Když vrcholoví fyzici přemýšlejí o práci, jistě to nemají úplně lehké. Bez urážky vůči všem dalším profesím, které si vždy žádají své a mnohdy až nadlidské úsilí. Fyzikům ale přeci jenom v rovnicích kvílejí vybuchující hvězdy, v nezměrné prázdnotě rotují obrovitánské galaxie anebo sviští potměšilé nepolapitelné částice nepředstavitelně nepatrných rozměrů. Vlastně ani nepřekvapí, že se fyzikální esa uchylují k estetice, která je pro ně jako kotva ve víru běsnících sil přírody. Albert Einstein a další fyzici si po druhé světové válce vysnili absolutně krásné a soběstačné zákony přírody, které budou ctít přirozenost (naturalness). Zjednodušeně řečeno, podle těchto představ by měly ty nejzákladnější fyzikální parametry hodnoty v řádu jednotek a nemělo by tím pádem jít o ohromně veliká či naopak velice malá čísla.
V současnosti nás zlobí tři významné parametry související se Standardním modelem částicové fyziky, které, tak jak je známe, mají mnohem menší koeficienty, než jak by si žádala estetika přirozenosti. Prvním z nich je úhel theta, který hraje ústřední roli v takzvaném CP problému silné interakce. Jeho podstatou je záhada, proč kvantová chromodynamika nejeví známky narušení CP symetrie. Druhým takovým parametrem kosmologická konstanta, která trápila Einsteina. Je celá divná a zatím nevíme, jak ji odvodit ze světa částicové fyziky. Třetím problematickým parametrem je hmotnost Higgsova bosonu, která úzce souvisí s takzvaným problémem hierarchie. V tomto případě jde o ohromný nepoměr mezi slabou sílou, která je deset na třicátou druhou krát silnější než gravitace a nikdo neví proč.
V poslední době se mezi fyziky šušká, že by zajímavým řešením mohl být koncept mnohovesmíru. Raphael Bousso tehdy ze Stanfordu a Joseph Polchinski z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře v roce 2000 podotkli, že z M-teorie vyplývá 100 na pětistou možností, jak uspořádat dodatečné dimenze, které by podle této představy měly být pevně zauzlené kolem každého bodu naší čtyřrozměrné reality. Tyto možnosti by neměly být rovnocenné, ale lišily by se v množství vázané energie. Tím by se před námi otevírala možnost existence nepředstavitelného počtu rozličných vesmírů. Pokud by to tak bylo, tak ovšem požadavek přirozenosti ztratil smysl. Vesmír by nebyl unikátní a dokonalý, byl by jenom jedním z ohromného počtu existujících vesmírů.
V Bousseho – Polchinskiho scénáři je Velký třesk jenom náhodnou fluktuací. V důsledku náhodného pohybu v dimenzích mnohovesmíru se najednou uvolnila energie, která vytvořila rychle rostoucí bublinu prostoročasu. V multivesmíru by k tomu občas mělo docházet a vlastnosti nově vzniklých vesmírů by byly náhodné. Určovalo by je množství energie uvolněné při fluktuaci. Mnoho takových vesmírů by vůbec nedovolovalo vznik hmoty, natož nějakého života. Řada z nich by se v dohledné době zase zhroutila do sebe. Jen vzácně by se mezi nimi objevil vesmír s nepatrnou kosmologickou konstantou, právě takový, jako je ten náš.
Bousso, který dnes kope za Kalifornskou univerzitu v Berkeley a jeho kolega Lawrence Hall z Lawrence Berkeley National Laboratory nedávno publikovali studii, podle níž v konceptu mnohovesmíru kupodivu dává smysl i hmotnost Higgsova bosonu. Vypočítali, že ve vesmírech mnohovesmíru, které obsahují relativně dost viditelné hmoty, by obvykle měly existovat supersymetrické částice s energiemi mimo dosah LHC a také Higgsův boson s hmotností, jakou u něj pozorujeme. V jiných vesmírech by zase měl odlišnou hmotnost. Mnohovesmír se stále více začíná ukazovat jako zajímavý vysvětlující rámec všehomíra.
Zdaleka ne každý fyzik má mnohovesmír v lásce. Pro mnoho z nich je to jenom berlička, konstrukce, kterou nelze testovat a která se intenzivně zpěčuje pochopení. Navíc mnozí milují princip přirozenosti, protože ho považují za motivaci ke hledání nové fyziky. Jak ale říká teoretický fyzik íránského původu Nima Arkani-Hamed z Princetonu, který se sám s mnohovesmírem sžíval celé desetiletí, koncept přirozenost tohle všechno přežije anebo se záhy ukáže, že je jenom falešnou nadějí ve zvláštní, ale nakonec docela útulné bublině mnohovesmíru, co je možná naším domovem.
