Amerikiečių kosmologas Lawrence'as Kraussas papasakojo apie tai, kaip pasikeitė kosmologija atradus gravitacines bangas, paaiškino, kodėl „pasmerktosios dienos laikrodis“buvo pakreiptas, ir kalbėjo apie tai, ar galime pamatyti pirmąjį Visatos gyvenimo momentą Didžiojo sprogimo metu.
Lawrence'as Kraussas yra vienas garsiausių kosmologų ir mokslo populiarintojų JAV. Per pastaruosius 30 metų jis parašė dešimt populiarių mokslo knygų apie kosmologiją ir mokslą apskritai, iš kurių daugelis tapo bestseleriais, taip pat dalyvavo filmuojant keletą dokumentinių filmų ir populiaraus mokslo serijos „Kaip veikia visata“.
- „Salik.biz“
Šią savaitę Kraussas kartu su kitais garsiais užsienio ir Rusijos mokslininkais skaitė paskaitas apie naujausius atradimus ir mokslo ateitį festivalyje „Kaspersky Geek Picnic“, vykstančiame Maskvoje ir Sankt Peterburge.
- Lawrence'as, praėjo beveik dveji metai nuo gravitacinių bangų atradimo LIGO detektoriuose. Kaip po šio atradimo pasikeitė kosmologija ir mūsų idėjos apie Visatos gimimą ir gyvenimą?
- Kol kas dar anksti kalbėti apie kokias nors globalias išvadas - mes ką tik pradėjome stebėti gravitacinę Visatą. Kol kas turime tik duomenis apie tris juodųjų skylių susijungimus ir niekas - tikriausiai, išskyrus gydytojus, negali priimti tokio nedidelio skaičiaus įvykių, juos ekstrapoliuoti ir gauti ką nors įdomaus.
Kita vertus, mes vis tiek sugebėjome ko nors išmokti. Pavyzdžiui, dabar mes puikiai žinome, kad reliatyvumo teorija veikia nepriekaištingai ir mes galime ją panaudoti tyrinėdami visatą. Anksčiau tai nebuvo taip akivaizdu, kaip kad egzistuoja žvaigždžių masės juodosios skylės.
Be to, paskutinis šių metų LIGO užfiksuotas įvykis leido mums suprasti, kaip formuojasi tokios juodųjų skylių poros. Jei jie atsirastų dvejetainėse žvaigždžių sistemose, jie pasuktų viena kryptimi. Atrodo, kad taip nėra, tačiau kol kas apie tai dar negalime kalbėti užtikrintai, nes įvykių skaičius vis dar mažas.
Dabar esame toje pačioje raidos stadijoje kaip ir „Galileo“, kuris pirmą kartą pamatė Jupiterio mėnulius - tada žmonija tik pradėjo suprasti, kaip veikia Saulės sistema. Gravitacinės bangos tapo nauju mūsų langu į Visatą, per kurią mes pažvelgsime į tai šiame ir kitame amžiuje.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Daugelis dalykų lieka neaiškūs, todėl kol kas neturime nei žinių, nei patirties, kad LIGO duomenyse būtų galima rasti ką nors naujo apie reliatyvumo teoriją ir kaip veikia kvantinė gravitacija. Man, kaip kosmologui, įdomiau galvoti ne apie šiuolaikinius gravitacinius detektorius, bet apie tai, kad per 50 metų jie išvys ne tik juodųjų skylių susiliejimus, bet ir didžiojo sprogimo metu susidarančias gravitacines bangas.
Ar LIGO ar kiti gravitaciniai detektoriai sugebės įrodyti ar paneigti, kad gyvename hologramos ar juodosios skylės viduje?
- Man tokios idėjos atrodo nemandagios - jos tinkamos tik patekti į laikraščių ir interneto leidinių puslapius. Kol kas nėra jokių fizinių užuominų, kad mes gyvename plokščios hologramos ar kompiuterio modeliavimo viduje, savotiškame „Matricoje“.
Kita vertus, į tokius klausimus vis dėlto žiūrima rimtai, nes jie yra tiesiogiai susiję su kvantinės gravitacijos teorija ir jos tikrinimo problema, taip pat su erdvės-laiko prigimtimi.
LIGO ir kiti esami bei statomi detektoriai gali stebėti gravitacines bangas tik vadinamuoju klasikiniu režimu - jie negali stebėti erdvės laiko virpesių, kylančių pačiame įvykio horizonto krašte, kur kvantiniai efektai paveiks jų elgesį ir formavimąsi. Todėl greičiausiai jie nepadės mums rasti atsakymo į šį klausimą.
