Général

Toutes nos connaissances scientifiques peuvent-elles s'écrouler comme un château de cartes?

Nous cherchons toujours quelque chose de plus. Et même nos meilleures suppositions ne nous permettent souvent pas de comprendre où nous allons le trouver. Au 19ème siècle, nous avons discuté de la façon dont le soleil brûlait - de la gravité ou de la combustion, sans même nous douter que la fusion thermonucléaire était impliquée. Au 20ème siècle, nous avons discuté du sort de l'univers sans même supposer qu'il s'accélère. Mais les révolutions scientifiques sont réelles et, lorsqu'elles se produisent, nous devons réviser de nombreuses choses, parfois même tout ce qui auparavant était considéré comme vrai.

Il y a une masse de vérités fondamentales dans notre connaissance que nous remettons rarement en question, mais nous devrions peut-être le faire. Quelle confiance avons-nous dans la tour de la connaissance que nous nous sommes construite?

Quelle est la véracité de notre science?

Dans l’hypothèse du vieillissement de la lumière, le nombre deLe nombre de photons par seconde, que nous obtenons de chaque objet, diminue proportionnellement au carré de la distance qui le sépare, tandis que le nombre d'objets que nous voyons augmente avec le carré de la distance. Les objets doivent être plus rouges, mais émettent un nombre constant de photons par seconde en fonction de la distance. Cependant, dans un univers en expansion, nous avons de moins en moins de photons par seconde, car ils doivent parcourir de longues distances à mesure que l’univers se développe, et leur énergie diminue également au cours du processus de décalage vers le rouge. La luminosité de la surface diminue avec la distance - ceci correspond à nos observations.

La réponse inattendue est que noushautement confiant dans la totalité de la connaissance scientifique qui a créé. Cela restera vrai jusqu'à un certain point: jusqu'à ce qu'un seul résultat fiable soit atteint, ce qui entrera en conflit avec notre image.

Si les neutrinos sont plus rapides que la lumière, ce qui s'est passéil y a quelques années, les conversations se sont révélées vraies et il nous faudrait reconsidérer tout ce que nous savions sur la relativité et la limitation de vitesse dans l'Univers. Si Emdrive ou une autre machine à mouvement perpétuel s'avérait réelle, nous devions réviser tout ce que nous savions de la mécanique classique et de la loi de la conservation de la quantité de mouvement. Bien que ces résultats spécifiques ne soient pas suffisamment fiables - ces neutrinos sont apparus à la suite d’une erreur expérimentale et Emdrive n’a pas passé le test à un niveau de signification significatif - une fois que nous pourrions bien rencontrer un tel résultat.

Le test le plus important pour nous ne sera pas de savoir si nous arriverons à une telle intersection. Notre véritable foi en la vérité scientifique sera mise à l'épreuve lorsque nous devrons décider quoi en faire.

Installation expérimentale d'EmDrive en NASAEagleworks, où ils ont essayé de réaliser des tests isolés sur un moteur non réactif. Ils ont trouvé un petit résultat positif, mais son lien avec: une nouvelle physique ou une erreur systématique n’était pas clair. Les résultats ne semblaient pas fiables et ne pouvaient pas être répétés indépendamment. La révolution n'a pas eu lieu - pas encore.

La science est à la fois:

  • Un ensemble de connaissances qui englobe tout ce que nous avons appris de l'observation, du changement et de l'expérimentation dans notre univers.
  • Le processus de doute constant dans notrehypothèses, tentatives de recherche de failles dans notre compréhension de la réalité, recherche de lacunes logiques et d’incohérences et détermination des limites de nos connaissances de manière nouvelle et fondamentale.

Tout ce que nous voyons et entendons, tout ce que nous trouvonsoutils, etc., qui peuvent tous constituer un exemple de données scientifiques correctement enregistrées. Lorsque nous essayons de brosser un tableau de l'univers, nous devons utiliser l'ensemble des données scientifiques disponibles. Nous ne pouvons pas sélectionner des résultats ou des preuves compatibles avec nos conclusions préférées; nous devons faire face à toutes nos idées avec chaque exemple de bonnes données existantes. Pour bien faire de la science, nous devons collecter ces données, les placer pièce par pièce dans une structure autocohérente, puis les soumettre à toutes sortes de tests, de toutes les manières imaginables.

Le meilleur travail qu'un scientifique soit capable est d'essayer constamment de réfuter, plutôt que de prouver, les théories et les idées les plus sacrées.

