általános

Tud-e minden tudományos ismereteink összezúzódni, mint egy kártyaház?

Mindig többet keresünk. És még a legjobb tippjeink is gyakran nem teszik lehetővé, hogy megértsük, hol találjuk meg. A 19. században azzal érveltünk, hogy a nap égett - a gravitáció vagy az égés, anélkül, hogy azt gyanítanánk, hogy a termonukleáris fúzió érintett. A 20. században az univerzum sorsáról vitatkoztunk, még ha nem is feltételeztük, hogy felgyorsul a nem létezésre. De a forradalmak a tudományban valóságosak, és amikor előfordulnak, sok dolgot - néha még mindent is - felül kell vizsgálnunk, amelyet korábban igaznak tartottak.

Tudásunk szerint van egy nagyszámú alapvető igazság, amit ritkán kérdezünk, de talán meg kell tennünk. Milyen magabiztosak vagyunk a tudástoronyban, amit magunknak építettünk?

Mennyire igaz a tudományunk?

A fény öregedésének hipotézise szerint a számA másodpercenkénti fotonok, amelyeket minden egyes objektumtól kapunk, a távolságnak a négyzetével arányosan csökken, míg a látott objektumok száma a távolság négyzetével növekszik. Az objektumoknak vörösnek kell lenniük, de a távolságtól függően másodpercenként állandó számú fotont kell kibocsátaniuk. Egy kiterjedő univerzumban azonban idővel kevesebb fotont kapunk másodpercenként, mert hosszú távolságokra kell utazniuk, mivel az univerzum kibővül, és energiájuk is csökken a vöröseltolódási folyamat során. A felületi fényerő távolsággal csökken - ez összhangban van megfigyelésünkkel.

A váratlan válasz az, hogy mirendkívül magabiztosak a létrehozott tudományos ismeretek összességében. Ez egy bizonyos pontig igaz marad: amíg egyetlen megbízható eredményt nem érünk el, ami ellentmond a képünknek.

Ha a neutrínók gyorsabbak, mint a fény, ami mentpár évvel ezelőtti beszélgetések igaznak bizonyultak, át kell gondolnunk mindent, amit tudtunk a relativitásról és a világegyetem sebességkorlátozásáról. Ha az Emdrive vagy egy másik örökmozgató gép valódinak bizonyult, akkor mindent meg kell vizsgálnunk, amit tudtunk a klasszikus mechanikáról és a lendület megőrzésének törvényéről. Bár ezek a specifikus eredmények nem voltak eléggé megbízhatóak - a neutrínók kísérleti hiba eredményeként jelentek meg, és az Emdrive semmilyen szignifikancia szinten nem végzett tesztet - miután jól találkoztunk egy ilyen eredménnyel.

A legfontosabb teszt nem az, hogy egy ilyen kereszteződéshez jutunk. A valódi hitünket a tudományos igazságba teszteljük, amikor el kell döntenünk, hogy mit csináljunk vele.

Az EmDrive kísérleti telepítése a NASA-banEagleworks, ahol megpróbáltak egy nem reaktív motort külön tesztelni. Kis pozitív eredményt találtak, de nem volt világos, hogy milyen kapcsolatban áll: egy új fizikával vagy szisztematikus hibával. Az eredmények nem tűntek megbízhatónak, és nem lehetett egymástól függetlenül megismételni. A forradalom még nem történt meg.

A tudomány egyaránt:

  • Olyan tudáscsomag, amely magában foglal mindent, amit az Univerzumunk megfigyeléséből, változásából és kísérleteiből tanultunk.
  • A folyamatos kétség a folyamatunkbanfeltételezések, lyukak keresése a valóság megértésében, logikai kiskapuk és inkonzisztenciák keresése, és tudásunk korlátai új, alapvető módokon történő meghatározása.

Minden, amit látunk és hallunk, mindent, ami a miénkeszközök, és így tovább - amelyek mindegyike lehet a tudományos adatok példája, helyesen rögzítve. Amikor megpróbálunk képet készíteni az univerzumról, a rendelkezésre álló tudományos adatok teljes készletét kell használnunk. Nem választhatunk olyan eredményeket vagy bizonyítékokat, amelyek összhangban vannak az előnyben részesített következtetéseinkkel; minden jó ötletünkkel meg kell találnunk minden ötletünket. Ahhoz, hogy a tudomány jól teljesüljön, ezeket az adatokat össze kell gyűjtenünk, darabonként önálló struktúrába kell helyeznünk, majd mindenféle vizsgálatra, bármilyen elképzelhető módon kell alávetni.

A legjobb tudás, amit egy tudós képes arra, hogy állandóan próbálja megcáfolni, nem pedig bizonyítani, a legszentebb elméletek és ötletek.

