmologii, jistě, ale týkají se dodatků k pevné části.
například nevíme, co vesmír dělal, než se rozšiřoval., Přední teorie, inflace, je atraktivním doplňkem rámce, ale postrádá zkřížené ztužení. Přesně to nyní hledají kosmologové. Pokud probíhající měření souhlasí s jedinečnými podpisy inflace, pak je budeme počítat jako přesvědčivý argument pro tuto teorii. Ale do té doby bych nevyrovnal žádné sázky na to, zda se inflace skutečně stala. Teorii nekritizuji, mám na mysli jen to, že je to statečná, průkopnická práce, kterou je třeba ještě otestovat.,
pevnější je důkaz, že většina hmoty vesmíru tvoří temná hmota shluklý kolem vnější části galaxie. Máme také rozumný případ pro Einsteinovu neslavnou kosmologickou konstantu nebo něco podobného; bylo by to činidlo zrychlení, které vesmír nyní vypadá, že prochází. Před deseti lety kosmologové obecně uvítali temnou hmotu jako elegantní způsob, jak vysvětlit pohyby hvězd a plynu v galaxiích. Většina vědců však měla skutečnou nechuť k kosmologické konstantě., Nyní ji většina přijímá, nebo její spojenecký koncept, kvintesence. Fyzici částic přišli přivítat výzvu, kterou kosmologická konstanta představuje pro kvantovou teorii. Tento posun v názoru není odrazem nějaké vlastní slabost; spíše to ukazuje objekt ve zdravém stavu chaosu kolem pomalu rostoucí pevný rámec. Jsme studenti přírody a přizpůsobujeme své koncepty, jak lekce pokračují.,
lekce, v tomto případě, zahrnují se známky toho, že kosmická expanze se zrychluje: jas supernov v blízkosti a daleko, věk nejstarších hvězd; ohýbání světla kolem vzdálené masy; a výkyvy teploty tepelné záření po celé obloze. Důkazy jsou působivé, ale stále jsem znepokojen podrobnostmi o případu kosmologické konstanty, včetně možných rozporů s vývojem galaxií a jejich prostorovou distribucí. Teorie zrychlujícího se vesmíru je nedokončená práce., Obdivuji architekturu, ale ještě bych se tam nechtěl nastěhovat.
jak by mohl jeden soudce v médiích informovat o pokroku kosmologie? Vadí mi články založené na rozhovoru jen s jednou osobou. Výzkum je složitý a chaotický obchod. Dokonce i nejzkušenější vědec považuje za těžké udržet vše v perspektivě. Jak mám vědět, že tento jedinec to zvládl dobře? Celá komunita vědců se může vydat špatným směrem, ale stává se to méně často., Proto se cítím lépe, když vidím, že novinář konzultoval průřez komunity a našel shodu, že určitý výsledek stojí za zvážení. Výsledek se stává zajímavějším, když ho ostatní reprodukují. Začíná být přesvědčivý, když nezávislé linie důkazů poukazují na stejný závěr. Podle mého názoru nejlepší mediální zprávy o vědě popisují nejen nejnovější objevy a nápady, ale také nezbytný, někdy únavný proces testování a instalace křížového ztužení.,
v Průběhu času, inflace, podstata a další koncepty nyní diskutuje buď bude pevně integrován do centrální rámce nebo bude opuštěn a nahrazen něčím lepším. V jistém smyslu pracujeme sami bez práce. Ale vesmír je komplikované místo, mírně řečeno, a je hloupé si myslet, že v dohledné době dojdeme z produktivních linií výzkumu. Zmatek je známkou toho, že děláme něco správného: je to úrodný rozruch staveniště.
Leave a Reply