Literatura
University of Delaware UDaily 14.6. 2013, arXiv:1304.6407, Simons Science News 24.5. 2013, Wikipedia (Naturalness, Multiverse).
Žijeme v nejlepším vesmíru? Fyzici navrhují, jak otestovat antropický princip
Autor: Stanislav Mihulka (10.12.2024)
Rekordní simulace na Frontieru ohlašuje exakapacitní éru výzkumu vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (27.11.2024)
Pochází temná hmota z Temného Velkého třesku?
Autor: Stanislav Mihulka (21.11.2024)
Mléčná dráha a celá nadkupa Laniakea je součástí Shapleyho koncentrace
Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2024)
Jsou černé díry ve skutečnosti zamrzlé hvězdy?
Autor: Stanislav Mihulka (23.09.2024)
Diskuze:
vím, že nic nevím, kdo to řekl?
Roman Intago,2013-06-25 15:48:25
to je zásadní fakt. Pomocí
(auto)hypnozy si lze přetaktovat nakrátko IQ na daleko větší a pak s úžasem vidíme, jak je vše jinak. Jak je vše jaksi kvantové a fraktální. Ale jakmile skončíme, IQ se zase smrskne a hypergeniální IQ je zase pryč. Už zas nic nechápeme. Z toho vyplývá všecko.
Poznání je jen věcí levelu ve kterém jsme a zatím máme jen malý. Až budeme vyspělejší, budeme vědět a chápat více. I šílená kvantovka nám bude jasnější. Nejen jako vzorečky.
Ale tahle cesta je do Nekonečna. I to je fraktál. Takový je život. Zkuste to sami a uvidíte, To co prožil Platon a Plotinos může zažít kdekdo... Ale není zájem :-(
reakce na "šoubyznys a kopání za svůj tým&quo
Jan Tomáštík,2013-06-22 17:27:58
Tak k tomuto Amen!
Jsem doktorandem na Univerzitě Palackého a přesně s těmito situacemi se potýkáme. Ba dokonce tvoříme propagační tým. Abychom mohli dělat pořádnou high-end vědu, je třeba ukázat nějaké low end pokusy pro chlebodárce, jímž jsou všichni daňový poplatníci. Bohužel...bohudík...no toť otázka. Jelikož nejsme země bohatých mecenášů nebo vysokého univerzitního školného, tedy dvou výrazných zdrojů západního školství (neobhajuji, konstatuji), musíme vyjít z naší situace spotřebitele daní. Pokud se občas zadaří, objeví se zakázky a projekty se soukromou sférou, nicméně opět v našem postsocialistickém systému není ještě tato praxe zcela zakolejena.
Souhlasím však s názorem jistého moudrého muže, že dobrý vědec by měl umět svou vědu vysvětlit lidu, svým chlebodárcům. Věda je přece jen, snad z romantického hlediska, cesta CELÉHO LIDSTVA kupředu díky činům jedinců a skupin.
Multiversum
Martin Kovář,2013-06-21 12:45:32
Pokud vím, tak samotná myšlenka multiversa a potažmo antropického principu není terčem kritiky. Jde spíš o to, jak mnozí fyzikové s těmito myšlenkami zachází. Právě to je to, co někteří fyzikové kritizují - viz např. Smolin, Woit a další.
Problémem je vlastně to, že mnozí fyzikové, jmenovitě strunaři, používají těchto myšlenek k zakrytí faktu, že nejsou schopni z teorie superstrun/M-teorie, popřípadě z jiných teorií, pro náš vesmír absolutně nic dopočítat. Argumentem je přitom právě tato neschopnost. Výsledkem pak je, že myšlenka multiversa se pak stává tautologií.
Docela jiná situace by nastala v případě, že by toto bylo podpořeno nějakou teorií, která by samozřejmě už prošla nějakými experimentálními testy. V takovém případě by asi drtivá většina fyziků myšlenku multiversa bez výhrad přijala. Bohužel, nastal opačný případ - způsob argumentace vylučuje jakékoli testování. Nelze se pak divit, že se objevily kritické hlasy, zvláště v oboru, kde slova "experiment" a "důkaz" by měly být alfou a omegou.
Pavel
Pavel A1,2013-06-22 09:06:10
Promiňte, ale toto je zásadní nepochopení. Ano, teorii strun se vytýká, že z ní vyplývá existence 10^500 různých vakuí, a že tady vlastně nic nepredikuje, a srovnává se to třeba se standardním modelem. Jenže je třeba si uvědomit, že standardní model má přes 20 kontinuálních parametrů, tedy předpovídá kontinuum různých vakuí, což je podstatně více než libovolně velké KONEČNÉ číslo. Takže teorie strun je mnohem více prediktivní, než standardní model.
