Науковий світ стоїть на порозі грандіозного відкриття: нас не існує! Всесвіт – голограма! Це означає, що нас немає!
З'являється все більше свідчень того, що деякі частини Всесвіту можуть бути особливими.Одним з наріжних каменів сучасної астрофізики є космологічний принцип. Згідно нього, спостерігачі на Землі бачать те ж саме, що спостерігачі з будь-якої точки Всесвіту, і що закони фізики скрізь однакові. Безліч спостережень підтверджують цю ідею. Наприклад, Всесвіт виглядає більш-менш однаково в усіх напрямках, з приблизно однаковим розподілом галактик по всім сторонам, передає Ukr.Media.
Але в останні роки, деякі космологи стали сумніватися у вірності цього принципу.
Вони вказують на дані, отримані в ході вивчення наднових 1 типу, які віддаляються від нас зі все зростаючою швидкістю, що вказує не тільки на те, що Всесвіт розширюється, але і на все більшого прискорення цього розширення.
Цікаво, що прискорення не є єдиним для всіх напрямків. У деяких напрямках Всесвіт прискорюється швидше, ніж в інших. Але наскільки можна довіряти цим даним? Можливо, що в деяких напрямках ми спостерігаємо статистичну похибку, яка зникне при правильному аналізі отриманих даних.
Ронг-Джен Кай і Жонг-Ліанг Туо з інституту теоретичної фізики при Китайській академії наук в Пекіні, ще раз перевірили дані отримані від 557 наднових з усіх частин Всесвіту і провели повторні розрахунки. Сьогодні вони підтвердили наявність неоднорідності. Згідно з їх розрахунками, швидше за все прискорення відбувається в сузір'ї Лисички північної півкулі. Ці дані узгоджуються з даними інших досліджень, згідно з якими існує неоднорідність у космічному мікрохвильовому фоновому випромінюванні.
Це може змусити космологів прийти до сміливого висновку: космологічний принцип є помилковим.
Виникає важливе питання: чому Всесвіт неоднорідний і як це відіб'ється на існуючих моделях космосу?
Готуйтеся до галактичного переїзду
Чумацький шлях
Група дослідників із США і Канади опублікувала карту придатних для формування житті зон Чумацького Шляху. Стаття вчених прийнята до публікації в журналі Astrobiology, а її препринт доступний на сайті arXiv.org. Згідно сучасним уявленням, придатна для проживання зона галактики (Galactic Habitable Zone – GHZ) визначається як регіон, де досить важких елементів для формування планет з одного боку, і який не піддається впливу космічних катаклізмів з іншого. Головними такими катаклізмами, на думку вчених, є вибухи наднових, які легко можуть «стерилізувати» цілу планету.
У рамках дослідження вчені побудували комп'ютерну модель процесів формування зірок, а також наднових типу Ia (білі карлики в подвійних системах, які крадуть матерію у сусіда) і II (вибух зірки масою понад 8 сонячних). В результаті астрофізикам вдалося позначити регіони Чумацького Шляху, які в теорії придатні для проживання.
Крім цього вчені встановили, що навколо як мінімум 1,5 відсотків всіх зірок в галактиці (тобто приблизно 4,5 мільярда з 31011 зірок) в різний час могли існувати населені планети.
При цьому 75 відсотків цих гіпотетичних планет повинні знаходиться в приливному захоплення, тобто постійно «дивитися» на зірку одним боком. Чи можливе життя на таких планетах – предмет спору астробиологов.
Для розрахунку GHZ вчені використовували той же підхід, що використовується при аналізі жилих зон навколо зірок. Такою зоною зазвичай називають регіон навколо зірки, де на поверхні кам'янистої планети може існувати вода в рідкому вигляді.
Наш Всесвіт – голограма. Існує реальна дійсність?
Якщо говорити простою мовою голограма – це тривимірна фотографія, збережені світлові промені, що відбиваються від предмета в момент запису голограми. Таким чином, ви можете бачити коштовність, ніби вона лежить за склом, хоча насправді її немає, а це лише її голограма. Подібне диво було відкрито світу Деннісом Габором у 1948 році, за що він отримав Нобелівську премію.