Le télescope spatial Hubble (à gauche) est notre plus grand observatoire phare de l'histoire de l'astrophysique, mais il est beaucoup plus petit et moins puissant. que le futur "james webb" (au centre). LUVOIR (à droite) est la plus ambitieuse des quatre missions phares proposées pour les années 2030. En essayant d'atteindre les plus obscurs de l'univers, de les voir en haute résolution et à toutes les longueurs d'onde possibles, nous pouvons améliorer et tester notre compréhension du cosmos d'une manière sans précédent.

Cela signifie augmenter notre précision à chaquedes chiffres supplémentaires après la virgule, que nous pouvons seulement ajouter; cela signifie rechercher des énergies plus élevées, des températures plus basses, des échelles plus petites et des échantillons de plus grande taille; cela signifie aller au-delà du domaine de confiance connu de la théorie; cela signifie théoriser de nouveaux effets observables et développer de nouvelles méthodes expérimentales.

À un moment donné, vous trouvez inévitablement quelque chosecela ne rentre pas dans la sagesse trouvée. Vous trouvez quelque chose de contraire à ce que vous espérez trouver. Vous obtenez un résultat qui contredit votre ancienne théorie déjà existante. Et lorsque cela se produit - si vous pouvez confirmer cette contradiction, si elle résiste à un test approfondi et se révèle très, très existante, vous obtiendrez quelque chose d'excellent: vous obtiendrez une révolution scientifique.

Un des aspects révolutionnaires du relativismeLe mouvement avancé par Einstein, mais précédemment mis en place par Lorentz, Fitzgerald et d'autres, était que les objets en mouvement rapide semblaient rétrécir dans l'espace et ralentir dans le temps. Plus vous vous déplacez rapidement par rapport à quelque chose au repos, plus votre longueur diminuera et plus le temps ralentira par rapport au monde extérieur. Cette image - la mécanique relativiste - a remplacé la vieille vision newtonienne de la mécanique classique.

La révolution scientifique comprend néanmoinsquelque chose de plus que la déclaration «les vieilles vérités sont fausses!». Ceci est juste la première étape. C'est peut-être une partie nécessaire de la révolution, mais elle est insuffisante en soi. Nous pourrions passer à autre chose en notant simplement où et comment notre vieille idée nous apporte. Pour faire avancer la science - et de manière significative - nous devons trouver une faille critique dans notre façon de penser précédente et la réviser jusqu'à atteindre la vérité.

Pour ce faire, nous devons surmonter non pas un mais trois obstacles principaux dans nos efforts pour améliorer notre compréhension de l'Univers. Il y a trois composants qui font partie de la théorie scientifique révolutionnaire:

  • Il doit reproduire tout le succès d'une théorie existante.
  • Cela devrait expliquer les nouveaux résultats qui contredisent l'ancienne théorie.
  • Il doit fournir de nouvelles prévisions vérifiables qui n'ont pas encore été vérifiées et qui peuvent être confirmées ou réfutées.

C'est une barre incroyablement haute, qui est réalisée très rarement. Mais quand il est atteint, les récompenses ne sont comme rien d’autre.

L'un des plus grands mystères des années 1500 étaitque les planètes se déplacent évidemment de manière rétrograde - c’est-à-dire dans la direction opposée. Ceci pourrait s'expliquer soit par le modèle géocentrique de Ptolémée (à gauche) ou par l'héliocentre de Copernicus (à droite). Cependant, clarifier les détails avec une grande précision a nécessité des avancées théoriques dans notre compréhension des règles sous-jacentes au phénomène observé, ce qui a conduit aux lois de Kepler et à la théorie de la gravité universelle de Newton.

Le nouveau venu, la nouvelle théorie a toujours un fardeaupreuves, remplaçant l'ancienne théorie dominante, ce qui nécessite de résoudre un certain nombre de problèmes très difficiles. Quand l'héliocentrisme est apparu, il a dû expliquer toutes les prédictions des mouvements des planètes, prendre en compte tous les résultats que l'héliocentrisme ne pouvait pas expliquer (par exemple, le mouvement des comètes et des satellites de Jupiter) et faire de nouvelles prédictions telles que l'existence d'orbites elliptiques.