Navíc není pravda, že z toho teoretici nedokáží nic spočítat. Právě naopak, většina těchto vakuí popisuje Vesmír, jak ho známe, proto je tak těžké vybrat, které z nich je to, ve kterém žijeme. Navíc už teoretici spočítali, že je možný přechod od jednoho vakua k druhému, takže náš Vesmír při svém vývoji možná prošel mnoha různými vakui a nakonec skončil v nějakém nejvýhodnějším. Proč si ho zvolil, to zatím nevíme. Ale hlavní důvod je ten, že našim současným poznatkům o Vesmíru vyhovuje většina těch možných vakuím, a proto není možné zjistit, ve kterém jsme a jak se do něj náš Vesmír dostal.
Martin Kovář,2013-06-24 15:00:02
Bohužel pane Pavle, co se týče těch dvaceti parametrů, tak Standardní model (SM) nám toho o nich moc neříká. A ani to od SM nečekáme, že? Právě proto se hledá hlubší teorie, která by nám řekla více.
Co se týče srovnání prediktivnosti - vzhledem k experimentálním úspěchům SM bych radši nic nesrovnával. ;-)
Když toho ti strunaři dokážou tolik spočítat, říká nám teorie superstrun třeba o těch dvaceti parametrech alespoň něco? Dává nám do nich alespoň nějaké vazby? Něco jako Koidův vzorec (Koide formula)? A tak bych mohl pokračovat. Třeba problém s narušením supersymetrie, s testovatelností a falsifikovatelností teorie superstrun, atd.
Pavel
Pavel A1,2013-06-24 21:12:14
Co se týče prediktivnosti teorie strun, je třeba si uvědomit, že standardní model je jejím nízkoenergetickým limitem. Tedy každý experiment potvrzující standardní model potvrzuje i teorii strun.
A co říká teorie strun o parametrech standardního modelu? Vše. Stačí si vybrat to správné vakuum, a všechny parametry standardního modelu pak už teorie strun předpovídá. Problém je s výběrem toho vakua. Ale i tak platí, že standardní model má nekonečný počet řešení (přes dvacet kontinuálních parametrů), zatímco teorie strun má konečný (i když velký) počet řešení.
Martin
Martin Kovář,2013-06-25 15:02:17
Ach jo. Určitým problémem je, že stále nemáme důkaz, že SM je nízkoenergetickou limitou superstrun/M-teorie. Ještě se zkrátka nepodařilo ze superstrun zreprodukovat vesmír jakýkoli vesmír, který by se tomu našemu alespoň podobal. Jednou z věcí, jež tomu brání, je již výše zmíněný problém s narušením supersymetrie. Veškeré vakuové stavy, popsané v rámci teorie superstrun, jsou supersymetrické, přičemž náš vesmír vykazuje celkem dost velkou asymetrii – viz třeba narušení P, CP a T symetrie. No a dosud není znám žádný způsob, jakým by mohlo dojít k narušení supersymetrie. Alespoň ne takový, který by nezpůsobil tisíc dalších problémů.
Mohl byste to „Vše“ nějak konkretizovat?
Co se týče počtu řešení, pak máme možnost jednotlivé parametry SM změřit a dosadit do rovnic – takže zbývá jedno řešení – pro náš vesmír. U superstrun je ten spodní odhad 10^500 řešení i s tímto omezením.
Chápete význam slova "náhoda"?
Jiří Vyhnalík,2013-06-21 10:40:09
Přečtěte si něco o kvantové teorii a třeba nějaké základy teorie pravděpodobnosti.
náhoda?
Roman Intago,2013-06-21 09:54:34
o jaké náhodě v tvorbě mnohovesmírů se tu mluví? Co je to náhoda? Kde je věda o náhodě? Dusím se smíchy, že se někdo za ni stále schovává.
Žádná náhoda přece neexistuje, to zjistila Teorie chaosu. Je to POUZE nepoznaná zákonitost.
Vše má fraktální strukturu, i naše věčné poznávání věčného. Konec zkrátka není, ani konečné poznání. Vše je nekonečně složité... Musí to tak být, jinak by to mělo hrůzné následky... I tak je to síla, ale která filozofie tohle chápe? Jsme pouze na začátku věčné cesty... A má to své důvody... důvody důvodů...
Chápete význam slova "teorie"?
Jenda Krynický,2013-06-21 10:19:01
To že se vám líbí fraktálové obrazce ještě nic nedokazuje.
Jan Kment,2013-06-21 20:34:10
...ale která filozofie tohle chápe? Taoismus docela dobře, ale třeba taky Platón. Filozofie není blbá ani nepotřebná, jenom dneska nikoho nazajímá.
Jan Kment,2013-06-21 20:34:10
...ale která filozofie tohle chápe? Taoismus docela dobře, ale třeba taky Platón. Filozofie není blbá ani nepotřebná, jenom dneska nikoho nazajímá.