Природа голограми – «ціле в кожній частинці» – дає нам абсолютно новий спосіб розуміння устрою і порядку речей. Ми бачимо об'єкти, наприклад, елементарні частинки, розділеними тому, що бачимо лише частину дійсності.
Ці частинки – не окремі «частини», а межі більш глибокого єдності.
На якомусь більш глибокому рівні реальності такі частинки – не окремі об'єкти, а як би продовження чогось більш фундаментального.
Вчені прийшли до висновку, що елементарні частинки здатні взаємодіяти один з одним незалежно від відстані не тому, що вони обмінюються якимись таємничими сигналами, а тому, що їх відокремленість – ілюзія.
Якщо поділ частинок – це ілюзія, значить, на більш глибокому рівні всі предмети у світі нескінченно взаємопов'язані. Електрони в атомах вуглецю в нашому мозку пов'язані з електронами кожного лосося, який пливе, кожного серця, яке б'ється, і кожної зірки, яка сяє в небі.
Всесвіт як голограма означає, що нас немає
Голограма розповідає про те, що і ми – голограма. Вчені з Центру астрофізичних досліджень в лабораторії імені фермі (Fermilab) сьогодні працюють над створенням пристрою «голометр» (Holometer), з допомогою якого вони зможуть спростувати все, що людство зараз знає про Всесвіт.
З допомогою пристрою «Голометр» фахівці сподіваються довести або спростувати божевільне припущення про те, що тривимірної Всесвіту в такому вигляді, як ми її знаємо, просто не існує, будучи нічим іншим, як своєрідною голограмою. Іншими словами, навколишня реальність — ілюзія і не більше того ...
Теорія про те, що Всесвіт є голограмою, ґрунтується на що з'явилося не так давно припущенні, що простір і час у Всесвіті не є безперервними. Вони нібито складаються з окремих частин, точок — наче з пікселів, з-за чого не можна збільшувати «масштаб» Всесвіту нескінченно, проникаючи все глибше і глибше в суть речей. По досягненню якогось значення масштабу Всесвіт виходить щось на зразок цифрового зображення дуже поганої якості — нечітким, розмитим.
Уявіть звичайну фотографію з журналу. Вона виглядає як безперервне зображення, але, починаючи з певного рівня збільшення, розсипається на точки, що становлять єдине ціле. І також наш світ нібито зібраний з мікроскопічних крапок в єдину красиву, навіть опуклу картинку. Вражаюча теорія! І до недавнього часу до неї ставилися несерйозно. Тільки останні дослідження чорних дір переконали більшість дослідників, що «голографічного» теорії щось є.
Справа в тому, що виявлена астрономами поступове випаровування чорних дір з ходом часу призводило до інформаційного парадоксу — вся міститься інформація про нутрощах дірки в такому випадку зникала б.
А це суперечить принципу збереження інформації.
Але лауреат Нобелівської премії з фізики Герард т'к. Хоофт, спираючись на праці професора Єрусалимського університету Якоба Бекенштейна, довів, що вся інформація, укладена в тривимірному об'єкті, може бути збережена в двовимірних межах, що залишаються після його знищення, — точно також, як зображення тривимірного об'єкта можна помістити у двовимірну голограму.
У ВЧЕНОГО ЯК-ТО РАЗ ТРАПИВСЯ ФАНТАЗМ
Вперше «божевільна» ідея про вселенської ілюзорності народилася у фізика Лондонського університету Девіда Бома, соратника Альберта Ейнштейна, в середині XX століття.
Згідно його теорії весь світ влаштований приблизно так само, як голограма.
Як будь-яка як завгодно мала ділянка голограми містить у собі всі зображення тривимірного об'єкта, так і кожен існуючий об'єкт «вкладається» в кожну зі своїх складових частин.
— З цього випливає, що об'єктивної реальності не існує, — зробив тоді приголомшливе висновок професор Бом. — Навіть незважаючи на її очевидну щільність, Всесвіт у своїй основі — фантазм, гігантська, розкішно деталізована голограма.
