Lisa Randall mi govori kako možda ima pojma za sljedeću veliku misteriju u kozmologiji.
Povezani sadržaj
- Otvaranje neobičnih portala iz fizike
Ručak smo u restoranu u hotelu Charles, nedaleko od Harvarda, gdje predaje teorijsku fiziku, sa specijalnostima iz fizike čestica, teorije struna, matematike, astrofizike i kozmologije. Randall, vitka žena, koja sada ima 50 godina, podsjeća na mlađu Joan Didion - svjetlosne godine svijesti iza očiju.
Zvjezdana je profesorica zvijezda, kozmološka slavna osoba, i to dijelom samo zato što je prva ženska teorijska fizičarka na Harvardu. Doista je njezina pretpostavka krajem 90-ih o „dodatnim dimenzijama“ teorije struna stekla značajnost na tom polju. Privukla je više pozornosti zbog objašnjenja Higgsove potrage za bozonom, i zbog svojih daljnjih spisa kojima je pokušala objasniti ostalima što ona radi i kako je uzbudljivo to učiniti, odnedavno Kucajući u Nebeska vrata .
I sad misli da su ona i njezini kolege s fizike s Harvarda pronašli nešto novo. Ono što je uzbuđuje je "tamna materija", koja - zajedno sa "tamnom energijom", čini ogromnu većinu poznatog svemira. Trenutna procjena je da je 70 posto svemira tamna energija, a 26 posto tamna tvar. Što iznosi i do 96 posto. Znači da ono što vidimo i znamo svodi se na tek 4 posto.
Četiri posto! Nevidljivih 96 posto drži svemir u gravitacijskoj ravnoteži, sprječavajući ga da se uruši na sebe ili rasprši u virtualno ništavilo. Ali o tome ne znamo gotovo ništa drugo. Problem je bio u tome što čini se da tamne stvari ne djeluju na 4 posto koje znamo na takav način što nam daje trag o njegovoj prirodi.
Ali Randall vjeruje da je možda našla trag. Zapravo, dan prije nego što smo se sreli, ona je održala razgovor na konferenciji Američkog udruženja za napredak znanosti u Bostonu, u kojoj je objavila da je možda našla dokaze o interakciji tamne materije s našom materijom. Potencijalno senzacionalan razvoj za kozmologe koji tek postavljaju u nepregledno prostranstvo svemira tamne materije.
Započelo je, kaže mi, jer "postojao je signal koji sam htjela razumjeti."
"Signal iz svemira?" Pitao sam je.
"Signal sa satelita koji bi mogao vidjeti u središtu galaksije." Daleko, daleko, u blizini srca Mliječnog puta, dvije beskonačno male čestice tamne materije mogle su se sudariti i "uništiti" jedna drugu. Ali umjesto da ostave traga, signali uništenja proputovali su se u prostranstvu svemira koje je detektirao satelit Fermi u orbiti oko Zemlje. Ako su ti signali potvrđeni, kaže Randall, oni bi mogli biti dokaz interakcije tamne materije - možda su prvi čitljivi otisci tamne materije koji su pokupljeni u našem skromnom 4 postotnom carstvu.
"Znam dobro da signal može biti lažan", kaže ona, ali ono što je važno "je pokušaj izrade modela koji to predviđa. Razmišljao sam o modelu u kojem su postojale interakcije za tamnu materiju i tada sam shvatio da je to zapravo sasvim drugi scenarij koji je sam po sebi zanimljiv, a u stvari djeluje bolje i može dovesti do hlađenja komponente tamne materije, što bi učinilo da se sruši na disk kao što rade barioni. "
U ovom trenutku, gdje se "barijeni urušavaju u disk", potpuno sam izgubljen, ali "važna stvar", nastavlja ona, "jest da je to samo scenarij koji dovoljno neobično nitko nije razmotrio. Ljudi su razmišljali o interakciji s tamnom materijom -, ali su svi tamni materijali u interakciji. A [u ovom modelu] to je vrlo ograničeno. "To je beskonačno mali komad od 96 posto koji je trebao utjecati na naše siromašne, jadnih 4 posto.
Izvjestitelj u meni iznenada osjeća da bi to mogla biti ogromna lopata, kozmička lopata - upravo jučer zavjesa je mogla biti podignuta na većini od 96 posto svemira o kojem smo gotovo pazili. Ali ispada iz matematičkog programa u meni očajavaju istinski razumijevajući što mi govori.
Srećom, pokazuje mi kopiju svojih bilješki za svoj razgovor o AAAS-u, pod nazivom "Što je tamna stvar?" Iako mi mnoge stvari ostaju nejasne, daje sjajan osjećaj njenom glasu kada razgovaram s vršnjacima - pažljiv, ali ponekad istančan.,
Evo nekoliko uzoraka:
—Nije mračno - učinkovito je prozirno!
—Nadamo vidjeti na temelju toga da je malo neproziran.
- Danas razgovarajte o ... alternativama standardnoj WIMP paradigmi.
WIMP, kaže mi Randall, zalaže se za "Slabo interaktivne masivne čestice", dominantnu paradigmu o tamnoj materiji do ove točke.
—Zašto bi sve trebalo biti kao naša stvar?
—Što je misteriozno da je energija pohranjena u tamnoj tvari i obična je materija toliko slična.
—Eksperimentalne svjetiljke: LHC.
(LHC je Veliki hadronski sudarač, višemilijunski akcelerator čestica na švicarskoj granici koji je pronašao dokaze o Higgsovoj čestici - ili o "nešto složenijem", kako kaže u novom predgovoru Nebeska vrata, budući da vjeruje da postoje neke nejasnoće u dokazima da je Veliko otkriće zapravo bila Higgsova čestica. LHC je sada u trgovini, da tako kažem, preuređuje se za proizvodnju još snažnije energiziranih sudara čestica, što bi, rekla mi je, moglo otkriti više anomalija koje naznačite nešto o tamnoj materiji.
- Čekaju se veće energije, više intenziteta.
(Nismo li svi?)
—Ne znam još da li je ova lampica u pravom području.
(Znači ne Švicarska, nego super subatomska beskonačnost.)
Sada je njezin signal:
—Čestica tamne materije pogodi drugu česticu tamne materije i uništi se.
—Anihililacija proizvodi čestice standardnog modela (već otkrivene čestice od 4 posto).
—Nije mrak!
Nakon toga slijedi stranica, s gotovo visokim slovima:
—Ovo mijenja sve!
Završava s ovim krivim linijama:
- Znam što svi žele znati kada ćemo vidjeti tamnu tvar.
—Odgovor bi mogao biti prije ili kasnije — nego što mislimo!
Čini se prilično izvjesnim da će Lisa Randall, kad se to dogodi, ako se uskoro dogodi, biti među prvima.
(Nedavna izvješća pojavila su se nakon našeg razgovora nagovještavajući druga moguća opažanja tamne materije, ali Randall vjeruje da je njezin scenarij djelomične interakcije još uvijek vidljiv.)
***
Iako je Randallov rad odveo njezine misli u svemir, to je pitanje o još jednoj dimenziji, unutarnjem prostoru, na koju ona daje najsloženiji odgovor tijekom našeg ručka. Predmet se pojavljuje pri kraju, dok ona izdvaja vilice mog kupca borovnice. Pitam je o ljudskoj svijesti - o tamnoj materiji u nama - naime je li razmišljala o pitanju uma / mozga: je li um proizvod mozga, sve naše misli neurokemijski određene (kako to kažu „materijalisti“), ili je um nije rob fizičkog mozga, nekako sposoban za slobodnu volju (kao što vjeruju "dualisti")? Ili nikad ne možemo odgovoriti na to pitanje? Filozof Colin McGinn sebe naziva "misterijcem" kao omaž čudesnom bendu iz 60-ih godina ("96 Tears"), Mark & Mysterians jer misli da naša svijest možda nikada neće moći shvatiti tajnu vlastite prirode,
Čini se da Randall McGinnov argument uzima kao izazov: "Prvo, mislim da je uvijek pogrešno reći" nikad ", jer vjerojatno možemo puno više razumjeti oko toga, čak i ako ga u konačnici ne razumijemo. Drugo, već dugo vremena ne pokušavamo odgovoriti na to pitanje. Sada razumijemo puno stvari koje prije nismo razumjeli. A to je užasno teško, jer mi uopće ne znamo što mislimo pod sviješću. "
Ono o čemu Randall govori kad govori o svijesti jest kontinuitet.
"Mislim da jedna pogreška koju često radimo jest da to smatramo binarnom stvari, poput svjesnog ili nesvjesnog. Mislim da postoji spektar svijesti i mislim da je zanimljivo proučiti to - razlika između biljke i psa, razlika između psa i bebe, između bebe i malo starijeg čovjeka ... Mislim da je to vrsta gledajući na taj način, kaže, "bio bi dobar početak."
"Volio bih vidjeti kako to nastavljaš", kažem.
"Da, možda ću to uzeti naprijed", uz smijeh odgovara, sljedeći nakon što riješim pitanje o 96 posto svemira o kojem ne znamo.
Njezin pojam kontinuiteta svijesti podsjeća me na opažanje velikog šekspirovskog redatelja Petera Brooka. "Reći da je netko živ nije dovoljno", rekao je Brook. "Možete biti jedan posto živi, možete biti dvadeset posto živi. Kod Shakespearea se može dogoditi nešto vrlo neobično - čovjek koji nije samo sto posto živ, već možda tisuću, čak deset tisuća, milijun posto. "
Ovo je ono što nalazimo tako fascinantno, tako zadivljujuće o kozmolozima, astrofizičarima, matematičkim genijalcima. Koliko su živi živahniji od prirode postojanja - do ogromnih područja dodatnih dimenzija. Kakav takav mora biti? Uzbudljivo, zastrašujuće, možda izolirajuće jer je na zemlji tako malo ljudi koji to mogu shvatiti, još manje dijeliti.
Pitam Randalla o pitanju kako inspiracija utječe na njezin rad. Citirala je velikog ruskog pjesnika Puškina: "Inspiracija je potrebna u geometriji jednako kao i u poeziji." Inspiracija za njenu karijeru pojam "dodatnih dimenzija", kaže mi tada, došla je u šetnju kojom je krenula preko stari kameni lučni most preko rijeke Charles.
"Imate li ideju za dodatne dimenzije na tom mostu?" Pitam je.
Odbija izgorjeti anegdotu - u analima fizike već postoji mnogo poznatih priča o trenutku eureka - i samo kaže: „Pa, bio je to uvid“, izgovarajući zadnju riječ na samodopadljiv način. Uvid ne znači nužno i novu istinu. Ponekad je to samo novi način gledanja na stvari. „Puno vremena dok radimo svoj posao, mi smo [u zatvorenom prostoru], sastavljamo formule, a ponekad ne razmišljate o tome kao o svijetu u kojem živite.“ Šetajući, kaže, , "Bilo je jednostavno zabavno pomisliti da možda postoje i ove dodatne dimenzije."
Dodatne dimenzije koje znače matematičke oblasti izvan tri (ili četiri ako računate vrijeme - i trebalo bi vam) koje poznajemo. Teorija struna sada broji najmanje 11 dimenzija. Uz put, što je složenije postajalo je i kontroverznije. Zapravo, u jednom od njenih rijetkih pokazivanja osjećaja za vrijeme našeg ručka, Randall mi je rekla da je "dosadila ljudima koji pitaju što Lee Smolin kaže" o teoriji struna. Smolin je cijenjen ako je suprotni teorijski fizičar koji tvrdi teorijske nizove predaleko u izgradnji dvoraca u zraku. Randall se štiti od svojih dodatnih dimenzija.
Unatoč svojoj naklonosti prema Puškinovom citatu, kaže mi da ne voli razmišljati o njenom radu kao da je čisto pokrenut „nadahnućem“. Ona to naziva „odozgo prema dolje“ razmišljanjem - prvo smisli visoki koncept, a zatim pokušaj pronaći strukture koje će ga podržati. Preferira razmišljanje odozdo prema gore. Doista, s nekom poniznošću opisuje svoju metodu kao puko "rješavanje zagonetki" i pronalazi najbolju metaforu za to u svom omiljenom sportu, penjanju na stijene.
"Ti si vani. Prekrasno je, "kaže, " usredotočena je na zanimljiv problem ... i negdje ustajete. "Otkrivajući koja će staza do stijene biti plodna i koja će dovesti do mrtvog ili opasnog kraja - i onda to radi. Uz sve rizike i opasnosti koje sa sobom nosi. (Nedavno je imala grčevito penjanje u Grčkoj, kaže.) U svom radu koristi isti korak po korak. Kao rezultat, ona je manje opskrbljena romantičnim pojmovima u svijetu znanosti poput "ljepota" i "elegancija". "Ne mislim u smislu" istina je ljepota "ili" ljepota je istina ", kaže ona. "Radije radim ono što nije elegantno, a ne ekonomično" - ako nije najkraća udaljenost između dviju točaka, najjednostavniji način da se tamo stigne.
Čak i za autsajdera, očito je da Randall ne radi samo važnu znanost, već i ona čini nešto vrlo hrabro u kulturi znanosti. U svom razgovoru ona je preuzela najveću misteriju svemira i govorila uglavnom muškoj znanstvenoj zajednici, koja je bila naklonjena WIMP modelu, da bi mogli krenuti van nje. Treba izbjeći sklonost razmišljanja o tome kao Nancy Drew nasuprot Hardy Boysima.
Znali ste da ćemo u nekom trenutku morati razgovarati o rodu, zar ne?
Harvard je bio temeljna nula za rodno-znanstvene ratove prije nekoliko godina kada je Larry Summers, tadašnji predsjednik sveučilišta, dao poticajni prijedlog da razlog zašto je tako malo žena na vrhu matematičkih i znanstvenih profesija može biti taj što su žene samo što nije pogodno za znanost i matematiku. Podrazumijeva da to nije kulturološka kondicija već genetsko ožičenje mozga.
"Vjerojatno ste odgovorili na ovo pitanje milijun puta", kažem Randallu, "ali dopustite da vas pitam na drugačiji način: ne jesu li žene bolje ili lošije, već postoji li razlika u načinu na koji žene percipiraju znanstvena pitanja. ”
"Ono što ću reći je da se vjerojatno kulturološki prema ženama postupa drugačije", kaže ona, "što znači da mislim da vas više kritiziraju, morate poslušati malo više, morate se opravdavati. Mislim da postoje načini na kojima vjerojatno morate više raditi. Mogu biti dobar slušatelj. Prava pitanja mogu postavljati puno vremena. Često niste baš kod kuće, stvari vidite malo drugačije.
"Može biti dobra i loša stvar, zar ne? Vidite stvari poput onih kada stranci dođu u novu zemlju, stvari gledaju malo drugačije. "
Čujte signalne veze ne ...
"I, znate, prilično sam odrastao u istom svijetu, prilično sam pohađao iste časove (kao muški vršnjaci], ali imate malo drugačije iskustvo ..."
Usredotočenost na znanost nije zamijenjena u raspravi o rodu. "To je dio većeg pitanja o ženama u društvu i mislim da je (usredotočenost na znanost) poput pokušaja da se riješi problem umirućeg stabla gledajući negdje mali sitni korijen."
***
Od krajeva svemira do kraja svemira: razgovarajući s Randallom, prisjetio sam se Woodyja Allena iz Stardust Memoriesa koji podsjeća na izvještaj da će se svemir završiti kad sva tvar „propadne“ nakon trilijuna godina. Njegova tmurna implikacija - ona koja ostaje suvremeni predmet rasprave među fizičarima i filozofima - bila je da kosmos nema krajnju svrhu, nema „teleologiju“, i tako je smisao svih naših nastojanja da stvorimo trajno značenje kad ništa ne traje. Veselo, ne?
Bilo mi je drago što sam imao priliku pitati jednog od vodećih svjetskih kozmologa o njenom pogledu na sve ovo: "Kako mislite da će svemir završiti?" Pitao sam je.
"S obzirom na energije koje poznajemo i materiju o kojoj znamo", kaže ona, "samo će se nastaviti širiti i stvari koje su oko nje s vremenom će formirati crne rupe i vremenom će zračiti i vremenom će se proširiti u razrijeđeno ništavilo. To je jedna pretpostavka. Zanimljivo je - kaže ona, „tamo izgleda kao da ide upravo sada.“
Ne razlikuje se potpuno od Woodyjevih strahova - iako ni nagovještaj Woodyja Allena. Radije neka vrsta kozmičke ravnodušnosti. Ali to ne znači da je Randall nesposoban za radost, da izrazi ono što je osjećati uzbuđenje kozmičke svijesti. Kada kažem da se plašim zbog našeg neznanja o 96 posto svemira, nakon što je proučavala to vrijeme, ona je preuzela na sebe: „Valjda to mislim drugačije“, kaže ona. "Mislim da mislim da je nevjerojatno da znamo koliko i mi. Mi smo samo ljudi koji su zaglavili na ovom planetu usred Sunčevog sustava. Nevjerojatno je koliko smo to smislili. I zašto bi sve trebalo biti toliko poput nas da to možemo shvatiti? Čak je i nešto jednostavno poput saznanja kakav će biti biljni život u Africi, teško je učiniti ako zapravo ne stignete tamo, pa se nalazimo na ovoj jednoj lokaciji i čudesno je koliko smo saznali “o mjestima - dubokom svemiru —Bi nismo bili i nikad nećemo ići.
To je osjećaj perspektive - različitih dimenzija - koji impresionira s nekim poput Randalla. Dakle, možete zamisliti uzbuđenje (nenaučnog) otkrića koje sam osjećao kad sam joj pronašao novu dimenziju - u libretu opere koju je napisala. Da, Lisa Randall napisala je operu, nazvanu Hypermusic: Prologue, na poziv Hèctor Parra, tada profesora elektroakustične kompozicije na Konzervatoriju za glazbu u Aragonu u Španjolskoj. Opera je prvo izvedena u centru Pompidou u Parizu, a potom u Barceloni i, u ulozima, u Guggenheimu u New Yorku.
Sadrži odlomke iz njenih knjiga, kao i originalne tekstove i vrlo je avangardan, ali, istovremeno, gotovo šokantno zaluđen na vrlo staromodan način.
Evo nekoliko trenutaka:
Soprano, lik Lise Randall, ulazi u „PLANE 1“, pitajući se:
- Ovaj krajolik ...?
Ova faza za naše biće?
Gdje je?
Gdje završava?
Strukture podržavaju postojanje
Mogu li ih naći?
[ili jesu]
Zagonetke odavde neću dešifrirati.
Nakon čega slijedi goli izraz:
-Anguish
Iskrivljenje.
Agonija.
(Morate zamisliti ove riječi dramatizirane opernim sopranom.)
Ali u "PLANI III: STRAH I NADA" pretpostavka o dodatnim dimenzijama mijenja stvari:
- Ovaj korak - nova dimenzija -
uzbuđuje me
izvan svega što sam ikad osjetio.
Tada se odjednom u "Plane IVA" stvari malo zafrkavaju ...
- Ulazim u petu dimenziju ...
-Prostor
i vrijeme
živi su!
—Vidim više
Potpuni opseg našeg svemira ... !!
Ima još, ali ostavit ću tekst opere s njezina dva uskličnika.
Završava PLAN V s:
—Kako to dijelim s vama?
Na neki način, u opernoj formi, našla je sredstvo za podjelu opernih emocija, osjećaja čuđenja i strahopoštovanja u doživljaju kosmosa. Dodatne dimenzije unutar njezina uma. Randall nas ne može dovesti do njezine vizionarske razine, ali ona nam može dati osjećaj koliko je uzbudljivo i zastrašujuće i u konačnici ispunjenje takvih vizija. Da budemo, recimo, tisuću posto živi.