Quand Einstein a proposé une théorie généraleEn théorie relativiste, sa théorie devait reproduire tous les succès de la gravité newtonienne, mais aussi expliquer la précession du périhélie de Mercure et la physique des objets dont la vitesse est proche de la lumière;

Ce concept s’étend même à nos réflexions surl'origine de l'univers lui-même. Pour que le Big Bang devienne célèbre, il devait remplacer le concept précédent d'un Univers statique. Il a donc dû se conformer à la théorie générale de la relativité, expliquer le développement de Hubble de l'univers et le rapport redshift / distance, puis faire de nouvelles prédictions:

  • Sur l'existence et le spectre du fond cosmique hyperfréquence
  • Sur le contenu nucléosynthétique des éléments légers
  • Sur la formation de la structure à grande échelle et des propriétés du regroupement de la matière sous l’influence de la gravité.

Tout cela n'était nécessaire que pour remplacer la théorie précédente.

Maintenant, réfléchissez à ce qui serait nécessaire.pour remplacer l'une des principales théories scientifiques aujourd'hui. Ce n’est pas aussi difficile que vous l’imaginez: il ne faudrait qu’une observation de tout phénomène allant à l’encontre des prédictions du Big Bang. Dans le contexte des ressources génétiques, si vous pouviez trouver une conséquence théorique au fait que le Big Bang ne correspond pas à nos observations, nous serions vraiment au bord d'une révolution.

Et c'est ce qui est important: il ne s'ensuivra pas que tout ce qui concerne le Big Bang est faux. La théorie générale de la relativité ne signifie pas que la gravité newtonienne est fausse; il n'impose que des restrictions sur où et comment la gravité newtonienne sera appliquée avec succès. Elle décrira toujours avec précision l'univers, né d'un état chaud, dense et en expansion; de la même manière, décrivez un univers observable avec un âge de plusieurs milliards d'années (mais pas d'âge infini); il parlera également des premières étoiles et galaxies, des premiers atomes neutres, des premiers noyaux atomiques stables.

L’histoire visible de l’univers en expansion comprendl’état chaud et dense du Big Bang et la croissance et la formation ultérieures de la structure. L'ensemble complet de données, y compris les observations d'éléments légers et le fond cosmique à micro-ondes, ne laisse que le Big Bang comme explication appropriée de ce que nous voyons. La prédiction du fond de neutrinos cosmiques était l'une des dernières grandes prédictions non confirmées découlant de la théorie du Big Bang.

Tout ce qui vient sur cette théorie - quoi queest allé au-delà de notre meilleure théorie actuelle (et cela s'applique à tous les domaines scientifiques) - la première chose à faire est de reproduire tous les succès de cette théorie. Théories de l'univers statique, qui combattent avec le Big Bang? Ils sont incapables de cela. La même chose s'applique à l'univers électrique et au plasma cosmologique; on peut en dire autant de la lumière fatiguée, du défaut topologique et des cordes cosmiques.

Peut-être qu'un jour nous parviendrons à assezprogrès théorique, de sorte que l'une de ces alternatives se transforme en quelque chose correspondant à l'ensemble des observables, ou peut-être une nouvelle alternative apparaîtra. Mais ce jour n’est pas aujourd’hui, et dans l’intervalle, l’univers inflationniste avec le Big Bang, avec le rayonnement, la matière ordinaire, la matière noire et l’énergie explique l’ensemble complet de tout ce que nous avons jamais vu. Et elle est unique en son genre pour le moment.

Mais il est important de se rappeler que nous en sommes venus à cette photo.juste parce qu'ils ne se sont pas concentrés sur un résultat douteux qui pourrait s'effondrer. Nous avons des dizaines de sources de preuves indépendantes qui nous amènent à la même conclusion encore et encore. Même s'il s'avère que nous ne comprenons pas du tout les supernovae, il nous faudra encore de l'énergie noire. même s'il s'avère que nous ne comprenons pas du tout la rotation des galaxies, il faudra toujours de la matière noire; même s'il s'avère qu'il n'y a pas de fond micro-ondes, le Big Bang sera toujours nécessaire.

L'univers peut être complètement différent dansdétails Et j'espère que je vivrai assez longtemps pour voir apparaître le nouvel Einstein, qui défie les théories modernes - et qui gagne. Nos meilleures théories ne sont pas fausses, elles ne sont tout simplement pas assez complètes. Et cela signifie qu'ils ne peuvent être remplacés que par une théorie plus complète, qui inclura inévitablement tout, en général, tout dans ce monde - et l'explique.

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