Нагадаємо, що голограма представляє собою трьохвимірне фотографію, зроблену за допомогою лазера. Щоб її виготовити, насамперед фотографований предмет повинен бути освітлений світлом лазера. Тоді другий лазерний промінь, складаючись з відбитим світлом від предмета, дає інтерференційну картину (чергування мінімумів і максимумів променів), яка може бути зафіксована на плівці.
Готовий знімок виглядає як безглузде перешарування світлих і темних ліній. Але варто висвітлити знімок іншим лазерним променем, як негайно з'являється тривимірне зображення вихідного предмета.
Тривимірність не єдина чудова властивість, властиве голограмі.
Якщо голограму із зображенням, наприклад, дерева розрізати навпіл і висвітлити лазером, кожна половина буде містити ціле зображення того самого дерева точно такого ж розміру. Якщо ж продовжувати розрізати голограму на більш дрібні шматочки, на кожному з них ми знову знайдемо зображення всього об'єкта в цілому.
На відміну від звичайної фотографії, кожна ділянка голограми містить інформацію про весь предмет, але з пропорційно відповідним зменшенням чіткості.
— Принцип голограми «все в кожній частині» дозволяє нам зовсім по-новому підійти до питання організованості і впорядкованості, — пояснював професор Бом. — Протягом майже всієї своєї історії західна наука розвивалася з ідеєю про те, що кращий спосіб зрозуміти фізичний феномен, будь то жаба або атом, — це розсікти його і вивчити складові частини.
Голограма показала нам, що деякі речі у Всесвіті не піддаються дослідженню таким чином. Якщо ми будемо розсікати що-небудь, влаштоване голографічно, ми не отримаємо частин, з яких воно складається, а отримаємо те ж саме, але поменше точністю.
І ТУТ З'ЯВИВСЯ ВСЕ ПОЯСНЮЄ АСПЕКТ
До «божевільної» ідеї Бома підштовхнув ще й нашумілий у свій час експеримент з елементарними частинками. Фізик з Паризького університету Алан Аспект у 1982 році виявив, що у певних умовах електрони здатні миттєво спілкуватися один з одним незалежно від відстані між ними.
Не має значення, десять міліметрів між ними або десять мільярдів кілометрів. Якимось чином кожна частинка завжди знає, що робить інша. Бентежила лише одна проблема цього відкриття: воно порушує постулат Ейнштейна про граничній швидкості поширення взаємодії, що дорівнює швидкості світла.
Оскільки подорож швидше швидкості світла рівносильно подолання тимчасового бар'єру, ця жахлива перспектива змусила фізиків сильно засумніватися в роботах Аспекту.
Але Бом зумів знайти пояснення. За його словами, елементарні частинки взаємодіють на будь-якій відстані не тому, що вони обмінюються якимись таємничими сигналами між собою, а тому, що їх розділеність ілюзорна. Він пояснював, що на якомусь більш глибокому рівні реальності такі частинки є не окремими об'єктами, а фактично розширеннями чогось більш фундаментального.
«Свою хитромудру теорію професор для кращого з'ясування ілюстрував наступним прикладом, — писав автор книги «Голографічна Всесвіт» Майкл Талбот. — Уявіть собі акваріум з рибою. Уявіть також, що ви не можете бачити акваріум безпосередньо, а можете спостерігати тільки два телеекрану, які передають зображення від камер, розташованих одна попереду, інша збоку акваріума.
Дивлячись на екрани, ви можете укласти, що риби на кожному з екранів — окремі об'єкти. Оскільки камери передають зображення під різними кутами, риби виглядають по-різному. Але, продовжуючи спостереження, через деякий час ви виявите, що між двома рибами на різних екранах існує взаємозв'язок.
Коли одна риба повертає, інша також змінює напрямок руху, трохи по-іншому, але завжди відповідно першої. Коли одну рибу ви бачите анфас, іншу неодмінно в профіль. Якщо ви не володієте повною картиною ситуації, ви швидше укладете, що риби мають якось моментально спілкуватися один з одним, що це не факт випадкового збігу».
— Явне сверхсветовое взаємодія між частинками говорить нам, що існує більш глибокий рівень реальності, прихований від нас, —пояснював Бом феномен дослідів Аспекту, — більш високої розмірності, ніж наша, як в аналогією з акваріумом. Окремими ми бачимо ці частинки тільки тому, що ми бачимо лише частину дійсності.
