Den bortgångne fysikern Stephen Hawking bad mig först arbeta med honom för att utveckla "en ny kvantteori om Big Bang” 1998. Det som började som ett doktorandprojekt utvecklades under cirka 20 år till ett intensivt samarbete som avslutades bara med hans bortgång i mars 14, 2018.
Gåtan i centrum för vår forskning under denna period var hur Big Bang kunde ha skapat förhållanden så fullkomligt gästvänliga för livet. Vårt svar är att vara publicerad i en ny bok, Om tidens uppkomst: Stephen Hawkings sista teori.
Frågor om det ultimata ursprunget till kosmos, eller universum, tar fysiken ur dess komfortzon. Ändå var det precis där Hawking gillade att ge sig ut. Utsikten – eller hoppet – att spräcka gåtan med kosmisk design drev mycket av Hawkings forskning inom kosmologi. "Att djärvt gå vart Star Trek rädslor att trampa” var hans motto – och även hans skärmsläckare.
Vårt gemensamma vetenskapliga uppdrag innebar att vi oundvikligen växte nära varandra. Att vara omkring honom kunde man inte undgå att bli påverkad av hans beslutsamhet och optimism att vi skulle kunna ta itu med mystifierande frågor. Han fick mig att känna att vi skrev vår egen skapelseberättelse, vilket vi på sätt och vis gjorde.
Förr i tiden trodde man att den uppenbara designen av kosmos innebar att det måste finnas en designer – en Gud. Idag pekar forskare istället på fysikens lagar. Dessa lagar har ett antal slående livsframkallande egenskaper. Ta mängden materia och energi i universum, de känsliga förhållandena mellan krafterna eller antalet rumsliga dimensioner.
fysiker har upptäckt att om du justerar dessa egenskaper lite så gör det universum livlöst. Det känns nästan som om universum är en fix – till och med ett stort sådant.
Men var kommer fysikens lagar ifrån? Från Albert Einstein till Hawking i hans tidigare arbete, betraktade de flesta 20-talsfysiker de matematiska sambanden som ligger till grund för de fysiska lagarna som eviga sanningar. I detta synsätt är den uppenbara utformningen av kosmos en fråga om matematisk nödvändighet. Universum är som det är eftersom naturen inte hade något val.
Runt sekelskiftet 21 dök en annan förklaring upp. Kanske lever vi i ett multiversum, ett enormt utrymme som skapar ett lapptäcke av universum, alla med sin egen typ av Big Bang och fysik. Det skulle vara vettigt, statistiskt, för några av dessa universum att vara livsvänliga.
Men snart fastnade sådana mångsidiga funderingar i en spiral av paradoxer och inga verifierbara förutsägelser.
Att vända kosmologin ut och in
Kan vi göra bättre? Ja, Hawking och jag fick reda på det, men bara genom att avstå från idén, som är inneboende i multiversum kosmologi, att våra fysikaliska teorier kan ta en Guds öga, som om de stod utanför hela kosmos.
Det är en uppenbar och till synes tautologisk poäng: kosmologisk teori måste redogöra för det faktum att vi existerar i universum. "Vi är inte änglar som ser universum utifrån," sa Hawking till mig. "Våra teorier är aldrig frikopplade från oss."
Vi satte oss för att ompröva kosmologi ur en observatörs perspektiv. Detta krävde att anta de konstiga reglerna för kvantmekanik, som styr mikrovärlden av partiklar och atomer.
Enligt kvantmekaniken kan partiklar finnas på flera möjliga platser samtidigt, en egenskap som kallas superposition. Det är först när en partikel observeras som den (slumpmässigt) väljer en bestämd position. Kvantmekaniken involverar också slumpmässiga hopp och fluktuationer, som att partiklar dyker upp ur det tomma utrymmet och försvinner igen.
I ett kvantuniversum uppstår därför ett påtagligt förflutet och framtid ur ett töcken av möjligheter genom en ständig observationsprocess. Sådana kvantobservationer behöver inte utföras av människor. Miljön eller till och med en enda partikel kan "observera".
Otaliga sådana kvantobservationshandlingar omvandlar ständigt vad som kan vara till vad som händer, och drar därigenom universum mer fast till existens. Och när något väl har observerats blir alla andra möjligheter irrelevanta.
Vi upptäckte att när vi tittar tillbaka på de tidigaste stadierna av universum genom en kvantlins, finns det en djupare nivå av evolution där även fysikens lagar förändras och utvecklas, i synk med universum som håller på att ta form. Dessutom har denna meta-evolution en darwinistisk smak.
