Articles

Wat Hawking werkelijk betekende

Posted by admin

als je een wetenschapsliefhebber bent, heb je deze week waarschijnlijk krantenkoppen gezien die beweren dat natuurkundige Stephen Hawking denkt dat het higgsboson het einde van het universum zal veroorzaken.

dit is een verbluffende onjuiste voorstelling van de wetenschap. Het universum is veilig en zal dat Voor een zeer lange tijd zijn—voor biljoenen jaren.

om te begrijpen hoe afschuwelijk Hawking ‘ s woorden zijn verdraaid, moeten we eerst zijn uitspraak begrijpen. Om een beetje te parafraseren, Hawking zei dat in een wereld waarin het higgsboson en een ander fundamenteel deeltje—de topkwark—de massa hebben die wetenschappers hebben gemeten, het universum zich in een metastabiele staat bevindt.

in principe betekent metastabiel ” soort stabiel.”Dus wat betekent dat? Laten we een voorbeeld nemen. Neem een biljartkeu en leg het op de biljarttafel. Het signaal is stabiel, het gaat nergens heen. Neem dezelfde keu en balanceer het op je vinger. Dat is onstabiel; onder bijna alle omstandigheden, zal de cue omvallen.

de analogie voor een metastabel object is een barkruk. Onder bijna alle omstandigheden zal de kruk daar voor eeuwig zitten. Echter, als je de ontlasting hard genoeg stoot, zal het omvallen. Als de kruk valt, is hij stabieler dan hij was, net als de biljartkeu die op tafel ligt.

nu moeten we het universum en de wetten die het regeren inbrengen. Hier is een belangrijk leidend principe: het universum is lui—een gigantische, kosmische bank aardappel. Als het al mogelijk is, zal het universum een manier vinden om naar de laagste energietoestand te gaan die het kan. Een eenvoudige analogie is een bal geplaatst op de zijkant van een berg. Het zal de berghelling afrollen en tot rust komen op de bodem van de vallei. Deze bal zal dan in een stabiele configuratie.

het universum is op dezelfde manier. Nadat de kosmos was gemaakt, zouden de velden die deel uitmaken van het universum zich in de laagst mogelijke energietoestand hebben gerangschikt.

er is een voorbehoud. Het is mogelijk dat er kleine “valleien” in de energiehelling zouden kunnen zijn. Toen het heelal afkoelde, was het misschien gevangen in een van die valleien. Idealiter zou het universum in de diepere vallei beneden willen vallen, maar het kan gevangen zitten.

dit is een voorbeeld van een metastabiele toestand. Zolang de kleine vallei diep genoeg is, is het moeilijk om eruit te komen. Inderdaad, met behulp van de klassieke natuurkunde, is het onmogelijk om eruit te komen.

we leven echter niet in een klassieke wereld. In ons universum moeten we rekening houden met de aard van de kwantummechanica. Er zijn vele manieren om het kwantumrijk te beschrijven, maar een van de meest relevante eigenschappen hier is “zeldzame dingen gebeuren.”In essentie, als het universum gevangen zat in een kleine vallei van uitzaaibaarheid, zou het uiteindelijk de vallei kunnen verlaten en naar beneden kunnen vallen in de diepere vallei eronder.

wat zijn de gevolgen van het uitglijden van het heelal van de ene vallei naar de andere? De regels van het universum worden beheerst door de vallei waarin het zich bevindt. In de uitgezaaide vallei die ons bekende universum definieert, hebben we de regels van de fysica en chemie die het mogelijk maken dat materie in atomen samenkomt en uiteindelijk ons.

als het universum in een andere vallei zou glijden, zouden de regels die materie en energie regelen anders zijn. Dit betekent onder andere dat deeltjes zoals quarks en leptonen onmogelijk kunnen zijn. De bekende krachten die de interactie van die deeltjes regelen, zijn misschien niet van toepassing. Kortom, er is geen reden om te denken dat we zouden bestaan.

zouden we enige waarschuwing hebben als deze overgang plaatsvond? Eigenlijk zouden we helemaal geen waarschuwing hebben. Als ergens in de kosmos het heelal een overgang maakte van een uitgezaaide vallei naar een diepere, zouden de wetten van de fysica veranderen en wegvagen met de snelheid van het licht. Als de schokgolf over het zonnestelsel ging, zouden we gewoon verdwijnen als de wetten die de materie beheersen die ons maakt niet meer van toepassing zijn. Het ene moment waren we hier, het volgende waren we weg.

terugkomend op de oorspronkelijke vraag, wat vertelt het higgsboson ons hierover? Het blijkt dat we het standaardmodel kunnen gebruiken om ons te vertellen of we ons in een stabiel, onstabiel of metasteerbaar universum bevinden.

we weten dat we niet in een onstabiele leven, omdat we hier zijn, maar de andere twee opties zijn open. Dus, wat is het antwoord? Het hangt af van twee parameters: de massa van de topkwark en de massa van het higgsboson.

als we ons begrip van het standaardmodel volgen, gecombineerd met onze beste metingen, lijkt het erop dat we in een metasteerbaar universum leven dat op een dag zonder waarschuwing zou kunnen verdwijnen. Je kunt vergeven worden als je die uitspraak ziet als een reden om te genieten van een soort van zeldzame traktatie vanavond.

maar let op een paar woorden van voorzichtigheid voordat u te veel uitgeeft. Met hetzelfde standaardmodel dat we gebruikten om erachter te komen of de kosmos uitzaaibaar is, kunnen we voorspellen hoe lang het waarschijnlijk zal duren voordat de kwantummechanica het universum van de uitgezaaide vallei naar de stabiele zal laten glijden: het zal biljoenen jaren duren.De mensheid bestaat pas ongeveer 100.000 jaar, en de zon zal uitgroeien tot een rode reus en de aarde in ongeveer 5 miljard jaar verbranden. Aangezien we het hebben over het universum dat bestaat als een metastabiele toestand voor biljoenen jaren, misschien is overmatig eten vanavond een slecht idee.

het is belangrijk op te merken dat het vinden van het higgsboson geen effect heeft op de vraag of het universum in een metastabiele toestand verkeert. Als we in een uitgezaaide kosmos leven, is dat al zo sinds het universum is gecreëerd. De ontdekking van het higgsboson heeft helemaal geen effect op de vraag of het universum in een metastabiele staat is.

terugkerend naar de oorspronkelijke, overdreven hyped media verhalen, kun je zien dat er een kern van waarheid en een vat vol hysterie was. Er is geen gevaar, en het is helemaal OK om opnieuw te kijken met grote belangstelling de nieuwsberichten van de ontdekking en zorgvuldige meting van het Higgs boson. En ja, je moet morgen naar je werk.

een versie van dit artikel werd vandaag gepubliceerd in Fermilab.

Related Post

Leave A Comment