А частинки — не окремі «частини», але межі більш глибокого єдності, яка в кінцевому підсумку так само голографично і невидимо, як згадуване вище дерево.
І оскільки все у фізичній реальності складається з цих «фантомів», спостережуваний нами Всесвіт сама по собі є проекція, голограма.
Що ще може нести в собі голограма — поки не відомо.
Припустимо, наприклад, що вона — це матриця, що дає початок всьому в світі, як мінімум, в ній є всі елементарні частинки, які брали або будуть коли-то приймати будь-яку можливу форму матерії і енергії — від сніжинок до квазарів, від блакитних китів до гамма-променів. Це як би вселенський супермаркет, в якому є все.
Хоча Бом і визнавав, що у нас немає способу дізнатися, що ще таїть в собі голограма, він брав на себе сміливість стверджувати, що у нас немає причин, щоб припустити, що в ній більше нічого немає. Іншими словами, можливо, голографічний рівень світу — просто одна з сходинок нескінченної еволюції.
ДУМКА ОПТИМІСТА
Психолог Джек Корнфілд, розповідаючи про свою першу зустріч з покійним нині учителем тибетського буддизму Калу Рінпоче, згадує, що між ними відбувся такий діалог:
— Не могли б ви мені викласти в кількох фразах саму суть буддійських навчань?
— Я б міг це зробити, але ви не повірите мені, і щоб зрозуміти, про що я кажу, вам буде потрібно багато років.
— Все одно, поясніть, будь ласка, так хочеться знати. Відповідь Рінпоче була гранично лаконічна:
— Вас реально не існує.
ЧАС СКЛАДАЄТЬСЯ З ГРАНУЛ
Але чи можна «помацати» цю ілюзорність інструментами? Виявилося, що так. Вже кілька років у Німеччині на гравітаційному телескопі, спорудженому в Ганновері (Німеччина), GEO600 ведуться дослідження з виявлення гравітаційних хвиль, коливань простору-часу, які створюють надмасивні космічні об'єкти.
Жодної хвилі за ці роки, втім, знайти не вдалося. Одна з причин — дивні шуми в діапазоні від 300 до 1500 Гц, які протягом тривалого часу фіксує детектор. Вони дуже заважають його роботі.
Дослідники марно шукали джерело шуму, поки з ними випадково не зв'язався директор Центру астрофізичних досліджень в лабораторії імені Фермі Крейг Хоган.
Він заявив, що зрозумів, у чому справа. За його словами, з голографічного принципу випливає, що простір-час не є безперервною лінією і, швидше за все, являє собою сукупність мікрозон, зерен, свого роду квантів простору-часу.
— А точність апаратури GEO600 сьогодні достатня для того, щоб зафіксувати коливання вакууму, що відбуваються на кордонах квантів простору, тих самих зерен, з яких, якщо голографічний принцип є вірним, складається Всесвіт, — пояснив професор Хоган.
За його словами, GEO600 якраз і натрапив на фундаментальне обмеження простору-часу — те «зерно», начебто зернистості журнальній фотографії. І сприймав це перешкода як «шум».
І Крейг Хоган слідом за Бомом невтомно повторює:
— Якщо результати GEO600 відповідають моїм очікуванням, то всі ми дійсно живемо у величезній голограмі вселенських масштабів.
Показання детектора поки в точності відповідають його обчислень, і, здається, науковий світ стоїть на порозі грандіозного відкриття.
Фахівці нагадують, що одного разу сторонні шуми, виводили з себе дослідників у Bell Laboratory — великому дослідному центрі в області телекомунікацій, електронних і комп'ютерних систем — у ході експериментів 1964 року, вже стали передвісником глобальної зміни наукової парадигми: так було виявлено реліктове випромінювання, що довела гіпотезу про Великий вибух.
А докази голографичности Всесвіту вчені очікують, коли запрацює прилад «Голометр» на повну потужність. Вчені сподіваються, що він збільшить кількість практичних даних і знань цього незвичайного відкриття, яке підлягає поки все ж з теоретичної фізики.