Jan Kment,2013-06-21 20:34:11
...ale která filozofie tohle chápe? Taoismus docela dobře, ale třeba taky Platón. Filozofie není blbá ani nepotřebná, jenom dneska nikoho nazajímá.
nic takeho teoria chaosu nezistila
Ludovit Malinovsky,2013-06-25 11:23:33
Teoria chaosu vysvetlila, ako moze dochadzat k tomu, ze niektore procesy, napriek ich deterministickosti, je nam na urcitej urovni lahsie popisovat ako nahodne. Lebo nasa informacia nie je dokonala, meranie je nepresne.
Veda o nahode existuje, vola sa teoria pravdepobnosti a uzko suvisi s takymi oblastami ako statistika a teoria merania.
A kvantove javy do toho pridavaju este novy level - nasa informacia, tak ako by sme si ju predstavovali v klasickych velicinach, ani dokonala byt nemoze. Sam vesmir akoby ju nemal. A kazde meranie meni svet, takze uz nie je taky, ako sme odmerali. Nie je toto skutocna nahoda?
náhoda jak ji nechceme brát
Roman Intago,2013-07-26 07:46:33
testy se ukázalo, že lze dopředu uhodnout, které číslo padne. Rovněž že vůlí dovedou zvlášt někteří ovlivnit zdánlivě neovlivnitelné. Třeba urychlit či zpomalit rozpad radioaktivního prvku. Je to ve statisticky významné hodnotě. Kde je vysvětlení??
Vše je Jinak, to je moje zkušenost.
závislost fyzikálních veličin na uvolněné energii?
Drahomír Strouhal,2013-06-21 09:12:15
No tak to aby pánové pěkně rychle vytvořili konstrukt, vzali kalkulačky a začali počítat, protože kdyby to bylo možné, muselo by jít modifikovat přírodní zákony v lokálním prostředí třeba změnou hustoty energie (vlastně čím jiným, že?).
Potom by veličiny vlastně mohly být takovým Strouhalovým číslem prostoru :-).
Začíná se z tho stávat marketing...
Pavel Krajtl,2013-06-21 03:28:38
..skoro jakoby šlo o showbyznys.
...kope za nějakou univerzitu? Co takhle "kopat" za vědu? Copak je to fotbal?
Nazapomněli náhodou tvůrci teorie na princip occamovy břitvy? Kolik vesmírů už napočítali?
šoubyznys a kopání za svůj tým
Josef Pazdera,2013-06-21 07:47:06
Věda má k šoubyznysu a sportu v něčem hodně blízko. Od dob alchymistů se toho moc nezměnilo. I dnes je potřeba zaujmout a přesvědčit mecenáše a ti, když se z problému udělá tak trochu „šou“, slyší ochotněji. Na vědu jdou ale většinou prostředky z daní ale tam situace není jiná. I vědeckým institucím tedy záleží na tom, jak ochotně jim společnost bude platit a jak moc daní si nechá naložit. Zkusme se zamyslet nad tím, proč vědecké instituce popularizují a dávají stále častěji třeba populární videa k dispozici na Youtube. Vědci to pro svůj růst nepotřebují, ani jim to nepomáhá k získání titulů a dalších výsledků, které jim dělají karierní postup. To jim dělají výsledky, které 99,9 % lidiček nezajímá. Je to hra na nejširší vrstvy, které vědce platí. Věhlasné university a ústavy na popularizaci pro „diváky“ mají celé týmy profesionálů. Proč myslíte, že i poznatky takové instituce, jako je NASA jsou doplňovány malůvkami s poznámkou „V podání umělce“ ? Pan Mihulka má naprostou pravdu. Instituce nežijí ve vzduchoprázdnu, aby získali zájem veřejnosti, ochotu platit jim jejich hračičkování, ale i zájem mladých studovat na jejich instituci, ústavu... - showbyznis je pro ně důležitý. Soutěžení na tomto poli se od sportovních klání ničím neliší – ať už na poli výsledků, tak na poli soutěžení o příznivce. Takže kopat za tým své university ani zdaleka není od věci. Navíc vědecká práce je čím dál tím více snažením týmovým v němž všichni tahají za stejný provaz. Často je k tomu také potřeba toho nejlepšího „hráče“ či manažéra týmu přetáhnout od konkurence – jako ve fotbale. Jen těch platů jako jejich kolegové sportovci, vědci ještě nedosahují. Možná i proto s trochou jízlivosti se k nim i oni sami tak rádi přirovnávají. Obraty jako je "kopat za universitu", by nás neměly popuzovat, realitu vystihují docela slušně.
Antropický princip
Jan Jaroš,2013-06-20 22:23:45
Čili chápu to dobře, že jde v podstatě o jinak vyjádřený antropický princip?
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
