Nota Editorului (10/9/19): Cosmolog James Peebles a câștigat un 2019 Premiul Nobel pentru Fizică pentru contribuțiile sale la teorii de cum universul nostru a început și a evoluat. El descrie cele mai recente idei în cosmologie în acest articol a scris pentru Scientific American în 2001.
acesta este un moment emoționant pentru cosmologi: descoperirile se revarsă, ideile se înfundă, iar cercetarea pentru a testa aceste idei se scurge. Dar este, de asemenea, un moment confuz., Toate ideile în discuție nu pot fi corecte; nici măcar nu sunt consecvente unele cu altele. Cum putem judeca progresul? Iată cum mă duc despre asta.pentru toate discuțiile despre teoriile răsturnate, cosmologii au stabilit ferm bazele domeniului nostru. În ultimii 70 de ani am adunat dovezi abundente că universul nostru se extinde și se răcește. În primul rând, lumina din galaxiile îndepărtate este deplasată spre roșu, așa cum ar trebui să fie dacă spațiul se extinde și galaxiile sunt îndepărtate una de cealaltă., În al doilea rând, o mare de radiații termice umple spațiul, așa cum ar trebui dacă spațiul era mai dens și mai fierbinte. În al treilea rând, universul conține cantități mari de deuteriu și heliu, așa cum ar trebui dacă temperaturile ar fi fost odată mult mai mari. În al patrulea rând, galaxiile cu miliarde de ani în urmă arată distinct mai tinere, așa cum ar trebui dacă sunt mai aproape de perioada în care nu existau galaxii. În cele din urmă, curbura spațiului-timp pare să fie legată de conținutul material al universului, așa cum ar trebui să fie dacă universul se extinde conform predicțiilor teoriei gravitației lui Einstein, teoria generală a relativității.,
că universul se extinde și se răcește este esența teoriei big bang-ului. Veți observa că nu am spus nimic despre o „explozie”—Teoria big bang descrie cum evoluează universul nostru, nu cum a început.
am compara procesul de instituire a unor astfel de rezultate convingătoare, în cosmologie sau orice altă știință, la adunarea de un cadru. Căutăm să consolidăm fiecare dovadă prin adăugarea de contravântuiri încrucișate din diverse măsurători., Cadrul nostru pentru expansiunea universului este suficient de strâns pentru a fi solid. Teoria big bang – ului nu mai este pusă serios la îndoială; se potrivește prea bine. Chiar și cea mai radicală alternativă—cea mai recentă încarnare a teoriei stării de echilibru—nu contestă faptul că universul se extinde și se răcește. Încă mai auziți diferențe de opinie în cosmologie, pentru a fi sigur, dar se referă la adăugiri la partea solidă.de exemplu ,nu știm ce făcea universul înainte de a se extinde., O teorie de conducere, inflația, este un plus atractiv pentru cadru, dar îi lipsește contravântuirea încrucișată. Exact asta caută acum cosmologii. Dacă măsurătorile în curs sunt de acord cu semnăturile unice ale inflației, atunci le vom considera ca un argument convingător pentru această teorie. Dar până atunci, nu aș rezolva niciun pariu dacă inflația s-a întâmplat cu adevărat. Nu critic teoria; vreau să spun pur și simplu că aceasta este o lucrare curajoasă, de pionierat, care urmează să fie testată.,mai solid este dovada că cea mai mare parte a masei universului constă din materie întunecată aglomerată în jurul părților exterioare ale galaxiilor. Avem, de asemenea, un caz rezonabil pentru constanta cosmologică infamă a lui Einstein sau ceva similar; ar fi agentul accelerației pe care universul pare să o treacă acum. Cu un deceniu în urmă, cosmologii au salutat în general materia întunecată ca o modalitate elegantă de a explica mișcările stelelor și gazelor din galaxii. Cu toate acestea, majoritatea cercetătorilor au avut o adevărată nemulțumire față de constanta cosmologică., Acum majoritatea o acceptă, sau conceptul său aliat, chintesența. Fizicienii particulelor au venit să întâmpine provocarea pe care constanta cosmologică o reprezintă pentru teoria cuantică. Această schimbare de opinie nu este o reflectare a unor slăbiciuni inerente; mai degrabă arată subiectul într-o stare sănătoasă de haos în jurul unui cadru fix în creștere lentă. Suntem studenți ai naturii și ne ajustăm conceptele pe măsură ce lecțiile continuă.,lecțiile, în acest caz, includ semnele că expansiunea cosmică se accelerează: luminozitatea supernovelor aproape și departe; vârstele celor mai vechi stele; îndoirea luminii în jurul maselor îndepărtate; și fluctuațiile temperaturii radiației termice pe cer. Dovezile sunt impresionante, dar sunt încă neliniștit cu privire la detaliile cazului pentru constanta cosmologică, inclusiv posibilele contradicții cu evoluția galaxiilor și distribuția lor spațială. Teoria universului accelerat este o lucrare în curs de desfășurare., Admir arhitectura, dar nu aș vrea să se mute în doar încă.
cum ar putea un judecător să raporteze în mass-media despre progresul cosmologiei? Mă simt neliniștit în legătură cu articolele bazate pe un interviu cu o singură persoană. Cercetarea este o afacere complexă și dezordonată. Chiar și cel mai experimentat om de știință consideră că este greu să păstreze totul în perspectivă. De unde știu că acest individ a reușit bine? O întreagă comunitate de oameni de știință se poate îndrepta și în direcția greșită, dar se întâmplă mai rar., De aceea, mă simt mai bine când văd că jurnalistul a consultat o secțiune transversală a comunității și a găsit un acord că un anumit rezultat merită luat în considerare. Rezultatul devine mai interesant atunci când alții îl reproduc. Ea începe să devină convingătoare atunci când linii independente de dovezi indică aceeași concluzie. În opinia mea, cele mai bune rapoarte media despre știință descriu nu numai cele mai recente descoperiri și idei, ci și procesul esențial, dacă uneori obositor, de testare și instalare a contravântuirii încrucișate.,de-a lungul timpului, inflația, chintesența și alte concepte aflate acum în dezbatere fie vor fi integrate solid în cadrul central, fie vor fi abandonate și înlocuite cu ceva mai bun. Într-un fel, lucrăm singuri dintr-un loc de muncă. Dar universul este un loc complicat, să-l puneți blând, și este o prostie să cred că vom alerga afară de linii productive de cercetare oricând în curând. Confuzia este un semn că facem ceva corect: este agitația fertilă a unui șantier.
Leave a Reply