Nosso universo é realmente muito simples, é apenas nossas teorias cosmológicas que estão recebendo desnecessariamente complexa, argumenta um dos físicos teóricos mais importantes do mundo.
Esta conclusão pode parecer contra-intuitivo; depois de tudo, para entender plenamente as verdadeiras complexidades da Natureza, é preciso pensar grande, as coisas de estudo em escalas mais finas e mais finas, adicione novas variáveis de equações, e pensar-se "novo" e "exóticos" física. Eventualmente, vamos descobrir o que é a matéria escura; eventualmente nós vai ganhar uma compreensão de onde essas ondas gravitacionais estão se escondendo - se apenas os nossos modelos teóricos eram mais avançados e mais ... complexo.
Não é assim, diz Neil Turok, Diretor do Instituto Perimeter de Física Teórica, em Ontário, Canadá. Por lógica de Turok, se alguma coisa, o universo, sobre suas escalas maiores e menores, está nos dizendo que na verdade é incrivelmente simples. Mas, para compreender totalmente o que isso significa, vamos precisar de uma revolução na física.
Em entrevista ao Discovery News, Turok apontou que as maiores descobertas das últimas décadas têm confirmado a estrutura do universo em escalas cosmológicas e quântica.
"Na maior escala, que mapeou o céu inteiro - a radiação cósmica de fundo - e mediu a evolução do universo, a maneira como ele está mudando, a maneira como ele está se expandindo ... e essas descobertas revelam que o universo é incrivelmente simples ", disse ele. "Em outras palavras, você pode descrever a estrutura do universo, sua geometria, e da densidade da matéria ... você pode essencialmente descrever tudo isso com apenas um número."
O resultado mais fascinante deste raciocínio é que para descrever a geometria do universo com um número, na verdade é mais simples do que a descrição numérica do átomo mais simples que conhecemos - o átomo de hidrogênio. A geometria do átomo de hidrogénio é descrita por 3 números, que surgem a partir das características quânticas de um elétron em órbita ao redor de um próton.
"Ele basicamente diz-nos que o universo é bom, mas tem um pequeno nível de flutuação, que este número descreve. E é isso. O universo é a coisa mais simples que conhecemos."
No extremo oposto da escala, uma coisa semelhante aconteceu quando os físicos sondado para o campo de Higgs, usando a máquina mais complexa já construída pelo homem, o Large Hadron Collider. Quando, em 2012, os físicos fizeram a descoberta histórica da partícula que medeia o campo de Higgs, o bóson de Higgs, que acabou por ser o tipo mais simples de Higgs descrito pelo Modelo Padrão da física.
"A natureza tem se safado com a solução mínima, o mecanismo mínimo que você poderia imaginar para dar partículas sua massa, suas cargas elétricas e assim por diante e assim por diante", disse Turok.
Será que as ondas gravitacionais nunca ser encontrado?
Física do século 20 nos ensinou que como você ganhar mais precisão e você sondar mais profundamente no mundo quântico, você descobre um jardim zoológico de novas partículas. Assim como os resultados experimentais gerado uma recompensa de informação quântica, modelos teóricos previram partículas e forças cada vez mais bizarras. Mas agora estamos chegando a uma encruzilhada onde muitas de nossas idéias teóricas mais avançadas sobre o que está "além" nossa compreensão atual da física estão transformando-se alguns resultados experimentais que apóiam suas previsões.
"Estamos nesta situação bizarra em que o universo está falando para nós; ele está nos dizendo que é extremamente simples Ao mesmo tempo, as teorias que têm sido popular (a partir dos últimos 100 anos da física) tornaram-se cada vez mais complicada. e arbitrária e un-preditiva ", disse ele.
Turok apontou para a Teoria das Cordas, que foi anunciado como a "teoria unificada final", envolvendo todos os mistérios do universo em um pacote puro. Além disso, a busca por evidências de inflação - a rápida expansão do universo logo após o Big Bang quase 14 bilhões de anos atrás - na forma de ondas gravitacionais primordiais gravadas na radiação cósmica de fundo (CMB), ou o "eco" do Big Bang. Mas como nós procurar evidências experimentais, ficamos agarrando em palhas proverbiais; a evidência experimental simplesmente não está concordando com nossas teorias maddeningly complexos.
Nossos Cosmic Origins
Trabalho teórico de Turok centra-se em torno das origens do universo, um assunto que tem atraído muita atenção nos últimos meses.
No ano passado, a colaboração BICEP2, que usa um telescópio localizado no Pólo Sul para estudar a CMB, anunciou a descoberta de sinais de ondas gravitacionais primordiais no eco do Big Bang. Este é basicamente o "Santo Graal" da cosmologia - a descoberta das ondas gravitacionais que foram gerados pelo Big Bang iria confirmar certas teorias inflacionárias do universo. Mas, infelizmente, para a equipe BICEP2, eles anunciaram a "descoberta" prematuramente e do telescópio espacial Planck Europeia (que também é o mapeamento da CMB) revelou que o sinal BICEP2 foi causada por poeira em nossa galáxia e não ondas gravitacionais antigos.
Esvazia BICEP2 Gravitational Wave 'descoberta'
E se essas ondas gravitacionais primordiais nunca são encontrados? Muitos teóricos que depositaram as suas esperanças sobre o Big Bang seguido por um período rápido de inflação pode ficar desapontado, mas de acordo com Turok, "será um poderoso indício" de que o Big Bang (em um sentido clássico) não pode ser o início absoluto do universo.
"O maior desafio para mim foi para descrever o próprio Big Bang, matematicamente," Turok acrescentou.
Talvez um modelo cíclico para a evolução universal - onde nosso universo entra em colapso e recua de novo - pode encaixar melhor as observações. Estes modelos não necessariamente gerar ondas gravitacionais primordiais e se essas ondas não são detectados, talvez nossas teorias inflacionárias precisa ser jogado fora ou modificado.
Quanto às ondas gravitacionais que estão previstos a serem gerados pelo rápido movimento de objetos maciços em nosso universo moderno, Turok está confiante de que estamos chegando a um reino da sensibilidade que os nossos detectores de ondas gravitacionais vai detectá-los muito em breve, confirmando espaço outro de Einstein previsões -time. "Nós esperamos ver as ondas gravitacionais de colisões de buracos negros dentro dos próximos 5 anos", disse ele.
A Próxima Revolução?
Desde as maiores escalas para as menores escalas, o universo parece ser "scale-free" - ". Especial" em outras palavras, não importa qual espacial ou escala de energia que você olhar, nenhuma escala é E esta constatação sugere, na verdade, o universo tem uma natureza muito mais simples do que as teorias atuais sugerem.
"Sim, é uma crise, mas é uma crise do melhor tipo", disse Turok.
Mistério de Planck Cosmic "ponto frio" pode ser um erro
Então, para explicar as origens do universo e entrar em acordo com alguns dos mistérios mais intrigantes do nosso universo, como a matéria escura e energia escura, que pode precisar de olhar para os nossos cosmos diferente. Mas isso vai exigir uma revolução no entendimento da física, uma revolução possivelmente como histórico como realização de Einstein de que o espaço eo tempo são um dos a mesma coisa quando ele formulou sua teoria da relatividade geral de 100 anos atrás.
"Precisamos de uma visão muito diferente da física básica. Este é o momento para radicais, novas idéias", concluiu ele, destacando que este é um grande momento na história humana para os jovens a entrar no campo da física teórica, uma vez que será a próxima geração que provavelmente irá transformar a forma como vemos o universo.
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