Категорії
Різне

Вселенська структура

За останнє сторіччя було багато вражаючих досягнень, які призвели до зміни наукової системи розуміння світу. Теорія відносності Ейнштейна показала, що час і простір утворюють єдину тканину.

А Нільс Бор виявив базові компоненти речовини, завдяки квантовій фізиці – області, яка існує тільки як «абстрактний фізичний опис».

Advertisements

Після цього Луї де Бройль відкрив, що вся речовина, а не тільки фотони і електрони, володіє квантовим корпускулярно-хвильовим дуалізмом. Це призвело до появи нових шкіл мислення про природу реальності, до появи метафізичних і псевдонаукових теорій.

Наприклад, що людський розум може керувати всесвітом через позитивне мислення. Ці теорії привабливі, але вони не піддаються перевірці і можуть перешкоджати науковому прогресу.

Закони спеціальної та загальної теорії відносності Ейнштейна застосовуються в сучасних технологіях, наприклад, в супутниках GPS, де точність розрахунків може відхилятися більш ніж на 10 км в день, якщо не враховувати такі наслідки, як уповільнення часу. Тобто, для рухомих годин час йде повільніше, ніж для нерухомих.

Інші ефекти теорії відносності – це скорочення довжини для рухомих об’єктів і відносність одночасності, через що неможливо з точністю стверджувати, що дві події відбуваються в один і той же час, якщо вони розділені в просторі.

Ніщо не рухається швидше за швидкість світла. Це означає, що якщо трубу довжиною 10 світлових секунд штовхнути вперед, пройде 10 секунд раніше, ніж дія відбудеться на іншій стороні. Без інтервалу часу в 10 секунд труба не існує в повному обсязі.

Справа не в обмеженості наших спостережень, а в прямому слідстві теорії відносності, де час і простір взаємопов’язані, і одне не може існувати без іншого.

Квантова фізика дає математичний опис багатьох питань корпускулярно- хвильового дуалізму та взаємодії енергії і матерії. Вона відрізняється від класичної фізики, насамперед, на атомному і субатомному рівні. Ці математичні формулювання абстрактні, і їхні висновки часто є не інтуїтивні.

Квант – це мінімальна одиниця будь-якої фізичної сутності, що бере участь у взаємодії. Елементарні частинки – основні компоненти всесвіту. Це частинки, з яких складаються всі інші частинки. У класичній фізиці ми завжди можемо розділити об’єкт на більш дрібні частини, у квантовій – це неможливо.

Тому квантовий світ являє собою безліч унікальних явищ, які не пояснюють класичні закони. Наприклад, квантова зчепленість, фотоефект, комптонівське розсіювання і багато іншого.

Квантовий світ має багато незвичайних інтерпретацій. Серед найбільш широко визнаних – Копенгагенська інтерпретація і багатосвітова інтерпретація. В даний час набирають силу альтернативні інтерпретації, такі як «голографічний всесвіт».

Рівняння де Бройля. Хоча квантова фізика і закони відносності Ейнштейна однаково необхідні для наукового розуміння всесвіту, є багато невирішених наукових проблем і поки немає об’єднуючої теорії.

Деякі з поточних питань: Чому спостережуваної матерії у всесвіті більше, ніж антиматерії? Яка природа осі часу? Яке походження маси?

Одними з найважливіших ключів до розгадки цих проблем є рівняння де Бройля, за які він був удостоєний Нобелівської премії з фізики.

Ця формула показує, що вся матерія має корпускулярно-хвильовий дуалізм, тобто, в одних випадках поводиться як хвиля, а в інших – як частка. Формула поєднує в собі рівняння Ейнштейна E = mc² з квантовою природою енергії.

Експериментальні докази включають в себе інтерференцію молекул фулерену C60 в експерименті з двома щілинами. Той факт, що саме наша свідомість складається з квантових частинок, є предметом численних містичних теорій. І хоча відносини між квантовою механікою і свідомістю не так чарівні, як стверджують езотеричні фільми і книги, висновки з цього є досить серйозні.