A Hubble Űrtávcső (balra) a legnagyobb zászlóshajó megfigyelőközpontunk az asztrofizika történetében, de sokkal kisebb és kevésbé erős, mint a jövő "james webb" (a központban). A 2030-as években javasolt négy kiemelt misszió közül a LUVOIR (jobbra) a leg ambiciózusabb. Ha megpróbáljuk elérni az Univerzum legcsekélyebb pontját, hogy nagy felbontásban és minden lehetséges hullámhosszon lássuk őket, példátlan módon javíthatjuk és kipróbálhatjuk a kozmosz megértését.

Ez azt jelenti, hogy növeljük pontosságunkattovábbi számjegy a vessző után, amit csak hozzáadhatunk; ez azt jelenti, hogy magasabb energiákat, alacsonyabb hőmérsékleteket, kisebb méreteket és nagyobb mintaméreteket kergetünk; ez az elmélet ismert bizalmi tartományának túllépését jelenti; ez azt jelenti, hogy az új megfigyelhető hatásokat elméletileg meg kell vizsgálni és új kísérleti módszereket fejleszteni.

Bizonyos ponton elkerülhetetlenül talál valamitami nem illeszkedik a talált bölcsességbe. Talált valamit ellentétben azzal, amit vársz. Olyan eredményt kap, amely ellentmond a régi, már meglévő elméletének. És amikor ez megtörténik - ha meg tudja erősíteni ezt az ellentmondást, ha ellenáll egy alapos tesztnek és megmutatja magát, hogy nagyon, nagyon létezik, akkor valami kiválóat fog elérni: tudományos forradalom lesz.

A relativisztika egyik forradalmi szempontjaaz Einstein által előterjesztett, de Lorentz, Fitzgerald és mások által előterjesztett mozgalom az volt, hogy a gyorsan mozgó tárgyak a térben zsugorodtak, és idővel lassultak. Minél gyorsabban mozogsz valamit a nyugalomban, annál hosszabb lesz a hossza, és annál több idő lelassul a külvilághoz képest. Ez a kép - relativisztikus mechanika - helyettesítette a klasszikus mechanika régi Newtoni nézetét.

A tudományos forradalom mindazonáltal magában foglaljavalami több, mint a „régi igazságok tévednek!”. Ez csak az első lépés. Talán ez a forradalom szükséges része, de önmagában nem elegendő. Folytathatnánk, csak észrevenni, hogy hol és hogyan hozza el a régi ötletünket. A tudomány előremozdítása - és jelentősen - kritikus hibát kell találnunk a korábbi gondolkodásmódunkban, és addig felül kell vizsgálnunk, amíg el nem éri az igazságot.

Ehhez felül kell küzdenünk nem egy, hanem három fő akadályt, amellyel javíthatjuk az Univerzum megértését. A forradalmi tudományos elméletnek három összetevője van:

  • Meg kell ismételnie az összes létező elmélet sikerét.
  • Meg kell magyaráznia az új eredményeket, amelyek ellentmondanak a régi elméletnek.
  • Új, ellenőrizhető előrejelzéseket kell szolgáltatnia, amelyeket korábban nem igazoltak, és amelyek megerősíthetők vagy elutasíthatók.

Ez hihetetlenül magas sáv, ami nagyon ritkán érhető el. De amikor elértük, a jutalom nem más.

Az 1500-as évek egyik legnagyobb rejtélye volthogy a bolygók nyilvánvalóan visszahúzódnak - vagyis az ellenkező irányba. Ez magyarázható a Ptolemaiosz geocentrikus modelljével (balra) vagy Copernicus heliocentricre (jobbra). Azonban a részletesség tisztázása nagy pontossággal megköveteli az elméleti áttörést a megfigyelt jelenség alapjául szolgáló szabályok megértésében, ami Kepler törvényeihez és Newton egyetemes gravitációs elméletéhez vezetett.

Az újoncnak, az új elméletnek mindig van teherea korábbi domináns elméletet helyettesítő bizonyítékok, és ez számos nagyon nehéz probléma megoldását igényli. Amikor megjelent a heliocentrizmus, meg kellett magyaráznia a bolygók mozgásának minden előrejelzését, figyelembe kell vennie az összes olyan eredményt, amelyet a heliocentrizmus nem tudott megmagyarázni (például a Jupiter üstökösök és műholdak mozgása), és új előrejelzéseket készíteni, például az elliptikus pályák létezését.

Amikor Einstein általános elméletet javasoltrelativitása, elmélete az volt, hogy a Newtoni gravitáció minden sikerét reprodukálja, és hogy megmagyarázza a Mercury perihelionjának és a fényt megközelítő sebességű tárgyak fizikáját, és ezenkívül új előrejelzéseket kell tennie arról, hogy a gravitáció a csillagfényt hajlítsa.