Ateityje, žinoma, tokių detektorių atsiras, ir iki šiol turime daug kitų įdomių klausimų. Pavyzdžiui, mes dar nesuprantame, kaip galaktikų centruose atsiranda supermasyvios juodosios skylės, ar galaktikos atsiranda aplink tokias juodąsias skylutes, ar skylės gimsta galaktikų viduje ir dar daugiau.
Žinoma, gali būti atsitiktinių netikėtų atradimų, pavyzdžiui, atradimas, kad visata plečiasi vis greičiau ir greičiau, tačiau kol kas neturime detektorių, kurie tokius dalykus galėtų aptikti net grynai teoriškai.
Jei kalbėsime apie Visatos plėtimąsi, pastaruoju metu jūsų kolegos nustatė didelius jos augimo tempų neatitikimus po Didžiojo sprogimo ir šiandien. Ar ten galėtų slėptis „naujoji fizika“?
- Neatitikimai labai dažnai atsiranda fizikoje, dažniausiai jie išnyksta savaime. Jei gausite įdomių rezultatų, tada 99% atvejų jie paaiškėja kaip avarija ar klaida, ir tik vienu procentu - tikras atradimas. Visi tikimės, kad šie atradimai bus įtraukti į šį procentą, tačiau jūs turite suprasti, kad matavimo paklaidos yra būdingos kiekvienam eksperimentui.
Pavyzdžiui, kai buvau jaunas, įvairūs eksperimentai parodė du visatos plėtimosi greitis - 50 kilometrų per sekundę per megaparsec ir 100 kilometrų per sekundę per megaparsec. Abi vertės buvo laikomos gana tiksliomis, o matavimo paklaida buvo nedidelė - plius arba minus penki kilometrai per sekundę per megaparsi, tačiau pačios vertės skyrėsi maždaug du kartus.
Dabartiniai neatitikimai yra daug kuklesni - greičio vertės skiriasi tik 2–3 procentais, tačiau visi mano, kad tai yra labai rimti neatitikimai, už kurių slepiasi kažkas naujo. Aš gana skeptiškai vertinu šį „atradimą“, tačiau gali būti, kad egzistuoja ir nauji, ir seni skirtumai.
Man asmeniškai atrodo, kad taip nėra, nes teorijos požiūriu tuščios erdvės energija turėtų išlikti pastovi dėl daugelio priežasčių. Todėl labai mažai tikėtina, kad taip nėra. Pati galimybė, kad vakuumo energija praeityje galėjo pasikeisti, mums yra įdomi, nes toks scenarijus leidžia mums sužinoti daug daugiau apie tai, kaip veikia Visata ir kaip veikia erdvės laikas, nei tuo atveju, jei Visatos plėtimosi greitis būtų buvęs pastovus per visą jos egzistavimą. …
Kita vertus, jūs turite suprasti, kad Visata neegzistuoja tam, kad įgyvendintume mūsų norus, todėl man atrodo, kad iš tikrųjų jos išsiplėtimo greitis niekada nepasikeitė ir čia nėra naujos fizikos.
Jei mes kalbame apie svajones: jūs esate vienas iš „Breakthrough Starshot“projekto dalyvių, kiek galite net kalbėti apie tai, ar jis įgyvendinamas, ir kokią realią naudą iš jo galėtume gauti?
- Ar galime sukurti zondą, kuris galėtų judėti 20% šviesos greičio? Kol kas galiu pasakyti tik tiek, kad ši idėja iš esmės yra įgyvendinama, tačiau jos įgyvendinimas bus labai sunki užduotis.
Kita vertus, man atrodo, kad mes esame gana pajėgūs sukurti technologijas, galinčias pagreitinti mažus zondus tokiu greičiu, kuris leistų jiems pasiekti saulės sistemos pakraštį per kelias dienas, o ne per dešimtmečius. Tokie įtaisai leis mums per labai trumpą laiką išsamiai ištirti visas planetas ir dangaus kūnus. Jų sukūrimo pagrindas bus tie pokyčiai, kurie bus sukurti per „neįmanoma“proveržį „Starshot“.
Ir iš tikrųjų toks klausimo teiginys nėra visiškai teisingas - pagrindinis šio projekto tikslas yra ne pasiekti kokių nors konkrečių uždavinių, o populiarinti kosmoso tyrinėjimą, todėl iš tikrųjų aš sutikau jame dalyvauti. Grynos praktikos požiūriu „Breakthrough Listen“projektas atrodo daug įdomiau.
Esate atominių mokslininkų biuletenio redakcija, pirmininkė, laikrodžio sergėtoja. Kokia yra priežastis, dėl kurios jūs perėjote rodyklę 30 sekundžių link branduolinės katastrofos, ir kaip mes galime ją perkelti atgal?