Так як рівняння де Бройля застосовуються до всієї матерії, ми можемо стверджувати, що C = hf, де C – свідомість, h – постійна Планка, і f – частота. «C» відповідає за те, що ми сприймаємо «тепер», «зараз», – квантова, тобто мінімальна, одиниця взаємодії. Сума всіх моментів «C» аж до поточного моменту – це те, що формує наше бачення життя. Це не філософське або теоретичне твердження, а прямий наслідок квантової всієї матерії та енергії. Формула показує, що життя і смерть є абстрактними сукупностями «C».

Інший наслідок рівняння де Бройля – в тому, що темп коливання матерії або енергії і поведінка її як хвиля або частинка залежить від частоти системи відліку. Підвищення частоти через швидкість співвідносяться з іншими системами і призводить до такого явищу, як сповільнення часу.

Причина цього – у тому, що сприйняття часу не змінюється щодо системи відліку, де простір і час – це властивість квантів, а не навпаки.

Вселенська структура
Рівняння де Бройля

Антиматерія і незбурений час. Великий адронний колайдер (Швейцарія). Античастинки створюються всюди у всесвіті, де відбуваються високоенергетичні зіткнення між частинками. Цей процес штучно моделюється в прискорювачах частинок.

Одночасно з матерією створюється й антиматерія, але недолік антиматерії у всесвіті досі залишається одним з найбільших невирішених питань фізики. Захоплюючи античастинки електромагнітними полями, ми можемо досліджувати їх властивості. Квантові стани частинок і античастинок взаємно замінні, якщо застосувати до них операторів зарядового сполучення (C), парності (P) і звернення часу (T).

Тобто, якщо якийсь фізик, який складається з антиречовини, буде проводити експерименти в лабораторії також з антиречовини, використовуючи хімічні сполуки і речовини, що складаються з античастинок, він отримає точно такі ж результати, як і його «речовинний» колега. Але якщо вони об’єднаються, відбудеться величезний викид енергії, пропорційний до їх маси.

Нещодавно в лабораторії Фермі відкрили, що такі кванти як мезони переходять з речовини в антиречовину і назад зі швидкістю три трильйони разів на секунду.

Розглядаючи всесвіт у квантовій системі відліку «C», необхідно брати до уваги всі експериментальні результати, застосовні до квантів, включаючи і те, як матерія й антиматерія створюються в прискорювачах частинок, і як мезони переходять з одного стану в інший.

Стосовно до «C» це має серйозні наслідки. З квантової точки зору кожну мить «C» має і анти-C. Це пояснює відсутність симетрії, тобто антиречовини у всесвіті, і також пов’язане з довільним вибором випромінювача і поглинача в теорії поглинання Уілера-Фейнмана.

Незбурений час T в принципі невизначеності – це час або цикл, необхідний для існування квантів.
Так само, як у випадку мезонів, межею нашого особистого сприйняття часу, тобто, діапазону поточного моменту, є перехід «C» в «анти-С». Цей момент самоаннігіляції і його тлумачення «С» укладений в рамки абстрактної осі часу.

Якщо визначити взаємодію і розглянути основні властивості корпускулярно-хвильового дуалізму кванта, всі взаємодії складаються з інтерференції і резонансу.

Але так як цього не достатньо, щоб пояснити фундаментальні сили, необхідно використати різні моделі. Це включає стандартну модель, яка виступає посередником між динамікою відомих субатомних частинок через носії сили і загальною теорією відносності, яка описує макроскопічні явища, такі як орбіти планету вигляді еліпса в просторі і спіралі в просторі-часі.

Але модель Ейнштейна не застосована на квантовому рівні, і стандартна модель потребує додаткових носіїв сили, щоб пояснити походження маси. Об’єднання двох моделей або Теорія всього є предметом багатьох, поки безуспішних досліджень.