Variation kommer in eftersom slumpmässiga kvanthopp orsakar frekventa utflykter från det som är mest troligt. Urvalet kommer in eftersom vissa av dessa utflykter kan förstärkas och frysas, tack vare kvantobservation. Samspelet mellan dessa två konkurrerande krafter - variation och urval - i uruniversum producerade ett förgrenande träd av fysiska lagar.
Resultatet är en djupgående revidering av kosmologins grunder. Kosmologer börjar vanligtvis med att anta lagar och initiala förhållanden som fanns vid ögonblicket av Big Bang, överväg sedan hur dagens universum utvecklades från dem. Men vi föreslår att dessa lagar i sig är resultatet av evolutionen.
Dimensioner, krafter och partikelarter omvandlas och diversifierar sig i ugnen i den heta Big Bang – något analogt med hur biologiska arter dyker upp miljarder år senare – och får sin effektiva form med tiden.
Dessutom betyder slumpmässigheten som är involverad att resultatet av denna evolution – den specifika uppsättning fysiska lagar som gör vårt universum till vad det är –kan bara förstås i efterhand.
I någon mening var det tidiga universum en superposition av ett enormt antal möjliga världar. Men vi tittar på universum idag i en tid då människor, galaxer och planeter existerar. Det betyder att vi ser historien som ledde till vår evolution.
Vi observerar parametrar med "lyckliga värden." Men vi har fel när vi antar att de på något sätt var designade eller alltid så.
Problemet med tiden
Kärnan i vår hypotes är att om man resonerar bakåt i tiden, fortsätter utvecklingen mot mer enkelhet och mindre struktur hela vägen. I slutändan försvinner till och med tiden och med den de fysiska lagarna.
Denna uppfattning bärs särskilt av vår teoris holografiska form. den "holografisk princip” i fysiken förutspår att precis som ett hologram verkar ha tre dimensioner när det i själva verket är kodat i bara två dimensioner, så är hela universums utveckling på liknande sätt kodad på en abstrakt, tidlös yta.
Hawking och jag ser på tid och kausalitet som "framväxande egenskaper", har ingen tidigare existens men härrör från interaktioner mellan otaliga kvantpartiklar. Det är lite som hur temperatur uppstår från många atomer som rör sig kollektivt, trots att ingen enskild atom har temperatur.
Man vågar sig tillbaka i tiden genom att zooma ut och ta en suddigare titt på hologrammet. Så småningom förlorar man dock all information som är kodad i hologrammet. Detta skulle vara tidens ursprung – Big Bang.
I nästan ett sekel har vi studerat universums ursprung mot den stabila bakgrunden av oföränderliga naturlagar. Men vår teori läser universums historia inifrån och som en som inkluderar, i sina tidigaste skeden, de fysiska lagarnas genealogi. Det är inte lagarna som sådana utan deras förmåga att omvandla som har sista ordet.
Framtida kosmologiska observationer kan finna bevis för detta. Till exempel precisionsobservationer av gravitationsvågor– krusningar i rymdtidens struktur – kan avslöja signaturer för några av universums tidiga grenar. Om den upptäcks kan Hawkings kosmologiska final mycket väl visa sig vara hans största vetenskapliga arv.
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
Image Credit: Felix Mittermeier från Pixabay
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Minting the Future med Adryenn Ashley. Tillgång här.
- Köp och sälj aktier i PRE-IPO-företag med PREIPO®. Tillgång här.
- Källa: https://singularityhub.com/2023/05/12/what-stephen-hawkings-final-theory-of-the-cosmos-reveals-about-the-origins-of-time-and-life/
- : har
- :är
- :inte
- :var
- 1
- 14
- 1998
- 20
- 20 år
- 2018
- a
- Om oss
- ovan
- SAMMANDRAG
- Konto
- förvärva
- handlingar
- Anta
- avancerat
- Efter
- igen
- mot
- Alla
- också
- alltid
- mängd
- Amplified
- an
- och
- änglar
- svara
- vilken som helst
- skenbar
- ÄR
- runt
- Artikeln
- AS
- At
- atomen
- bort
- tillbaka
- bakgrund
- BE
- därför att
- blir
- varit
- Där vi får lov att vara utan att konstant prestera,
- nedan
- Bättre
- mellan
- Stor
- Big Bang
- miljarder
- Bit
- grenar
- men
- Knappen
- by
- kallas
- KAN
- Kapacitet
- fångas
- Orsak
- Centrum
- Århundrade
- byta
- val
- klick
- Stänga
- CO
- koda
- samverkan
- samla
- kollektivt
- COM
- komma
- bekvämlighet
- Commons
- tävlande
- villkor
- Tänk
- ständigt
- fortsätter
- Konversation
- kosmologi
- Cosmos
- kunde
- Motverka
- spricka
- skapas
- skapande
- Kreativ
- kredit
- datum
- Dagar
- frikopplat
- djupare
- Designa
- utformade
- bestämning
- utveckla
- DID
- olika
- dimensioner
- försvinna
- upptäckt
- diversifiera
- do
- gör
- donation
- inte
- ritning
- varje
- Tidigare
- Tidig
- Tidiga universum
- Effektiv
- Einstein
- framträda
- dykt
- framträder
- änden
- energi
- Enigma
- enorm
- Går in
- Hela
- Miljö
- speciellt
- Även
- så småningom
- NÅGONSIN
- bevis
- Utvecklingen
- utvecklas
- utvecklats
- exakt
- existerar
- förklaring
- tyg
- Faktum
- blekna
- MISSLYCKAS
- oro
- känna
- få
- slutlig
- final
- hitta
- fast
- Förnamn
- fluktuationer
- För
- Krafter
- formen
- hittade
- frekvent
- från
- frystes
- Fundamentals
- framtida
- galaxer
- skaffa sig
- gif
- Go
- Bra
- störst
- hade
- hända
- Har
- har
- he
- honom
- hans
- historia
- Hologram
- holografiska
- hoppas
- HET
- Hur ser din drömresa ut
- Men
- HTTPS
- Människa
- i
- Tanken
- if
- oföränderlig
- in
- innefattar
- oundvikligen
- påverkas
- info
- informationen
- inneboende
- inledande
- exempel
- istället
- interaktioner
- in
- involverade
- IT
- DESS
- hopp
- bara
- Snäll
- Sent
- Lagar
- Led
- Legacy
- Lins
- mindre
- Nivå
- Licens
- livet
- tycka om
- lever
- platser
- se
- du letar
- förlorar
- gjord
- göra
- GÖR
- många
- Mars
- matematisk
- Materia
- Maj..
- betyder
- menas
- mekanik
- kanske
- ögonblick
- mer
- mest
- rörliga
- mycket
- multiverse
- måste
- Natur
- Behöver
- aldrig
- Nya
- Nej
- antal
- observera
- Uppenbara
- of
- Gamla
- on
- gång
- ONE
- endast
- Optimism
- or
- Ursprung
- Övriga
- vår
- ut
- Resultat
- utanför
- över
- egen
- sida
- parametrar
- partikel
- Tidigare
- kanske
- perioden
- personlig
- personlig information
- perspektiv
- fysisk
- Fysik
- Picks
- Planeter
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- snälla du
- Punkt
- placera
- Möjligheterna
- möjlig
- Precision
- Förutsägelser
- Förutspår
- Innan
- process
- producerad
- djupgående
- projektet
- egenskaper
- egenskapen
- Bevisa
- kvaliteter
- Quantum
- Kvantmekanik
- kvantpartiklar
- quest
- frågor
- slumpmässig
- slumpmässighet
- Läsa
- Förhållanden
- ta bort
- renderar
- Obligatorisk
- forskning
- resultera
- avslöjar
- avslöjar
- regler
- s
- Samma
- vetenskapsmän
- screen
- se
- Val
- känsla
- in
- flera
- Forma
- delas
- signaturer
- Liknande
- enkelhet
- enda
- So
- några
- något
- Alldeles strax
- Utrymme
- rumsliga
- specifik
- stabil
- stadier
- starta
- igång
- Stephen
- Historia
- struktur
- studerade
- sådana
- föreslå
- överlagring
- yta
- tackla
- MÄRKA
- Ta
- tar
- tack
- den där
- Smakämnen
- deras
- Dem
- sig själva
- sedan
- Teorin
- Där.
- vari
- därför
- Dessa
- de
- detta
- fastän?
- trodde
- tre
- Genom
- hela
- tid
- tidlös
- till
- i dag
- dagens
- mot
- Förvandla
- träd
- problem
- SVÄNG
- två
- slutliga
- Ytterst
- förstått
- Universum
- us
- vanligen
- Värden
- våga
- Ventures
- verifierbar
- utsikt
- var
- Sätt..
- we
- VÄL
- były
- Vad
- när
- som
- VEM
- med
- inom
- ord
- Arbete
- Världens
- skulle
- skrivning
- Fel
- år
- ja
- ännu
- dig
- zephyrnet
- zoomning