- Svarbiausia suprasti, kad mūsų laikrodžiai rodo ne absoliučias, o santykines vertes. Kitaip tariant, jų strėlių poslinkis rodo, kaip padėtis pasikeitė per metus. Šiuo atveju mes tiesiog kalbame apie tai, kad dabar padėtis tapo pavojingesnė, nei buvo pernai.
Dėl kelių priežasčių 30 sekundžių pajudėjome ranka link branduolinio „vidurnakčio“. Pirma, dviejų vadovaujančių branduolinių valstybių prezidentai padarė daugybę agresyvių pareiškimų apie branduolinius ginklus ir padarė aplink juos esančią situaciją labiau įtemptą nei buvo anksčiau. Aišku, poelgiai įtikinamesni už žodžius, tačiau prezidentų žodžiai vis tiek verti politinio pasaulio.
Prezidentas Trumpas, man atrodo, mažai supranta, kas yra branduoliniai ginklai ir kodėl mums svarbu sustabdyti jų platinimą. Todėl jo frazės apie JAV arsenalo išplėtimą ir nenoras dalyvauti susitarimuose dėl branduolinio ginklo neplatinimo sukėlė mumis didžiulį susirūpinimą.
Be pablogėjusių Rusijos ir JAV santykių, pasaulyje buvo ir kitų įvykių, kurie turėjo įtakos mūsų sprendimui. Šiaurės Korėja toliau vykdo branduolinius bandymus ir balistinių raketų paleidimą, o JAV valdžia šiandien neigia, kad egzistuoja dar viena pavojinga visos civilizacijos egzistavimo grėsmė - visuotinis atšilimas. Be to, iškilo naujų iššūkių, tokių kaip kibernetinės atakos ir kibernetiniai karai. Visa tai privertė mus perkelti strėlę 30 sekundžių.
Kaip galite juos atsukti? Man atrodo, kad šią problemą išspręsti gali tik paprasti žmonės, nes politikai ilgą laiką neklausė mokslininkų. Jie pradės mūsų klausytis tik tada, kai visa visuomenė apie tai kalbės, o mūsų žurnalas iš tikrųjų egzistuoja tam, kad informuotų visuomenę ir paskatintų juos imtis veiksmų.
Stephenas Hawkingas mano, kad žmonija išgyvens tik tuo atveju, jei iki šio amžiaus pabaigos tapsime „kosminės“rūšimi ir pradėsime kolonizuoti kitas planetas. Elonas Muskas išsakė panašias idėjas. Kiek jie realistiški?
„Man atrodo, kad Žemėje turime pakankamai problemų, kurias reikia išspręsti prieš einant kolonizuoti Marso. Tolimoje ateityje, po kelių šimtmečių, mums tikrai reikia palikti Žemę, tačiau kol kas tokio poreikio nėra. Aš gerai pažįstu Eloną, jis gamina geras raketas ir elektrinius automobilius, tačiau jo planai kolonizuoti Marsą vis dar yra labai toli nuo realybės.
Žmonija, mano manymu, pirmiausia turi tapti žemiška rūšimi ir išmokti kartu spręsti globalias problemas, prieš pradėdami užkariauti kosmosą. Mes jau pamažu tampame tokia rūšimi - pastaraisiais dešimtmečiais mes išsiugdėme galimybę pakeisti Žemės veidą globaliu lygmeniu, ir mes turime prie to priprasti.
Jei kalbėsime apie ateitį - ar kada nors galėsime pamatyti, kas įvyko pirmąjį Didžiojo sprogimo momentą ir kur įvyks kitas kosmologijos proveržis?
- Viena vertus, mes galime pasakyti, kad jei tiksliai žinočiau, kur per ateinančius dvidešimt metų padarysime proveržį kosmologijoje, tada jau dirbčiau šia tema. Kita vertus, rimtai kalbant, mes dabar esame ant potencialiai epochinio atradimo slenksčio.
Mikrobangų detektoriai Pietų ašigalyje, stebintys Didžiojo sprogimo aidą, beveik pasiekė reikiamą jautrumą, kad galėtų sugauti gravitacines bangas, sugeneruotas pirmąjį Visatos gyvenimo momentą. Jei mums pavyks jas ištaisyti, tada sužinosime daug apie tai, kaip ji atrodė per pirmąjį egzistavimo milijonoji tūkstantosios sekundės sekundę (nuo 10 iki 18 laipsnių sekundės).
Be to, gausime pirmus nedviprasmiškus duomenis apie tai, ar egzistuoja lygiagrečios visatos, ir išspręsime daugybę klausimų, kurie pastaruoju metu laikomi metafizika, o ne tai, ką galima išbandyti empiriškai. Todėl manau, kad gyvename vienu įdomiausių kosmologijos ir astronomijos laikų - vis dar laukia visi geriausi mokslo darbai.