Детектор влаштований так: світять лазером через розщеплювач променя, звідти два промені проходять через два перпендикулярних тіла, відображаються, повертаються назад, зливаються разом і створюють інтерференційну картину, де будь-яке спотворення повідомляє про зміну ставлення довжин тіл, так як гравітаційна хвиля проходить через тіла і стискає або розтягує простір неоднаково в різних напрямках.
— «Голометр» дозволить збільшити масштаб простору-часу і побачити, чи підтвердяться припущення про дробової структурі Всесвіту, засновані чисто математичних висновках, — припускає професор Хоган.
Перші дані, отримані за допомогою нового апарату, почнуть надходити в середині цього року.
ДУМКА ПЕСИМІСТА
Президент Лондонського королівського товариства, космолог і астрофізик Мартін Рис: «Народження Всесвіту для нас назавжди залишиться загадкою»
— Нам не зрозуміти закони світобудови. І не дізнатися ніколи, як з'явився Всесвіт і що його чекає. Гіпотези про Великий вибух, нібито породило навколишній світ, або про те, що паралельно з нашого Всесвіту може існувати безліч інших, або про голографичности світу — так і залишаться недоведеними припущеннями.
Безсумнівно, пояснення є все, але немає таких геніїв, які змогли б їх зрозуміти. Людський розум обмежений. І він досяг своєї межі. Ми навіть сьогодні настільки ж далекі від розуміння, приміром, мікроструктури вакууму, скільки і риби в акваріумі, яким абсолютно незрозуміло, як влаштована середовище, в якій вони живуть.
У мене, наприклад, є підстави підозрювати, що у простору — комірчаста структура. І кожна його клітинка в трильйонів трильйонів раз менше атома. Але довести або спростувати це, або зрозуміти, як така конструкція працює, ми не можемо. Завдання занадто складна, позамежна для людського розуму...
Комп'ютерна модель галактики
Через дев'ять місяців обчислень на потужному суперкомп'ютері, астрофізикам вдалося створити комп'ютерну модель красивою спіральної галактики, яка є копією нашого Чумацького шляху.
При цьому дотримана фізика освіти і еволюції нашої галактики. Ця модель, яка створена дослідниками з Каліфорнійського університету і інституту теоретичної фізики в Цюріху, дозволяє вирішити поставлене перед наукою проблему, яка виникла з переважаючою космологічної моделі Всесвіту.
«Попередні спроби створити масивну дискову галактику, подібну Чумацькому шляху, провалилися, оскільки у моделі був занадто великий балдж (центральна опуклість), порівняно з розмірами диска», – сказав Хав'єра Гуэдес, аспірант астрономії та астрофізики з Каліфорнійського університету і автор наукової статті про цю модель, під назвою Еріс (англ. «Еріс»). Дослідження буде опубліковано в журналі Astrophysical Journal.
Еріс являє собою масивну спіральну галактику з ядром у центрі, який складається з яскравих зірок і інших структурних об'єктів, властивих таким галактик як Чумацький шлях. За такими параметрами, як яскравість, співвідношення ширини центру галактики і ширини диска, зірковий склад та іншим властивостям, вона збігається з Чумацьким шляхом і іншими галактиками цього типу.
Як повідомив співавтор, П'єро Мадау, професор астрономії та астрофізики в Каліфорнійському університеті, на втілення проекту були витрачені чималі кошти, які пішли на покупку 1.4 мільйонів процессоро-годин часу розрахунків на суперкомп'ютері на комп'ютері НАСА Pleiades.
Отримані результати дозволили підтвердити теорію «холодної темної матерії», згідно з якою, еволюція структури Всесвіту протікала під впливом гравітаційних взаємодій темної холодної матерії («темної» з-за того, що її неможливо побачити, а «холодної» з-за того, що частинки рухаються дуже повільно).
«Ця модель відстежує взаємодію понад 60 мільйонів частинок темної матерії і газу. В її коді передбачена фізика таких процесів як гравітація і гідродинаміка, формування зірок і вибухи наднових – і все це в самому високому дозволі з усіх космологічних моделей у світі», – сказав Гуедес.