Ez a koncepció még a gondolatainkra is kiterjedmaga az univerzum eredete. Annak érdekében, hogy a nagy bumm híressé váljon, helyette kellett helyettesítenie egy korábbi statikus univerzum fogalmát. Szóval, meg kellett felelnie az általános relativitáselméletnek, megmagyaráznia az Univerzum Hubble terjeszkedését és a vöröseltolódás és a távolság arányát, majd új előrejelzéseket kell tennie:

  • A kozmikus mikrohullámú háttér létezéséről és spektrumáról
  • A fényelemek nukleoszintetikus tartalmáról
  • A nagyméretű szerkezet kialakulása és az anyag klaszterezésének tulajdonságai a gravitáció hatására.

Mindez csak az előző elmélet helyettesítésére volt szükség.

Gondolj bele most, hogy mi lenne szükség.az egyik vezető tudományos elmélet helyébe lép. Ez nem olyan nehéz, mint amilyennek képzelné: csak egy megfigyelést követne el minden olyan jelenségről, amely ellentmond a Big Bang előrejelzéseinek. A GR kontextusában, ha elméleti következménye lenne annak a ténynek, hogy a Big Bang nem felel meg megfigyeléseinknek, valóban a forradalom szélén állnánk.

És ez az, ami fontos: ebből nem következik, hogy a Big Bang témájával kapcsolatos minden rossz. A relativitás általános elmélete nem jelenti azt, hogy a Newtoni gravitáció rossz; ez csak korlátozásokat ró arra, hogy a Newtoni gravitáció sikeresen alkalmazható legyen. Még mindig pontosan leírja a világegyetemet, amely forró, sűrű, táguló állapotból származik; hasonlóképpen írjon le egy megfigyelhető univerzumot, amely több milliárd éves korú (de nem végtelen korú); az első csillagokról és galaxisokról, az első semleges atomokról, az első stabil atommagról is elmondja.

A bővülő univerzum látható története magában foglaljaa Big Bang meleg, sűrű állapota és a későbbi növekedés és a szerkezet kialakulása. A teljes adatkészlet, beleértve a fényelemek és a kozmikus mikrohullámú háttér megfigyelését, csak a Nagy Bummot hagyja megfelelőnek a magyarázatot. A kozmikus neutrínó hátterének előrejelzése az egyik legnagyobb, meg nem erősített előrejelzés volt, amely a Nagy Bumm elméletből fakad.

Bármi is jön ez az elmélet - bármitúllépte a jelenlegi legjobb elméletünket (és ez minden tudományterületre vonatkozik) - az első dolog az elmélet összes sikerének reprodukálása. A statikus univerzum elmélete, amelyek a Nagy Bummmal harcolnak? Nem képesek erre. Ugyanez vonatkozik az elektromos univerzumra és a kozmológiai plazmára is; ugyanez mondható el a fáradt fényről, a topológiai hibáról és a kozmikus húrokról.

Talán egy nap elég leszünkelméleti előrehaladás, hogy az egyik ilyen alternatíva valami megfigyelhetőnek felel meg, vagy egy új alternatíva jelenik meg. De ez a nap nem ma, és időközben az inflációs Univerzum a Nagy Bummmal, sugárzással, közönséges anyaggal, sötét anyaggal és energiával magyarázza az abszolút mindent, amit valaha láttunk. És ő most egyfajta.

De fontos megjegyezni, hogy eljöttünk erre a képre.csak azért, mert nem egy kétes eredményre összpontosítottak, ami összeomlott. Tucatnyi önálló bizonyíték van, amelyek újra és újra ugyanezen következtetésre vezetnek. Még ha kiderül, hogy egyáltalán nem értjük a szupernóvát, még mindig szükség lesz sötét energiára; még akkor is, ha kiderül, hogy egyáltalán nem értjük a galaxisok forgását, még mindig szükség lesz sötét anyagra; még akkor is, ha kiderül, hogy nincs mikrohullámú háttér, a Big Bang továbbra is szükséges lesz.

A világegyetem teljesen más lehetrészleteket. És remélem, hogy elég hosszú ideig fogok élni, hogy lássam az új Einstein-t, aki kihívást jelent a modern elméletekre, és nyer. Legjobb elméleteink nem tévednek, csak nem elég teljesek. És ez azt jelenti, hogy csak egy teljesebb elmélet helyettesítheti őket, ami elkerülhetetlenül magában foglal mindent, általában mindent ebben a világban, és magyarázza el.

Mondja el nekünk az Ön elméleteiről a Telegramban található csevegőszobánkban.