Вселенська структура
Великий адронний коллайдер (Швейцарія)

Теорія всього. Квантова механіка – це чисто математичні описи, чиї практичні висновки часто суперечать інтуїції. Класичні поняття, такі, як довжина, час, маса і енергія можуть бути описані аналогічно. Спираючись на рівняння де Бройля, ми можемо замінити ці поняття на абстрактні вектори. Цей імовірнісний підхід до основних існуючих концепцій у фізиці дозволяє об’єднати квантову механіку з теорією відносності Ейнштейна.

Рівняння де Бройля показують, що всі системи відліку є квантовими, включаючи всю матерію і енергію. Прискорювачі часток показали, що матерія й антиматерія завжди створюються одночасно. Парадокс того, як реальність з’являється з абстрактних взаємознищуваних компонентів, можна пояснити, використовуючи кванти в якості системи відліку.

Простіше кажучи, ми повинні поглянути на речі очима фотона. Система відліку завжди є квантовою і визначає, як квантується простір-час. Коли система «збільшується» або «зменшується», те ж саме відбувається з простором-часом. У квантовій механіці це математично описується як амплітуда ймовірності хвильової функції, а в теорії Ейнштейна – як уповільнення часу і скорочення довжини.

Для квантової системи відліку маса і енергія можуть бути визначені тільки як абстрактні ймовірності або, якщо бути більш конкретними і створити математичну основу – як вектори, що існують тільки тоді, коли ми припускаємо вісь часу. Вони можуть визначатися як інтерференція або резонанс з системою відліку, яка визначає мінімальну одиницю або просторово-часову константу «с», еквівалентну постійній Планка в квантовій механіці.

Експерименти показують, що перетворення матерії в енергію через антиматерію породжує гамма-промені з протилежним імпульсом. Те, що здається перетворенням, є співвідношенням між протилежними векторами, інтерпретуються як відстань і час, матерія й антиматерія, маса і енергія, або інтерференція і резонанс у межах абстрактної осі часу «C».

Сума протилежних векторів завжди дорівнює нулю. Саме це є причиною симетрії або законів збереження у фізиці чи того, чому при швидкості «C» час і простір дорівнюють нулю через скорочення довжини і через уповільнення часу. Наслідком цього є принцип невизначеності Гейзенберга, який стверджує, що деякі пари фізичних властивостей, наприклад, положення і імпульс, не можна знати одночасно з високою точністю.

У певному сенсі, окрема частка є власним полем. Це не пояснює наше почуття безперервності, де «С» знищує само себе в межах власного необхідного діапазону. Але коли ці вектори експоненціально посилені або прискорені щодо осі часу і в її межах, основні математичні алгоритми, що описують фундаментальні сили, можуть породити безперервну реальність з абстрактних компонентів.

Тому рівняння гармонійного руху використовуються в багатьох галузях фізики, що стосуються періодичних явищ, наприклад, в квантовій механіці і в електродинаміці. І тому принцип еквівалентності Ейнштейна, з якого виводиться модель простору-часу, стверджує, що немає ніякої різниці між гравітацією і прискоренням, тому що гравітація є силою тільки при розгляді її в системі відліку, що коливається.

Це ілюструє логарифмічна спіраль, яка зводиться до гвинтової спіралі в системі відліку, яка змушує об’єкти обертатися і рухатися по орбітах. Для прикладу, два зростаючих яблука в зростаючій системі відліку виглядають, немов вони притягують одне одного, в той час як розмір здається незмінним.

Протилежне виникає при інтерференції. Простіше кажучи, збільшення чи зменшення розміру об’єктів в міру нашого наближення або віддалення визначається зміщенням системи відліку, як радіо, яке налаштовується на різні хвилі, щоб зловити радіостанцію.

