Articles

Co Hawking naprawdę miał na myśli

Posted by admin

jeśli jesteś entuzjastą nauki, w tym tygodniu prawdopodobnie natknąłeś się na nagłówki mówiące, że fizyk Stephen Hawking uważa, że bozon Higgsa spowoduje koniec wszechświata.

to oszałamiające przekłamanie nauki. Wszechświat jest bezpieczny i będzie przez bardzo długi czas-przez biliony lat.

aby zrozumieć, jak obrzydliwie przekręcono słowa Hawkinga, najpierw musimy zrozumieć jego wypowiedź. Parafrazując trochę, Hawking powiedział, że w świecie, w którym bozon Higgsa i inna fundamentalna cząstka—kwark górny—mają masy, które naukowcy zmierzyli, wszechświat jest w stanie metastabilnym.

zasadniczo metastabilny oznacza ” rodzaj stabilnego.”Co to znaczy? Rozważmy przykład. Weź kij bilardowy i połóż go na stole bilardowym. Sygnał jest stabilny, nigdzie się nie wybiera. Weź ten sam sygnał i zrównoważyć go na palcu. To jest niestabilne; w prawie każdych okolicznościach, sygnał przewróci się.

analogią dla obiektu metastabilnego jest stołek barowy. W niemal każdych okolicznościach stołek będzie tam siedział przez całą wieczność. Jeśli jednak uderzysz stołek wystarczająco mocno, przewróci się. Kiedy stołek spada, jest bardziej stabilny niż był, tak jak kij bilardowy leżący na stole.

teraz musimy wprowadzić wszechświat i prawa, które nim rządzą. Oto ważna zasada przewodnia: wszechświat jest leniwy-gigantyczny, kosmiczny kanapowy ziemniak. Jeśli to w ogóle możliwe, wszechświat znajdzie sposób, aby przejść do najniższego stanu energii, jaki może. Prostą analogią jest piłka umieszczona na zboczu góry. Toczy się po zboczu góry i odpoczywa na dnie doliny. Ta piłka będzie wtedy w stabilnej konfiguracji.

wszechświat jest taki sam. Po stworzeniu kosmosu, pola tworzące wszechświat powinny się ułożyć w możliwie najniższym stanie energetycznym.

jest zastrzeżenie. Możliwe, że w zboczu energetycznym mogą występować niewielkie „doliny”. Gdy wszechświat się ochłodził, mógł zostać złapany w jednej z tych małych dolin. Idealnie, wszechświat chciałby wpaść do głębszej doliny poniżej, ale może być uwięziony.

jest to przykład stanu metastabilnego. Dopóki mała Dolina jest wystarczająco głęboka, trudno się z niej wydostać. Rzeczywiście, używając klasycznej fizyki, nie można się z niej wydostać.

jednak nie żyjemy w klasycznym świecie. W naszym wszechświecie musimy wziąć pod uwagę naturę mechaniki kwantowej. Istnieje wiele sposobów opisania dziedziny kwantowej, ale jedną z właściwości najbardziej istotnych jest ” rzadkie rzeczy się zdarzają.”W istocie, gdyby wszechświat był uwięziony w małej dolinie przerzutności, mógłby w końcu wydostać się z doliny i spaść do głębszej doliny poniżej.

jakie są więc konsekwencje przesuwania się wszechświata z jednej doliny do drugiej? Reguły wszechświata rządzą doliną, w której się znajduje. W metastabilnej dolinie, która definiuje nasz znajomy wszechświat, mamy zasady fizyki i chemii, które pozwalają materii gromadzić się w atomy i, w końcu, nas.

gdyby wszechświat wsunął się w inną dolinę, reguły rządzące materią i energią byłyby inne. Oznacza to, między innymi, że cząstki takie jak kwarki i leptony mogą być niemożliwe. Znane siły rządzące oddziaływaniem tych cząstek mogą nie mieć zastosowania. Krótko mówiąc, nie ma powodu, by sądzić, że w ogóle istniejemy.

czy mamy jakieś ostrzeżenie, jeśli nastąpi takie przejście? Właściwie, nie mielibyśmy żadnego ostrzeżenia. Gdyby gdzieś w kosmosie wszechświat dokonał przejścia z Doliny metastabilnej do głębszej, prawa fizyki zmieniłyby się i zamiatały z prędkością światła. Gdy fala uderzeniowa przeszła przez układ słoneczny, po prostu zniknęliśmy, gdy prawa rządzące materią, która nas tworzy, przestały obowiązywać. W jednej chwili bylibyśmy tutaj, a w następnej by nas nie było.

Wracając do pierwotnego pytania, co mówi nam o tym bozon Higgsa? Okazuje się, że możemy użyć Modelu Standardowego, aby powiedzieć nam, czy jesteśmy w stabilnym, niestabilnym czy metastabilnym wszechświecie.

wiemy, że nie żyjemy w niestabilnej, bo tu jesteśmy, ale pozostałe dwie opcje są otwarte. Więc jaka jest odpowiedź? Zależy ona od dwóch parametrów: masy kwarku górnego i masy bozonu Higgsa.

jeśli podążamy za naszym zrozumieniem Modelu Standardowego, w połączeniu z naszymi najlepszymi pomiarami, wydaje się, że żyjemy w metastabilnym wszechświecie, który może pewnego dnia zniknąć bez ostrzeżenia. Będzie Ci wybaczone, jeśli potraktujesz tę wypowiedź jako powód, by oddać się jakiejś rzadkiej zabawie.

ale zanim za bardzo się rozluźnisz, zwróć uwagę na kilka słów ostrożności. Korzystając z tego samego modelu standardowego, którego użyliśmy, aby dowiedzieć się, czy kosmos jest metastabilny, możemy przewidzieć, ile czasu zajmie mechanice kwantowej przepuszczenie wszechświata z Doliny metastabilnej do stabilnej: zajmie to biliony lat.

ludzkość istnieje tylko od około 100 000 lat, a słońce urosnie do czerwonego olbrzyma i spali ziemię za około 5 miliardów lat. Skoro mówimy o wszechświecie istniejącym jako metastabilny stan przez biliony lat, może przesadne rozważanie może być złym pomysłem.

ważne jest, aby zauważyć, że znalezienie bozonu Higgsa nie ma wpływu na to, czy wszechświat jest w stanie metastabilnym. Jeśli żyjemy w przerzutnym kosmosie, tak jest od czasu stworzenia wszechświata. Odkrycie bozonu Higgsa nie ma żadnego wpływu na to, czy wszechświat jest w stanie metastabilnym.

Wracając do oryginalnych, zbyt hiper medialnych opowieści, widać, że było jądro prawdy i beczka pełna histerii. Nie ma żadnego niebezpieczeństwa i można z wielkim zainteresowaniem wznowić oglądanie doniesień prasowych o odkryciu i dokładnym pomiarze bozonu Higgsa. I tak, jutro musisz iść do pracy.

wersja tego artykułu została opublikowana w Fermilab dzisiaj.

Related Post