Це також застосовано до сили тяжіння. По суті, незалежно від будь-якої системи відліку, фундаментальних сил не існує. Всі взаємодії в нашій абстрактній безперервності можна математично описати через інтерференцію і резонанс, якщо прийняти до уваги мінімальну одиницю або квант, який постійно змінюється і коливається. Експериментальний доказ включає невидимий ефект в стандартній моделі, коли ми бачимо дію сил, але не носії сили.

Вселенська структура
Коли система «збільшується» або «зменшується», те ж саме відбувається з простором-часом.

Квантова суперпозиція. Безперервність реальності не вимагає, щоб кванти мали послідовність у часі. Квант не є суб’єктом будь-якого поняття простору і часу і може одночасно займати всі його можливі квантові стани.

Це називається квантовою суперпозицією і продемонстровано, наприклад, в експерименті з двома щілинами або в квантовій телепортації, де кожен електрон у всесвіті може бути одним і тим же електроном. Єдина вимога для абстрактної осі часу і послідовною безперервності реальності – це алгоритм опису моделі або абстрактна послідовність векторів.

Так як ця безперервність визначає нашу здатність до самосвідомості, це підпорядковує нас її математичним слідствам – фундаментальним законам фізики.

Взаємодія – це просто тлумачення абстрактної моделі. Саме тому квантова механіка дає тільки математичні описи – вона може лише описати моделі всередині нескінченних ймовірностей.

Коли ймовірність виражається як «C», інформація, необхідна для опису поточного моменту, або імовірнісний діапазон «C», також втілює собою вісь часу. Природа осі часу є одним з найбільш невирішених питань фізики, що призвело до багатьох нових популярних інтерпретацій.

Наприклад, голографічний принцип – частина квантової гравітації теорії струн – припускає, що весь всесвіт можна розглядати як усього лише двомірну інформаційну структуру.

Вселенська структура
Квант може одночасно займати всі можливі квантові стани

Час. Ми традиційно пов’язуємо поняття осі часу з послідовністю подій, які ми переживаємо через послідовність короткочасних і довгострокових спогадів. Ми можемо мати спогади тільки про минуле, але не про майбутнє, і ми завжди вважали, що це відображає перебіг часу.

Вчені почали сумніватися в цій логіці, тільки коли відкриття у квантовій механіці продемонстрували, що деякі явища не пов’язані з нашим поняттям часу, і що наші уявлення про час – всього лише сприйняття змін спостережуваних параметрів.

Це також відбивається в уповільненні часу і в скороченні довжини, що є однією з причин, по яких Ейнштейн встановив, що час і простір – це єдина тканина. У абсолютному значенні, поняття часу не відрізняється від поняття відстані.

Секунди рівні світловим секундам, але взаємно виключають одне одного. Простіше кажучи: так як відстань і час протилежні, протягом часу можна тлумачити як відстань, пройдену стрілками годинника, так як вони рухаються в напрямку, протилежному часу. Рухаючись вперед у відстані, вони фактично рухаються назад в так званому часі. Саме тому кожна мінімальна одиниця досвіду негайно поглинається вічним «зараз».

Це тлумачення усуває суперечність між колапсом хвильової функції та квантовою декогеренцією. Такі поняття, як «життя» і «смерть» – це чисто інтелектуальні конструкції. І будь-які релігійні міркування про загробне життя, яка відбувається у світі, непідвладне математичним законам цієї реальності, також вигадані.

Ще один важливий наслідок – в тому, що теорія Великого вибуху, де всесвіт відбувається з однієї точки – це непорозуміння. Традиційне уявлення простору-часу де простір є тривимірним, а час грає роль четвертого виміру – неправильне. Якщо ми хочемо вивчити походження всесвіту, ми повинні дивитися вперед, так як вектор часу «С» протилежний вектору відстані, з якої ми сприймаємо всесвіт, який постійно розширюється. Хоча ця тимчасова карта всесвіту дасть лише абстрактні поняття без урахування її квантової основи.

Експериментальні докази включають прискорення розширення всесвіту, а також зворотну або регресивну метрику чорних дір і багато проблем, пов’язаних з теорією Великого вибуху, наприклад, проблема горизонту.

Вселенська структура
Деякі явища не пов’язані з нашим поняттям часу

Неврологічні слідства. Ці розумові виводи можуть піднімати питання про вільну волю, оскільки здається, що в нашому сприйнятті часу спочатку відбувається дія, а потім усвідомлення. Більшість досліджень, що проливають світло на це питання, показують, що дія дійсно відбувається до її усвідомлення. Але детерміністська точка зору спирається на помилкове уявлення про час, що показують математичні описи ймовірності в квантовій механіці.

Ці тлумачення будуть важливі для майбутніх неврологічних досліджень, так як вони показують, що будь-який нейронний ланцюг – це вектор, який визначає когнітивний дисонанс і інтерференцію або резонанс в «С».

Здатність розуміти і свідомо змінювати ці вектори, придбана за мільярди років еволюції, підтверджує, наскільки важливі наші системи переконань для розширення нашого усвідомлення, і як вони впливають на нашу робочу пам’ять, яка відповідає за нашу здатність, встановлювати зв’язки, і за нервові процеси, які формують сенс. Це також пояснює, що для штучної свідомості потрібна мережа незалежних процесорів, а не лінійна послідовність складних алгоритмів.

Вселенська структура
Для штучної свідомості потрібна мережа незалежних процесорів

Обмежене тлумачення. Єдина теорія Athene є рішенням, об’єднуючим квантову фізику і теорію відносності. Хоча вона відповідає на багато питань фізики, які перераховані тут. Незалежно від підсумків, стає ясно, що ми вступили в епоху, в якій наука відкрита для всіх. І якщо ми збережемо доступність і нейтральність інтернету, ми зможемо перевірити правильність наших ідей, розвивати нашу уяву, створюючи нові взаємозв’язки, зможемо продовжити розвиток нашого розуміння всесвіту і розуму.

Вселенська структура
Як продовжити розвиток нашого розуміння всесвіту і розуму?

Епілог. У квантовій механіці ми навчилися розглядати все з іншим підходом до реальності, як вірогідності, а не як визначеності. У математичному сенсі все можливо.

Як у науці, так і в нашому повсякденному житті наша здатність обчислювати або вгадувати вірогідність, визначається нашою інтелектуальною здатністю розпізнавати закономірності. Чим більш ми відкриті, тим більш чітко ми можемо бачити ці закономірності і засновувати свої дії на розумній вірогідності.

Так як в саму природу нашої лівої півкулі закладено заперечення ідей, котрі не вписуються в наші поточні погляди, чим більш прив’язані ми до своїх переконань, тим менше ми здатні зробити свідомий вибір для себе. Але, контролюючи цей процес, ми розширюємо свою самосвідомість і збільшуємо вільну волю.

Кажуть, що мудрість приходить з віком. Але з відкритістю і скептицизмом – ключовими науковими принципами – нам не потрібні десятиліття проб і помилок, щоб визначити, які з наших переконань можуть бути неправильні.

Питання не в тому, вірні наші переконання чи ні, а в тому, принесе користь чи шкоду наша емоціональна прихильність до них. Вільного вибору не існує, поки ми емоційно прив’язані до системи переконань. Як тільки у нас буде достатньо самосвідомості, щоб зрозуміти це, ми зможемо працювати разом, щоб зрозуміти ймовірності того, що насправді принесе нам найбільшу користь.

«Розвиток квантової механіки піддав безпрецедентній критиці наші класичні наукові погляди. Самосвідомість і готовність переглянути свої гіпотези, які постійно піддаються випробуванню наукою і людством, будуть визначати ступінь, в якій ми досягнемо більш глибокого розуміння розуму і всесвіту».

Advertisements

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *