Hoe kan 'n oneindige heelal uitbrei?

We are searching data for your request:

Forums and discussions:

Manuals and reference books:

Data from registers:

Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Tr XB sf sh gL vr FN hK cF hl

Ek verstaan die uitbreiding van die heelal as 'n toename in die verhouding tussen ruimte en materie. Is dit 'n korrekte begrip? Andersins verstaan ek nie hoe 'n oneindige struktuur kan uitbrei nie.

Uitbreiding beteken dat afstande toeneem as 'n funksie van tyd. Sê as die afstand tussen twee galaktiese trosse $ D $ is, dan word die afstand in 'n uitbreidende heelal beheers deur een of ander streng toenemende funksie van tyd $ a (t) $ genoem die skaalfaktor waar

$$ D = a (t) D_0 $$

waar $ D_0 $ die afstand op die oomblik is en per definisie $ a (t_ {0}) = 1 $.

Kosmologie neem aan dat die heelal op groot skale oral dieselfde (homogeen) en in alle rigtings dieselfde is (isotroop), dus is die bogenoemde van toepassing op alle afstande bo 'n sekere skaal. Die skaalfaktor $ a (t) $ kan gevind word uit die Friedmann-vergelykings en aanvanklike toestande.

Uitbreiding is moontlik in heelal van 'n eindige en oneindige ruimtelike omvang.

Aangesien die volume van 'n (groot genoeg) ruimte van die ruimte in verhouding tot $ [a (t)] ^ 3 $ toeneem, maar die hoeveelheid materie konstant bly, verander die materiaadigtheid in verhouding tot $ [a (t)]] ^ {- 3} $. Uitbreiding verminder egter ook die kinetiese energie van die inhoud, dus verminder die energiedigtheid met 'n groter faktor as die inhoud kinetiese energie het.

Ek verstaan die uitbreiding van die heelal as 'n toename in die verhouding tussen ruimte en materie. Is dit 'n korrekte begrip?

Dit is nie verkeerd nie. Die verhouding is toenemende. Maar dit is nie 'n 'korrekte begrip' nie. Dit is bloot 'n waarneming van een van die resultate van die uitbreiding van die ruimte.

As die heelal oneindig is, hoe kan dit dan uitbrei?

Ek weet nie. Ek weet ook nie hoe oerknal-kosmologie met 'n oneindige heelal versoen kan word nie. As u op die internet rondkyk, kan u sulke artikels vind wat die volgende sê:

"Die lineêre afmetings van die vroeë heelal neem gedurende hierdie periode van 'n klein fraksie van 'n sekonde toe met 'n faktor van minstens 10 $ ^ {26} $ tot ongeveer 10 sentimeter (ongeveer die grootte van 'n pomelo)".

In 2013 blyk dit egter dat die uitslae van die WMAP-missie bevestig dat die ruimte min is. Toe het 'n nie-sequitur ingesluip. Sien hierdie artikel en let noukeurig hierop:

"Ons weet nou (vanaf 2013) dat die heelal plat is met slegs 'n foutmarge van 0,4%. Dit dui daarop dat die heelal oneindig groot is; aangesien die heelal 'n eindige ouderdom het, kan ons slegs 'n eindige volume waarneem van die heelal. Al wat ons regtig kan aflei, is dat die heelal veel groter is as die volume wat ons direk kan waarneem. '

Dit is 'n groot fout. Dit dui absoluut nie daarop dat die heelal oneindig groot is nie. Of dat die heelal baie groter is as die volume wat ons direk kan waarneem. Maar hierdie mite het bene, en mense herhaal dit ad-infinitum, alhoewel hulle nie kan verklaar hoe dit inpas by die Big Bang-kosmologie nie. Wat u geneig is om te hoor, is dat die waarneembaar heelal was die grootte van 'n pomelo, maar dit bevredig absoluut nie. Verder skuil daar 'n vreeslike fout in die skaduwee. Kyk na die spanning-energie-momentum-tensor en let op die diagonaal van die energiedruk. 'N Gravitasieveld is iets soos 'n ruimtelike drukgradiënt, en u kan aan ruimte dink dat dit 'n aangebore' druk 'het. U kan dus redeneer dat die heelal moet uitbrei. Waarom Einstein dit nie gedoen het nie, weet ek net nie. Maar in elk geval, druk 'n spanningsbal in die vuis neer, en laat los. Dit brei uit as gevolg van die druk. As die materiaal egter oneindig groot was, word die druk op alle plekke teenbalanseer. Dit kan dus nie uitbrei nie. In my soortgelyke trant, volgens my 'n oneindige heelal kan nie uitbrei nie.

Mense beweer dat die heelal oneindig moet wees vanweë die kosmologiese beginsel. Maar dit is bloot 'n aanname. Daar is 'n aanname dat die heelal homogeen en isotroop is, maar dit is nie 'n feit nie. U kan dit nie gebruik om omvattende bewerings te maak oor 'n oneindige heelal wat altyd oneindig was nie. Vir almal weet ons dat 'n waarnemer van 50 miljard ligjare weg dalk na die naghemel opkyk en wonder waarom die helfte daarvan swart is. Of 'n spieëlbeeld van die ander. Of 'n soort rand.

Daar word gesê dat mense in vervloë dae nie 'n wêreld kon sien wat geboë was nie. Hulle kon net 'n wêreld met 'n voorsprong bedink. Deesdae wil ek eerder hê dat daar mense is wat nie 'n wêreld kan bedink nie nie gebuig. Hulle kan nie 'n wêreld met 'n voorsprong bedink nie.

Wysig:

Kyk na die grondslag van die algemene relatiwiteitsteorie: "die energie van die gravitasieveld sal swaartekrag werk op dieselfde manier as enige ander soort energie". Energie is die bron van die spanning-energie-tensor. Materie is slegs 'n bron vanweë die energie-inhoud. Sien ook Inhomogene en interaksie vakuumenergie wat verwys na ruimtelike energie. 'N Interessante leesstuk is die artikel Heelal van 156 miljard ligjaar wyd met Neil Cornish. Dit is nie heeltemal akkuraat nie, maar die saamgestelde rente en die spieëlkonsep is wel van belang. Wat die non-sequitur betref, sien hierdie onderhoud met Joseph Silk:

"Ons weet nie of die heelal eindig is of nie."

Ek hoop niemand sal daarmee argumenteer nie. Lees verder:

"Om u 'n voorbeeld te gee, stel u die geometrie van die heelal in twee dimensies voor as 'n vlak. Dit is plat en 'n vlak is normaalweg oneindig. Maar u kan 'n vel papier ['n 'oneindige' vel papier neem] en u kan dit oprol en 'n silinder maak, en jy kan die silinder weer rol en 'n torus maak [soos die vorm van 'n doughnut]. Die oppervlak van die torus is ook ruim, maar dit is eindig ".

Dit is soortgelyk aan die ou Asteroids-speletjie. Maar die Planck-sending het geen bewyse van enige torus gevind nie. Lees verder:

"U het dus twee moontlikhede vir 'n plat heelal: een oneindig, soos 'n vlak, en een eindig, soos 'n torus, wat ook plat is."

Ek betwis dit. Daar is 'n derde moontlikheid. 'N Plat eindige heelal sonder intrinsieke kromming. As iemand betroubare bronne kan noem wat die bewering ondersteun dat 'n plat heelal oneindig moet wees, wil ek dit graag sien.

Daar is absoluut geen teenstrydigheid tussen oneindig en in staat om uit te brei nie (in teenstelling met wat u vraag blyk te suggereer). Hierdie eenvoudige feit is nie beperk tot die werklike heelal waarin ons leef nie.

Neem as illustrasie die oneindige 'heelal' van die natuurlike getalle $ i = 0 dots infty $. Beskou nou die stelle $ 2i $ en $ 2i + 1 $, elk ewe oneindig as die natuurlike getalle, maar gestrek. Kombineer nou die twee versamelings om 'n uitgebreide 'heelal' te kry en kry dan weer die natuurlike getalle.

Hoe beskryf u hoe ver twee punte weg is? U moet 'n manier hê om die konsep van afstand te beskryf.

As ons sê dat die heelal besig is om uit te brei, bedoel ons eintlik dat die afstande daarin toeneem.

Die idee dat die uitbreidende heelal 'n soort 3D-borrel of ballon is wat gesien kan word om van buite uit te brei, is nie sinvol nie, want daar is geen buitekant nie.

'N Nuttiger manier om daaraan te dink, is miskien om te sê dat die begrip afstand 'n eienskap van die heelal is en dat die eiendom mettertyd verander.

As u heelal beperk is, moet daar iets (materie) wees om die leë ruimte rondom die hele heelal in te vul, anders sou dit net meer leë ruimte wees. Laat ek verduidelik wat ek bedoel. 'N Kamer is eindig in grootte, want as u by 'n sekere punt kom dat die mure, vloer en plafon u stop. As 'n heelal dus eindig is, moet dit 'n mate van ekwivalent aan mure hê, om dit dieselfde grootte en eindig te hou en / of 'n einde te maak. As die ruimte op 'n stadium eindig omdat niks verder kan gaan nie, soos wanneer ons binne 'n onbegryplike groot hol sfeer was en na die einde van die ruimte gereis het en die einde van die heelal gevind het, sou iets aan die ander kant van die einde van die was. Oneindig is glad nie 'n harde konsep nie en is eintlik die enigste moontlikheid as u nadink. Oneindig kan nie uitbrei nie. Dit is soos 'n kind wat oneindig plus een sê. Slegs nou is die kollege opgeleide volwasse mans en al die logika in die wêreld verhinder hulle nie om dit te probeer sin maak nie. Die heelal is beslis oneindig, enigiemand kan dit waarneem deur na die naghemel op te kyk. Ons woon nie in 'n kosmiese woonplek met beperkte ruimte nie. Ons leef in oneindige leë ruimte op 'n eindige grootte bolvormige massa van 'n eindige hoeveelheid materie. 'n oneindige heelal van leë ruimte met sterre en planete, mane en wat ook al. Maar die heelal self is al oneindig en kan dus nie groter word nie. Sy leë ruimte, in alle rigtings, vir ewig (met sterre en planete hier en daar). Waarom is dit so moeilik vir die wetenskap om te aanvaar?

Moenie hierdie deel vergeet nie !! Die ander antwoorde verduidelik eenvoudig dat 'n oneindige heelal voortdurend kan uitbrei omdat die toename in grootte gevul is met ruimte, nie nuwe materie nie. Hulle bevestig u verduideliking. Die antwoord op "hoe kan 'n oneindige heelal uitbrei?" vereis 'n verklaring van 'leë ruimte' en noem dat die uitbreiding van die heelal ook is versnel.

Leë ruimte gee fisici hoofpyn. Is daar selfs iets soos leë ruimte? Of net ruimte gevul met materie wat ons nog nie kan opspoor nie? Meer hieroor hieronder.

Versnel die uitbreiding: Die heelal brei nie net uit nie, dit versnel. Dit hou baie slim mense snags wakker. "Hoe kan 'n oneindige heelal uitbrei?" Wel, die oerknal sou dit verklaar ... as dit vertraag. Dit is nie. So ... dit moet gedruk of getrek word, of hoe?

Waarom gebeur dit?

Einstein se teorieë het die eerste keer voorspel dat die erns van die heelal die heelal op homself sou laat ineenstort, en daarom het hy iets bekendgestel wat die 'kosmologiese konstante' genoem word in sy relatiwiteitsteorie. Daardie konstante het die vergelykings in staat gestel om 'n statiese heelal te voorspel.

Wiki-uittreksel:

[Die kosmologiese konstante] is oorspronklik in 1917 deur Albert Einstein bekendgestel as 'n toevoeging tot sy teorie van algemene relatiwiteit om 'swaartekrag terug te hou' en 'n statiese heelal te bereik, wat destyds die aanvaarde siening was. Einstein het die konsep laat vaar ná Hubble se ontdekking in 1929 dat alle sterrestelsels van mekaar af wegbeweeg, wat 'n algehele groeiende heelal impliseer.

Moderne begrip

Alhoewel Einstein daardie 'kosmologiese konstante' later sy 'grootste flater' sou noem, blyk dit korrek te wees. Hy het egter ook gedink dat die waarde gebruik sou word om te verduidelik waarom dinge staties is. Dit blyk dat die waarde sou verklaar waarom dinge voortdurend uitbrei. Maar wat is daardie konstante, behalwe 'n getal in 'n vergelyking? Dit lyk asof die meeste fisici vandag dink dit is donker materie of donker energie. Dit is 'n baie nuwe wetenskap, maar dit is baie nagevors.

Wiki-uittreksel uit 'Accelerating Universe':

Verskillende teorieë oor donker energie dui op verskillende waardes van w, met w <-1/3 vir kosmiese versnelling ... Die eenvoudigste verklaring vir donker energie is dat dit 'n kosmologiese konstante is ... dit lei tot die Lambda-CDM-model, wat algemeen bekend was as die standaardmodel vir kosmologie vanaf 2003 tot die huidige ...

Wiki-uittreksel uit Dark Energy:

ongeveer 70% van die massa-energie-digtheid van die heelal kan toegeskryf word aan donker energie. Terwyl donker energie op 'n fundamentele vlak sleg verstaan word, is die belangrikste eienskappe van donker energie dat dit funksioneer as 'n soort swaartekrag, dit verdun baie stadiger as materie namate die heelal uitbrei ... Die kosmologiese konstante is die eenvoudigste moontlike vorm donker energie aangesien dit konstant is in ruimte en tyd

Beantwoord u vraag

Ek dink dus die ware antwoord op u vraag is nie dat 'n oneindige heelal moontlik is bloot omdat die hoeveelheid leë ruimte toeneem nie. Eintlik is dit miskien nie eens moontlik nie. Daar is dalk nie iets soos leë ruimte nie. Leë ruimte is dalk net 'n soort saak wat ons nog nie kan sien of opspoor nie.

Wiki:

Donker materie is 'n hipotetiese soort materie wat nie met teleskope gesien kan word nie, maar wat die grootste deel van die materie in die heelal uitmaak. Die bestaan en eienskappe van donker materie word afgelei uit die swaartekrag-effekte daarvan op sigbare materie, op bestraling en op die grootskaalse struktuur van die heelal. Donker materie is nie direk opgespoor nie, wat dit een van die grootste raaisels in die moderne astrofisika maak.

Om die oneindig uitbreiding van die heelal, vra eers hoe so iets moontlik kan wees. Vra waarom dit oneindig uitbrei in plaas daarvan dat die wedersydse erns van al die sterrestelsels mekaar vertraag en 'n ineenstorting veroorsaak.

Dink aan die heelal as 'n verjaardagkoek. As u 'n koek gehad het wat 'n miljoen ligjare deurgebring het, sou u minstens honderdduisend kerse daarop kon inpas, of hoe? Seker baie meer. Maar dink net hoeveel kerse jy op 'n oneindige grootte koek kan pas - miljoene, indien nie miljarde nie. Maar as u hierdie koek weer in die oond sit en 'n kleiner koek aan die kant daarvan bak, kan u sê dat u die koek "uitgebrei het", alhoewel dit oneindig groot is. Op hierdie manier kan u aanhou om u koek by te voeg totdat dit oneindig was.

Die Oneindige Heelal

Reeds in 1344 val Bradwardine die Aristoteliese idee aan dat die heelal eindig in grootte is, en voer aan dat die heelal oneindig is soos God self was. Dit was 'n siening wat deur baie mense soos Oresme in die 14de eeu gedeel is. Nicholas van Cusa in die 15de eeu het ook aangevoer dat die heelal oneindig en vol sterre was, en dat, aangesien die heelal oneindig was, die Aarde nie in sy middelpunt kon wees nie, 'n debat het lank na sy dood voortgegaan [Kyk: Struktuur van die sonnestelsel].

Die vraag na die grootte van die heelal het egter eers in die 20ste eeu van groot belang geword. Einstein se revolusionêre algemene relatiwiteitsteorie in 1916 het 'n eindige heelal gehad (Einstein moes 'n kosmologiese konstante insluit om dit te bereik, aangesien hy van mening was dat die heelal staties was) en was afhanklik van die nie-Euklidiese ruimte. Sterrekundiges soos de Sitter was ongemaklik met hierdie idee. In 1917 het de Sitter 'n oneindige heelal voorgestel om Relatiwiteit en Euklidiese ruimte verenigbaar te maak. Toe hy as 'n fout in sy teorie beskou word, het de Sitter se heelal vereis dat materie van mekaar af moes beweeg. Alhoewel sy teorie verkeerd was, was dit nie die rede waarom dit was nie. Na aanleiding van sy vasstelling van die afstand na die Andromeda-sterrestelsel, en die besef dat Andromeda bestaan uit sterre soortgelyk aan dié in die Melkweg, kon Hubble vasstel dat sterrestelsels van ons af wegbeweeg. Inderdaad, dat hulle teruggetrek het met 'n snelheid wat eweredig is aan hul afstand van ons af. Na die besoek aan Hubble se sterrewag het Einstein sy kosmologiese konstante op nul gestel. Sy relatiwiteitsteorie het ons gehelp om groot vordering te maak, soos om uiteindelik die bewegings van Mercury en Eddington se waarneming van lig wat om die son buig, te verduidelik.

Friedmann en Lemaître het onafhanklik oplossings vir Einstein se veldvergelykings ondersoek en tot die gevolgtrekking gekom dat die heelal in die 1920's uitgebrei het voordat Hubble waarnemend vasgestel het dat dit in 1929 die geval was. As die sterrestelsels van mekaar af wegbeweeg, was dit sinvol dat hulle van oorspronklike punt af begin het, 'n gevolgtrekking waartoe Lemaître in 1931 gekom het. (Eers in 1950 het Hoyle die term 'The Big Bang' belaglik geskep). In 1948 het Gamow en Alpher bereken dat dit nodig was dat die heelal 'n warm, digte fase in sy vroeë stadium moes hê om chemiese elemente te kan sintetiseer in die verhoudings wat ons dit vandag sien. Ook in 1948 het Alpher en Hermann dieper in die vroeë heelal gesoek en tot die gevolgtrekking gekom dat daar van hierdie stadium oorblywende termiese straling sou wees. Dit staan vandag bekend as kosmiese mikrogolf-agtergrondstraling. Dit is die eerste keer in 1965 deur Penzias en Wilson gemeet en vorm deel van die statiese wat u oor die radio hoor.

'N Oorvloed sterrekundiges, wetenskaplikes en wiskundiges het vordering gemaak met sterrekunde, van planeetbane tot sterstrukture tot die bestaan van swart gate. Onlangs, meer as honderd jaar nadat hulle in 1905 deur Poincaré voorspel is, is swaartekraggolwe in 2016 tot die opwinding van die wetenskaplike gemeenskap bespeur. Dit is ongelooflik dat ons selfs in die lig van soveel ontdekking steeds in soveel verwondering na die sterre kan kyk as wat ons voorvaders vroeër gedoen het.

Die oneindige heelal, en die eindelose aantal parallelle heelalle

Hallo,
Ek is nie 'n wetenskaplike nie, maar ek het my afgevra of daar enige teorieë bestaan oor die heelal wat uitbrei tot op die punt dat alles weer bymekaar uitkom by die & quotequilibrium & quot-punt. En dan kom daar 'n nuwe oerknal en 'n nuwe stel wette wat dit 'n oneindige siklus maak: elke keer 'n ander ervaring.

My tweede vraag gaan oor tyd. Ek het gewonder of daar teorieë bestaan oor die feit dat daar nie tyd bestaan nie. Wat as die verlede, hede en toekoms tegelykertyd gebeur. En daar is eindelose parallelle statiese heelalle wat ons miljoene kere per sekonde aanhou spring en ons die indruk gee om tyd te ervaar, maar dit is net 'n illusie.

Efarina96

Oneindige simmetrie in ruimtetyd as 'n fundamentele beginsel om moderne fisika te verenig

forums.livescience.com

Vink

Hartmann352

Massa brei nie uit in die heelal nie, maar die ruimte brei uit tussen die sterrestelsels. Kyk uit byna enige sterrestelsel in die heelal, en jy sal agterkom dat dit van ons af wegbeweeg. Hoe verder dit is, hoe vinniger lyk dit of dit terugtrek.Soos lig deur die heelal beweeg, word dit verskuif na langer en rooier golflengtes, omdat die ruimte van die ruimte self gestrek word. Op die langste afstande word sterrestelsels so vinnig weggestoot deur hierdie uitbreiding dat geen seine wat ons kan stuur dit ooit sal bereik nie, selfs nie met die snelheid van die lig nie.
Maar al brei die weefsel van die ruimte oor die hele heelal uit - oral en in alle rigtings - is ons nie. Ons atome bly dieselfde grootte. So ook die planete, mane en sterre, sowel as die afstande wat hulle skei. Selfs die sterrestelsels in ons plaaslike groep brei nie van mekaar uit nie, maar trek eerder na mekaar toe. Eendag sal ons, die Melkwegstelsel, met die Andromeda-sterrestelsel (M-31, NGC-224) bots.
Die Melkweg en al die plaaslike groepstelsels sal aan mekaar gebind bly en uiteindelik onder hul eie swaartekrag saamsmelt. Die aarde sal op dieselfde baanafstand om die son wentel, die aarde self sal dieselfde grootte bly, en die atome wat alles daarop uitmaak, sal nie uitbrei nie. Omdat die uitbreiding van die Heelal slegs enige effek het as 'n ander krag - hetsy swaartekrag, elektromagneties of kern - dit nog nie oorkom het nie. As een of ander mag 'n voorwerp suksesvol kan bymekaar hou, sal selfs die uitbreidende heelal geen verandering beïnvloed nie.
Die ruimte van die ruimte self word met verloop van tyd gerek en al die voorwerpe in die ruimte word van mekaar gesleep. Hoe verder 'n voorwerp van 'n ander af is, hoe meer & quotstrekking & quot vind plaas, en hoe vinniger lyk dit asof hulle van mekaar afneem. As u net 'n heelal gehad het wat eenvormig en eweredig met materie gevul was, sou die saak eenvoudig minder dig word en sou dit mettertyd sien dat alles wegbrei van alles af.
Die superklusters van die heelal - hierdie lang, filamentêre strukture bevolk met sterrestelsels en strek al meer as 'n miljard ligjare - word uitgerek en uitmekaargetrek deur die uitbreiding van die heelal. Oor die volgende paar jaar sal hulle op betreklik kort termyn ophou bestaan. Selfs die naaste groot sterrestelselgroepering van die Melkweg, die Maagd-groep, op net 50 miljoen ligjaar weg, sal ons nooit daarin trek nie. Ondanks 'n swaartekrag wat meer as duisend keer so kragtig is as ons eie, sal die uitbreiding van die Heelal dit alles uitmekaar dryf.
Met 'n uitbreidende heelal kan ons dan verstaan waarom sterrestelsels in die verte van ons afwyk soos hulle dit doen.

C. FAUCHER-GIGUÈRE, A. LIDZ, EN L. HERNQUIST, WETENSKAP 319, 5859 (47)

Op die grootste skaal brei die heelal uit en sterrestelsels trek van mekaar af. Maar op kleiner skale oorkom gravitasie die uitbreiding, wat lei tot die vorming van sterre, sterrestelsels en trosse sterrestelsels.
NASA, ESA EN A. FEILD (STSCI)

Kosmologie herbesin: heelaluitbreiding is moontlik nie eenvormig nie (Update)
deur die Europese Ruimteagentskap

Sterrekundiges neem al dekades aan dat die heelal in alle rigtings dieselfde tempo uitbrei. 'N Nuwe studie wat gebaseer is op data van ESA se XMM-Newton, NASA se Chandra en die Duitse geleide ROSAT-röntgenobservatoriums, dui daarop dat hierdie belangrike uitgangspunt van kosmologie verkeerd kan wees.

Konstantinos Migkas, 'n Ph.D. navorser in sterrekunde en astrofisika aan die Universiteit van Bonn, Duitsland, en sy studieleier Thomas Reiprich het oorspronklik probeer om 'n nuwe metode te verifieer wat astronome in staat stel om die sogenaamde isotropie-hipotese te toets. Volgens hierdie aanname het die Heelal, ondanks sommige plaaslike verskille, dieselfde eienskappe in elke rigting op die groot, of makro-skaal.

Die hipotese word algemeen aanvaar as gevolg van gevestigde fundamentele fisika, en word ondersteun deur waarnemings van die kosmiese mikrogolfagtergrond (CMB). Die CMB is 'n direkte oorblyfsel van die oerknal en weerspieël die toestand van die heelal in sy kinderskoene op slegs 380 000 jaar oud. Die eenvormige verspreiding van die CMB aan die hemel dui daarop dat die heelal in daardie vroeë dae vinnig en in alle rigtings dieselfde moes groei. In die hedendaagse heelal is dit miskien nie meer waar nie.

& quot Saam met kollegas van die Universiteit van Bonn en die Harvard Universiteit het ons gekyk na die gedrag van meer as 800 sterrestelsels in die huidige heelal, & quot; sê Konstantinos. & quotAs die isotropie-hipotese korrek was, sou die eienskappe van die trosse eenvormig oor die lug wees. Maar ons het eintlik beduidende verskille gesien. & Quot

Die sterrekundiges het X-straaltemperatuurmetings gebruik van die uiters warm gas wat deur die trosse deurdring en die data vergelyk met hoe helder die trosse in die lug verskyn. Trosse met dieselfde temperatuur en op 'n soortgelyke afstand, moet net so helder vertoon. Maar dit is nie wat die sterrekundiges waargeneem het nie.

& quot; Ons het gesien dat trosse met dieselfde eienskappe, met soortgelyke temperature, minder helder lyk as wat ons in een rigting van die hemel sou verwag, en helderder as wat in 'n ander rigting verwag is, & quot; sê Thomas. & quot Die verskil was redelik belangrik, ongeveer 30 persent. Hierdie verskille is nie lukraak nie, maar het 'n duidelike patroon, afhangende van die rigting waarin ons in die lug waargeneem het. & Quot

Voordat Konstantinos en kollegas die algemeen aanvaarde kosmologie-model, wat die basis bied vir die beraming van die trosafstande, betwis, het hulle eers na ander moontlike verduidelikings gekyk. Miskien kan daar ongemerkte gas- of stofwolke wees wat die uitsig verduister en trosse in 'n sekere omgewing dowwer laat lyk. Die gegewens ondersteun egter nie hierdie scenario nie.

K. Migkas et al. 2020 Melkwegkaart: ESA / Gaia / DPAC - CC BY-SA 3.0 IGO

In sommige streke van die ruimte kan die verspreiding van trosse beïnvloed word deur grootmaatvloei, groot bewegings van materie wat veroorsaak word deur die swaartekrag van uiters massiewe strukture soos groot groepgroepe. Hierdie hipotese lyk egter ook onwaarskynlik. Konstantinos voeg by dat die bevindinge die span verras het.

& quot As die heelal werklik anisotropies is, al is dit net die afgelope paar jaar, sal dit 'n groot paradigmaverskuiwing beteken omdat die rigting van elke voorwerp in ag geneem moet word as ons die eienskappe daarvan ontleed, 'sê hy. & quot. Byvoorbeeld, vandag skat ons die afstand van baie ver voorwerpe in die heelal deur 'n stel kosmologiese parameters en vergelykings toe te pas. Ons glo dat hierdie parameters oral dieselfde is. Maar as ons gevolgtrekkings reg is, dan is dit nie die geval nie, en sal ons al ons vorige gevolgtrekkings moet hersien. & Quot

& quot Dit is 'n uiters fassinerende resultaat, & quot kommentaar Norbert Schartel, XMM-Newton projekwetenskaplike by ESA. & quotVroeë studies het voorgestel dat die huidige heelal nie eweredig in alle rigtings kan uitbrei nie, maar hierdie resultaat - die eerste keer dat so 'n toets met sterrestelsels in X-strale uitgevoer word - het 'n baie groter betekenis en openbaar ook 'n groot potensiaal vir toekomstige ondersoeke. & quot

Die wetenskaplikes bespiegel dat hierdie oneweredige effek op kosmiese uitbreiding moontlik veroorsaak kan word deur donker energie, die geheimsinnige komponent van die kosmos wat die meerderheid - ongeveer 69% - van sy totale energie uitmaak. Baie donker is vandag bekend, behalwe dat dit die uitbreiding van die heelal die afgelope paar jaar blyk te versnel.

Om 'n beter begrip te kry van die vroeë geskiedenis van die studie van die uitbreiding van die heelal, sien:

Biografie van Edwin Powell Hubble (1889 - 1953)

Vink

Massa brei nie uit in die heelal nie, maar die ruimte brei uit tussen die sterrestelsels. Kyk uit byna enige sterrestelsel in die heelal, en jy sal agterkom dat dit van ons af wegbeweeg. Hoe verder dit is, hoe vinniger lyk dit of dit terugtrek. Soos lig deur die heelal beweeg, word dit verskuif na langer en rooier golflengtes, omdat die ruimte van die ruimte self gestrek word. Op die langste afstande word sterrestelsels so vinnig weggestoot deur hierdie uitbreiding dat geen seine wat ons kan stuur dit ooit sal bereik nie, selfs nie met die ligspoed nie.
Maar al brei die weefsel van die ruimte oor die hele heelal uit - oral en in alle rigtings - is ons nie. Ons atome bly dieselfde grootte. So ook die planete, mane en sterre, sowel as die afstande wat hulle skei. Selfs die sterrestelsels in ons plaaslike groep brei nie van mekaar uit nie, maar trek eerder na mekaar toe. Eendag sal ons, die Melkwegstelsel, met die Andromeda-sterrestelsel (M-31, NGC-224) bots.
Die Melkweg en al die plaaslike groepstelsels sal aan mekaar gebind bly en uiteindelik onder hul eie swaartekrag saamsmelt. Die aarde sal op dieselfde baanafstand om die son wentel, die aarde self sal dieselfde grootte bly, en die atome wat alles daarop uitmaak, sal nie uitbrei nie. Omdat die uitbreiding van die Heelal slegs enige effek het as 'n ander krag - hetsy swaartekrag, elektromagneties of kern - dit nog nie oorkom het nie. As een of ander mag 'n voorwerp suksesvol bymekaar kan hou, sal selfs die uitbreidende heelal geen verandering beïnvloed nie.
Die stof van die ruimte word mettertyd gestrek, en al die voorwerpe in die ruimte word van mekaar gesleep. Hoe verder 'n voorwerp van 'n ander af is, hoe meer & quotstrek & quot, en hoe vinniger dit dan van mekaar afwyk. As u net 'n heelal gehad het wat eenvormig en eweredig met materie gevul was, sou die saak eenvoudig minder dig word en sou dit mettertyd sien dat alles wegbrei van alles af.
Die superklusters van die heelal - hierdie lang, gloeidraadstrukture bevolk met sterrestelsels wat langer as 'n miljard ligjare strek - word uitgerek en uitmekaargetrek deur die uitbreiding van die heelal. Oor die volgende paar jaar sal hulle op betreklik kort termyn ophou bestaan. Selfs die naaste groot sterrestelselgroepering van die Melkweg, die Maagd-groep, op net 50 miljoen ligjaar weg, sal ons nooit daarin trek nie. Ondanks 'n swaartekrag wat meer as duisend keer so kragtig is as ons eie, sal die uitbreiding van die Heelal dit alles uitmekaar dryf.
Met 'n uitbreidende heelal kan ons dan verstaan waarom sterrestelsels in die verte van ons afwyk soos hulle dit doen.

Kyk na aanhangsel 699
C. FAUCHER-GIGUÈRE, A. LIDZ, EN L. HERNQUIST, WETENSKAP 319, 5859 (47)

Kyk na aanhangsel 698
Op die grootste skaal brei die heelal uit en sterrestelsels verdwyn van mekaar. Maar op kleiner skale, oorkom gravitasie die uitbreiding, wat lei tot die vorming van sterre, sterrestelsels en trosse sterrestelsels.
NASA, ESA EN A. FEILD (STSCI)

Kosmologie herbesin: heelaluitbreiding is moontlik nie eenvormig nie (Update)
deur die Europese Ruimteagentskap

Konstantinos Migkas, 'n Ph.D. navorser in sterrekunde en astrofisika aan die Universiteit van Bonn, Duitsland, en sy studieleier Thomas Reiprich het oorspronklik probeer om 'n nuwe metode te verifieer wat astronome in staat stel om die sogenaamde isotropie-hipotese te toets. Volgens hierdie aanname het die Heelal, ten spyte van sommige plaaslike verskille, dieselfde eienskappe in elke rigting op die groot, of makro-skaal.

& quot Saam met kollegas van die Universiteit van Bonn en Harvard Universiteit het ons gekyk na die gedrag van meer as 800 sterrestelsels in die huidige heelal, & quot; sê Konstantinos. & quotAs die isotropie-hipotese korrek was, sou die eienskappe van die trosse eenvormig oor die lug wees. Maar ons het eintlik beduidende verskille gesien. & Quot

Die sterrekundiges het X-straaltemperatuurmetings gebruik van die uiters warm gas wat deur die trosse versprei en die data vergelyk met hoe helder die trosse in die lug verskyn. Trosse met dieselfde temperatuur en op 'n soortgelyke afstand, moet net so helder vertoon. Maar dit is nie wat die sterrekundiges waargeneem het nie.

& quot; Ons het gesien dat trosse met dieselfde eienskappe, met soortgelyke temperature, minder helder lyk as wat ons in een rigting van die hemel sou verwag, en helderder as wat in 'n ander rigting verwag is, & quot; sê Thomas. & quot Die verskil was redelik beduidend, ongeveer 30 persent. Hierdie verskille is nie lukraak nie, maar het 'n duidelike patroon, afhangende van die rigting waarin ons in die lug waargeneem het. & Quot

K. Migkas et al. 2020 Melkwegkaart: ESA / Gaia / DPAC - CC BY-SA 3.0 IGO

& quot As die heelal werklik anisotropies is, al is dit net die afgelope paar jaar, sal dit 'n groot paradigmaverskuiwing beteken omdat die rigting van elke voorwerp in ag geneem moet word as ons die eienskappe daarvan ontleed, 'sê hy. & quot. Vandag skat ons byvoorbeeld die afstand van baie ver voorwerpe in die heelal deur 'n stel kosmologiese parameters en vergelykings toe te pas. Ons glo dat hierdie parameters oral dieselfde is. Maar as ons gevolgtrekkings reg is, dan is dit nie die geval nie, en sal ons al ons vorige gevolgtrekkings moet hersien. & Quot

& quot Dit is 'n uiters fassinerende resultaat, & quot kommentaar Norbert Schartel, XMM-Newton projekwetenskaplike by ESA. & quotVroeë studies het voorgestel dat die huidige heelal nie eweredig in alle rigtings sal uitbrei nie, maar hierdie resultaat - die eerste keer dat so 'n toets met sterrestelsels in X-strale uitgevoer word - het 'n baie groter betekenis en openbaar ook 'n groot potensiaal vir toekomstige ondersoeke. & quot

Om 'n beter begrip te kry van die vroeë geskiedenis van die studie van die uitbreiding van die heelal, sien:

Oneindige uitbreidende heelal

Ek het die afgelope tyd astronomiedokumente gekyk, en dit lyk asof die mees onlangse teorie is dat die heelal oneindig is. My vraag is: Hoe kan iets begin, en oneindig word. Verder, hoe kan iets wat uitbrei, oneindig wees? As iets oneindig is, kan dit sekerlik uitbrei?

Ruimte is oneindig in die sin dat dit oral is waar jy mag wees. Ons neem aan dat daar geen voorkeurrigting in die Heelal is nie, dit is homogeen en isotroop. Dit beteken dat daar geen grens, rand of grens aan die heelal is nie. As u dit het, kan dit homogeniteit / isotropie skend.

Die heelal brei uit, maar dit brei nie uit in iets nie, soos as u 'n ballon in 'n boks sit en opblaas, in plaas daarvan brei dit uit in die sin dat punte in die ruimte al hoe verder uitmekaar raak. Die heelal is net dat dit nie in 'n boks sit en in die boks uitbrei nie. Daar is niks wat agter die heelal bevat nie. Dit is net so.

Ons kan nie langs die rand van die Kosmiese Mikrogolfagtergrond sien nie, dus weet ons nie of die hele heelal oneindig of eindig is nie. Ons kan net 'n bol met 'n radius van ongeveer 46Glyr sien.

Die idee dat die Heelal net is en nie sit of uitbrei na iets nie, is soms moeilik om te begryp. Dit is in stryd met alles waaraan u normaalweg dink as u aan uitbreidende voorwerpe dink.

Hoe kan die heelal oneindig wees?

Wel, dit kan nie. in grootte en ouderdom. Die heelal MOET eindig in ouderdom of grootte wees (of albei) omdat die naghemel donker is. Sedert die oerknal ontdek is, beskou ons die heelal as eindig in ouderdom; dit word beraam dat dit 13,82 miljard jaar oud is. Aangesien dit eindig in ouderdom is, kan dit oneindig groot wees, maar ons weet nie seker nie.

Verduideliking:

Hoe weet ons dat die heelal eindig is in grootte of ouderdom, dit word Olbers se paradoks of donker naghemelparadoks genoem? Ek is seker jy het opgemerk dat die grootste deel van die naghemel donker is met sterre wat versprei is.

As die heelal oneindig groot was, sou dit 'n oneindige aantal sterre hê, van verskillende afstande van die Aarde af, sommige nader aan ander. In 'n heelal van oneindige grootte MOET daar 'n ster in alle moontlike rigtings wees, want as jy ver genoeg teruggaan, slaan jy een.

Lig het 'n eindige spoed, dit neem iets meer as agt en 'n half jaar voordat die lig ons bereik vanaf Sirius, die helderste ster in die lug. As die heelal oneindig oud was, sou die tyd van die sterre uit alle dele van die heelal ons bereik het, sou dit die hele lug in alle rigtings eenvormig helder maak (let op wiki het 'n PRAGTIGE GIF wat dit illustreer). Die lug is nie helder in alle rigtings nie, dus MOET die heelal eindig in ouderdom of grootte wees.

Hoe ken ons die heelal eindig in ouderdom? Hubble, wat gewerk het aan die bestudering van sterrestelsels, het opgemerk dat in alle rigtings van die hemel dit lyk asof verre sterrestelsels van die aarde af wegbeweeg, en dit is ook opgemerk dat hoe verder 'n sterrestelsel weg is, hoe vinniger beweeg dit van ons af weg.Terwyl ons agteruit gewerk het, was daar 'n tyd toe al of hierdie verre sterrestelsels op dieselfde punt was, die oerknal, die begin van die heelal.

Die beste bewys vir die oerknal is tans die komiese mikrogolfagtergrond (gewoonlik verkort tot CMB), 'n swak radiogloed in alle kante van die hemel. Toe alles saam was, was die heelal digter en warmer en het dit helder gegloei. U kan die laaste oomblik van die tyd sien toe die heelal hierdie warm digte sop was, 380 000 na die oerknal, genaamd 'die era van die laaste verstrooiing'. Die helder gloed het uitgesprei en verdof en is nou 'n agtergrond van die hele lug.

Die CMB is byna presies dieselfde helderheid en dieselfde kleur in alle rigtings (hier is kleur soos 'n radiostasie frekwensie, 160,2 GHz), die hele heelal moes in die verlede in wese raak om dit waar te wees, meer bewys van 'n groot Knal. Daar is baie klein variasies in die CMB, as ons dit bestudeer, word die ouderdom van die heelal, 13,82 miljard jaar oud, bestudeer.

Omdat die heelal 'n eindige ouderdom het, kan dit oneindig groot wees. Ons weet dit eintlik nie, maar dit is moontlik. Let op, want ons kan nie verby die CMB sien dat die waarneembare heelal eindig is nie; dit het 91 miljard ligjare in deursnee, en die heelal gaan daarby verby, ons kan dit net nooit sien nie.

let wel, hoewel die antwoord lank is, vereenvoudig ek / slaan ek 'n klomp goed oor, daar is heel boeke hieroor geskryf.

Ek sien nie 'n verband tussen die uitgangspunt en die gevolgtrekking nie.

Wat lei tot so 'n gevolgtrekking?

Dit kan selfs impliseer dat as die ruimte oneindig is, dit net so moontlik is vir sterrestelsels om uitmekaar te beweeg sonder dat ruimte nodig is om uit te brei. In elk geval, dit is net meer vermoedens van 'n onbekende. Ek dink dit is nie nodig om waarskynlikhede van onbekende faktore te bereken nie.

Imo, as met ruimte bedoel word die grense binne die heelal, dan is dit waarskynlik dat dit uitbrei, aangesien ons per heelal 'n soort limiete definieer. As daar, aan die ander kant, met ruimte bedoel word limiete rakende die vermoë van die werklikheid om 'dinge' te bevat, is oneindig miskien 'n beter etiket, aangesien die werklikheid nie regtig deur ons standaarde beperk word nie.

Op die oog af kan niks relatief vinniger beweeg as die spoed van die lig nie, dus as sterrestelsels vinniger uitbrei as die ligspoed wat daarop dui dat die ruimte self uitbrei.

'Die uitbreiding van die heelal is die toename van die afstand tussen twee verafgeleë dele van die heelal mettertyd. Dit is 'n intrinsieke uitbreiding waardeur die skaal van die ruimte self verander. Die heelal brei niks uit nie, en benodig nie ruimte om te bestaan nie. Tegnies beweeg nie ruimte of voorwerpe in die ruimte nie. In plaas daarvan is dit die maatstaf wat die grootte en meetkunde van die ruimtetyd self bepaal wat in skaal verander. Alhoewel lig en voorwerpe binne ruimtetyd nie vinniger as die ligspoed kan beweeg nie, beperk hierdie beperking nie die maatstaf self nie. Vir 'n waarnemer blyk dit dat die ruimte uitbrei en dat die sterrestelsels behalwe die naaste in die verte terugtrek '

Dit is dus die maatstaf wat uitbrei.

Hulle het hul perke gespesifiseer as dié van 'n heelal. Dit beteken dat dit outomaties die potensiële kapasiteit het vir intrinsieke uitbreiding soos met die meeste perke (of voorwerpe).

Die oerknal is 'n teorie, maar nie 'n sekerheid nie. Daar is ander teorieë, almal met verskillende waarskynlikhede. Op die oomblik kan die oerknal die beste pas volgens ons huidige wetenskaplike pogings.

Die metings is slegs binne die omvang van ons kosmiese omgewing (bereikbaar volgens ons fasiliteite). Dit is dus natuurlik dat daar 'n groter bekendheid en nabyheid van 'n oorsaaklike verband is.

Hierdie soort lei tot my troeteldierteorie: as oerknalle van nature voorkom en die tyd oneindig is, sal daar (met oneindige tyd) oneindige oerknal op elke punt in die ruimte wees wat tot oneindige materie-digtheid lei. Die oerknal was dus 'n onnatuurlike enkeling of die tyd het begin.

Ek moet erken dat ek hierdie multiversiteitsteorieë nie kry nie - ten minste in die gewildste een (Ewige inflasie) het u iets wat heelal genereer - dit moet (in die ruimte) gekoppel word aan elkeen van die gegenereerde heelalle. Daarom volg dat alle heelalle aan alle heelalle gekoppel is. In watter sin is dit 'n multiversum as hulle almal verbind is?

Nie noodwendig. Selfs al was daar 'n oneindige mate van digtheid, sou elke deel van die heelal net interaksie hê in verhouding tot sy omgewing. Dit beteken nie dat die potensiaal vir die hele heelal op elke punt in sy absoluutheid sal optree nie. Daar was ook al verskeie super- en mega-novas in hierdie vermeende heelal, aangesien die hipotetiese oerknal en materie nog relatief goed georganiseerd lyk.

Ek is nie seker of ek dit volg nie, kan u uitbrei? Ek sien nie hoe u oneindige materiaaldigtheid met oneindige tyd kan vermy nie.

Wat ek probeer sê is dat die werking van die heelal soos ons tot dusver waargeneem het, intelligent ontwerp is sodat daar kragte is wat die ewewig handhaaf. Na die super- en mega-novas (en selfs die oerknal) volg daar byvoorbeeld 'n aansienlike periode van 'kalmerende' soort soos om die ewewig te herwin. Daarom kan dit wees dat die ewewig, selfs met oneindige tyd en 'n voortdurende voorkoms van oerknalle, steeds kan word gehandhaaf. Miskien is dit waarvoor swaartekrag is, om te verseker dat die stelsel (heelal) en al sy komponente herstel word.

Aangesien die tyd oneindig is in hierdie veronderstelling, beteken dit dat ons 'n oneindige hoeveelheid tyd het voor hierdie oomblik. Dus, hoekom het ons nie toegegee aan die oneindige probleem met die digtheid nie, en hoeveel oneindighede neem dit in beslag om dit te voorkom?
Wat ook al 'n begin het, moet in beginsel 'n einde hê. Dus, ek dink nie daar is iets soos oneindige digtheid nie, anders sou digtheid oneindig soos tyd wees (in hierdie veronderstelling).

so ons is terug by die aanvanklike argument waar moontlikhede oorvloedig is en daar, sover ons weet, niks is wat die moontlikheid van 'n multiverse of ander groot knal voorkom nie.

Soos ek gesê het, die tyd is eindig. Ons het slegs een oerknal en daar is sterk redes om te vermoed dat dit toevallig is met die begin van die tyd.

As daar 'n multiverse is, sal die begin van die tyd saam met die begin van die multiversum wees. Die multiversum moet ook eindig wees.

Ek weet nie. U het nie bewys dat oneindigheid nie kan groei nie. Ek onthou dat ek aan u genoem het oor hoe ons eens meer as 2. nie kon tel nie. 3 was eenvoudig '' baie ''. Daar word ook na 'n aantal groter as 2 'baie' verwys. Dit beteken egter nie dat die '' baie '' nie kan groei / vermeerder nie? Ons kan 4 of 5 of n + 1 hê wat groei soos u kan sien, maar almal word eenvoudig '' baie '' genoem. Ek dink die oneindigheid kan ook so beskou word.

Dit is u mening. Imo, eindig of oneindig is 'n beskrywing van tydsverhoudinge met subjekte / voorwerpe. Tyd self is nie eindig of oneindig nie, maar slegs 'n verhouding tussen die verganklikheid van die betrokke onderwerpe / voorwerpe.

ruimte is plat Geen rotasie sover ons kan sien nie en daarom is dit oneindig. Die heelal brei nie uit soos dit reeds oneindig is nie. Dus, wat gebeur - dit brei plaaslik uit, daar is 'n ander plek ver hiervandaan - ondenkbaar ver waar die ruimte saampers. Daar is 'n oneindige aantal gebiede waar sover u kan sien uitbrei en net soveel waar die ruimte saampers. As die grootskaalse struktuur vir ewig aangaan en daar 'n soortgelyke, minder gedefinieerde groter struktuur is, ensovoorts, tot in die oneindigheid, dan brei die heelal nie uit nie - dit is plaaslik, maar vir almal kan ons sien dat dit 'n onbeduidende spesifikasie is.

Die knope in die grootskaalse struktuur vorm blykbaar 'n eindelose wolk van iets soos kwarks - klink bekend. Ek glo dat dit op groter skale dieselfde gaan doen Minder gedefinieerd as u terugtrek.

As dit gebeur, is DArk-saak al die dinge wat nie in die enkelhede geval het waaruit die deeltjies van materie bestaan nie. Donker energie is die gevolg van swaartekrag, omdat dit ruimte laat saampers en daarom êrens anders moet uitbrei.

Tydens 'n swart gat gaan die tyd vinnig verbygaan, maar die goed buite sien dit neem vir ewig. Wanneer die knope in die grootskaalse struktuur deeltjies vorm en afkoel soos die saak rondom ons gedoen het - as u daaruit was gemaak en teruggekyk het na die skepping van die deeltjies wat u gemaak het - sou dit lyk asof dit in 'n knal gebeur het, maar tog lyk hiervandaan lyk dit of dit miljarde, indien nie triljoene jare, sal duur nie

Dit is net die prototipiese Devan-draad. & quotInfinity is dit & quot, ondanks die feit dat hy die werklike standaard wiskundige definisie van oneindigheid weerspreek. & quotWiskundiges is verkeerd & quot ten spyte daarvan dat hulle hul argumente nie regtig aanspreek met 'n antwoord buite & quotSlak definisie & quot sonder verdere uitwerking nie.

Ek weet vir seker ek en baie ander hier het hom al 'n dosyn keer vantevore deurgeloop. Dit is nooit anders nie, en skokkend, hierdie draad volg die tendens. Devan, definieer wat huidige wiskundiges met Infinity bedoel, lê hul argument uit waarom hulle uiteindelik die definisie aanvaar het, en argumenteer daarteen. As u nie aan hierdie basistaak kan voldoen nie, 'n taak wat ek weet ek al meer as 'n halfdosyn keer aan u gedoen het, is u nie 'n eerlike deelnemer aan hierdie konstante oneindige drade wat u maak nie. Jy is 'n ideoloog.

Dit sal die sterrestelsels vir ewig in groepe uitbrei en trosse saamsmelt tot 'n reuse-superstelsel, die individuele superstelsels sal van mekaar versnel, die sterre sal almal sterf of kry in supermassiewe swart gate gesuig en dan sal die ster lyke kry uitgestoot terwyl die swart gate

Ons huis sterrestelsel, die Melkweg, bevat ten minste 100 miljard sterre, en die waarneembare heelal bevat ten minste 100 miljard sterrestelsels. As sterrestelsels almal ewe groot was, sou ons 10 duisend miljard miljard (of tien sekstiljoen) sterre in die waarneembare heelal besorg.

In die epistemologie is die regress-argument die argument dat enige stelling 'n regverdiging vereis. Dit beteken dat enige stelling hoegenaamd eindeloos (oneindig) bevraagteken kan word, wat tot oneindige regressie lei. Dit is 'n probleem in die epistemologie en in enige algemene situasie waar 'n stelling geregverdig moet word.

Die kosmologiese argument beweer dat daar nie 'n werklike oneindige terugsakking van oorsake kan wees nie, daarom moet daar 'n onoorsaakte eerste oorsaak wees wat onbegonne is en nie 'n oorsaak benodig nie.

Ep. 45: Die belangrike getalle in die heelal

Hierdie week wou ons u 'n basiese fisika-les gee. Dit is nie 'n maklike fisika nie, dit is 'n les oor die basiese getalle van die heelal. Elk van hierdie getalle definieer 'n belangrike aspek van ons heelal. As hulle verskillende waardes gehad het, sou die heelal 'n veranderde plek wees, en sou die lewe hier op aarde nooit ontstaan het nie.

Vertoonnotas

Transkripsie: die spesiale getalle van die heelal

Fraser Cain: Hierdie week wou ons u 'n basiese fisika-les gee. Dit is nie 'n maklike fisika nie, dit is 'n les oor die basiese getalle van die heelal. Elk van hierdie getalle definieer 'n belangrike aspek van ons heelal. As hulle verskillende waardes het, sou die heelal 'n veranderde plek wees en sou daar nooit lewe op aarde ontstaan het nie.

Goed, Pamela, gereed hiervoor?

Dr Pamela Gay: Ek hoop ek is gereed.

Fraser: Kan u die konsep van hierdie basiese getalle verduidelik? Waarom is dit anders as al die ander getalle wat in fisika, wiskunde, chemie en dit alles voorkom?

Pamela: Daar is sekere dinge wat bepaal hoe ons heelal werk. As ons byvoorbeeld twee massas het, trek hulle mekaar aan en die hoeveelheid waarmee hulle mekaar aantrek, hou verband met die swaartekrag. Daar is konstantes wat u voor die eenhede plaas wat u gebruik om massa en afstand te definieer wat ons op die nommer van die gravitasiekrag kry.

Daar is ook konstantes wat ons gebruik as ons te doen het met die elektromagnetiese aantrekkingskrag tussen voorwerpe wat ons in staat stel om daardie krag te bereken.

Hierdie konstantes wat ons in staat stel om alles in watter eenheidstelsel ons ook al wil werk, in verband te bring, word nie deur iets anders as meting gedefinieer nie. Dit is dinge wat in die heelal ingebou is wat nie mettertyd verander nie, dit is net hoe die heelal dinge doen.

Fraser: Ek dink 'n voorbeeld sou pi wees? Waar is pi net 'n verhouding?

Pamela: Pi is net 'n verhouding. Dit is die verhouding tussen die omtrek en die radius van 'n sirkel.

Fraser: Reg, so as ek 'n vreemdeling in 'n ander wêreld was, sou ek waarskynlik pi as dieselfde nommer bedink.

Pamela: Die ding met pi is dat jy pi kan kry, ongeag hoe die heelal gedefinieer word. As u na 'n ander heelal gaan met 38 dimensies daarin en u vra, & # 8220Wat is die verband tussen die omtrek en die radius van 'n sirkel (wat 'n tweedimensionele voorwerp is, maak nie saak in watter heelal u is nie)? & # 8221 Jy gaan nog steeds dieselfde pi-waarde kry.

Hierdie ander dinge, die verhouding wat bepaal hoe sterk swaartekrag is, is op een of ander manier ingebou in die weefsel van die ruimte. U kan na 'n alternatiewe heelal gaan en die gravitasiekonstante sal 'n ander waarde hê. Swaartekrag kan 'n ander krag hê.

Dus is pi net 'n meetkundige manifestasie. Die konstantes waaroor ons praat, is iets wat in die weefsel van ons heelal ingebou is, maar dit word nie bepaal deur enigiets waarvan ons weet nie.

Fraser: Hulle het ook geen mooi, ronde nommer nie. Dit lyk heeltemal lukraak.

Pamela: Daar is een wat lyk asof dit 'n heelgetal probeer wees, maar oor die algemeen is dit net getalle wat noukeurig uit die data in 'n laboratorium geskrap moet word.

Fraser: Goed so. Laat ons dan deur die getalle begin beweeg. Wat is die eerste een wat help om ons heelal te definieer?

Pamela: Daar is net die eenvoudige feit dat ons in 'n driedimensionele heelal leef. Ons drie dimensies van die ruimte - dit hoef nie so te wees nie. Ons kan 5, 11, 10988 dimensies van die ruimte hê waarin ons woon, maar ons het dit nie. ons het net drie. Daar is geen rede waarom ons weet wat bepaal dat ons drie ruimtelike dimensies moet hê nie.

Fraser: Regtig? Dit is een van die dinge wat vir die menslike brein so moeilik is om homself te omhul - enige aantal ruimtelike afmetings bo drie.

Pamela: (laggend) Dit is een van hierdie dinge waar dit is waaraan ons gewoond is, dit is die enigste ding wat ons regtig weet hoe om in ons visie van die heelal te definieer, maar die fisika self bepaal op geen manier dit moet so wees.

Fraser: Wat kan die implikasies dan hê van meer dimensies?

Pamela: Dit is waar jy in wetenskapfiksie begin. Dit sal beslis verander hoe ons dinge kinematies, ruimtelik hanteer, omdat ons in 'n driedimensionele heelal leef, ek moet erken dat ek nie baie aandag gegee het aan die gevolge van meer as drie dimensies nie.

Dinge soos snaarteorie kyk na deeltjies en sê die aspekte van die deeltjies wat ons in ons driedimensionele heelal sien, is eintlik weerspieëling van hoër orde ruimtelike dimensies, of eerder, in hierdie geval, nie-ruimtelike dimensies vir hierdie deeltjies. As ons hulle in 'n hoër aantal dimensies kon sien, sou ons kon sien dat hulle & # 8217; re snare, maar al wat ons & # 8217; re in staat om te sien is die wenke van die snare in ons drie-dimensionele heelal.

Fraser: Die fisika werk net as u die groter aantal dimensies bereik.

Fraser: Reg. Goed, hou aan. Wat is die volgende een?

Pamela: Ons het ook verskillende waardes wat die lot van ons heelal bepaal.

Daar is die verhouding tussen die hoeveelheid massa in die heelal en wat ons 'n kritieke massa noem. As ons heelal hierdie kritieke hoeveelheid massa het, hierdie kritieke digtheid daaraan, dan gaan ons amper net stadigaan uitbrei na 'n nul tempo van uitbreiding. Ek sê teenoor, want dit moet in oneindige tyd op nul neerkom, maar ons kom nooit by oneindige tyd nie.

Dus, hierdie omega-parameter, hierdie digtheid van die heelal, as dit hoër was as nou, sou die vroeë heelal begin uitbrei en dan sou al die swaartekrag op mekaar gelê en mekaar swaartekragtig weer saamgetrek het en ons sou & # 8217ve het 'n baie vroeë op groot crunch.

As die massadigtheid van die heelal aansienlik laer was, dan sou die uitbreiding van die heelal nie vertraag nie, en die heelal kon homself baie vroeër versnel tot op die punt dat swaartekrag nooit 'n kans gehad het nie om sterrestelsels te vorm, het swaartekrag nooit die kans gehad om sterre te vorm nie.

Deur die massa-digtheid op die regte waarde te stel, kan ons 'n heelal hê wat homself nie geknak het nie, nie self uitmekaar geslaan het nie, maar wel in staat was om (op 'n tydige manier die lewe te laat vorm ) sterrestelsels en sterre vorm.

Fraser: As die hoeveelheid massa net 'n bietjie laer was, die massa-digtheid aan die begin, sou u net hierdie deeltjiesproei moes uitbrei en hulle kon nooit groter en groter voorwerpe vorm nie.

Pamela: Hulle sou te ver uitmekaar geraak het teen die tyd dat dinge genoegsaam vertraag het sodat swaartekrag die interaksie kon begin hê.

Fraser: Of miskien as dit andersom gaan, en die digtheid hoër was, het u dalk net oral swart gate gekry

Pamela: Of een reuse swart gat as alles net geknak het.

Fraser: Of een reuse swart gat. Reg.

Watter impak het donker energie daarop? Ek weet dat donker energie die uitbreiding van die heelal versnel.

Pamela: Dit bring ons by die volgende parameter. As ons deesdae probeer praat oor wat omega beteken vir die lot van die heelal, is dit nie so duidelik soos toe ek in die nagraadse skool was nie. Toe ek in die nagraadse skool was, het ons gesê dat die kosmologiese konstante 0 is en as die omega groter is as een, sal die hele heelal eendag in duie stort. As omega minder as een is, sal die heelal vir ewig uitbrei.

Nou het ons, bo en behalwe dit, hierdie ding genaamd donker energie wat 'n vinnige druk op die hele heelal toevoeg.Elke kubieke meter ruimte stoot elke ander kubieke meter ruimte en laat die hele heelal groei.

Hierdie kosmologiese konstante, lambda, sê ons gaan net vir altyd aanhou uitbrei, alhoewel ons 'n kritieke massadigtheid het wat sou beteken dat ons eendag sou stop in ons uitbreiding (as dit nie vir die kosmologiese konstant). Ons gaan net aanhou uitbrei.

Fraser: Ek sien, met ons huidige begrip van die heelal, as ons net na omega kyk, sal daar genoeg massadigtheid in die heelal wees dat die uitbreiding van die heelal op 'n stadium (oneindige tyd) tot stilstand sal kom en al die massa sou al die ander massa trek en uiteindelik al die ander massa trek en uiteindelik die heelal tot 'n enkele punt afbreek. Omdat ons lambda het, hierdie kosmologiese konstante wat druk, werk dit weer teen die natuurlike kompressie van die heelal.

Pamela: Nie heeltemaal nie. Die drie moontlikhede vir as daar geen kosmologiese konstante was nie, is: as omega minder as een is, brei dit vir altyd uit as omega groter is as een, dan stort dit ineen as omega gelyk is aan een, dan stop dit net & # 8211 dit bereik uiteindelik die punt waar uitbreiding en inkrimping word teen mekaar gebalanseer en dit hou op, om daar op oneindige tyd rond te hang (maar ons kom nooit heeltemal by die oneindige tyd nie, dus hou ons nooit heeltemal op nie).

Ons het 'n omega gelyk aan een heelal (so naby as wat ons kan sien uit die kosmiese mikrogolf-agtergrondstraling). As daar dus geen kosmologiese konstante was nie, sou die heelal op oneindige tyd (waarby ons nooit regtig kan uitkom nie) ophou uitbrei, maar ons het hierdie kosmologiese konstante, dus sal die heelal selfs op oneindige tyd aanhou uitbrei. In werklikheid gaan dit in sy uitbreiding versnel as gevolg van hierdie kosmologiese konstante.

Fraser: In die verlede het hulle gedink die omega moes perfek een wees, en die heelal sou in die ruimte uithang. Maar wat het eintlik gebeur, want daar is hierdie kosmologiese konstante, kan omega laer wees as een en dit nog steeds oneindig uitbrei? Of is dit net dat dit onmiddellik sou saampers omdat dit groter as een was, en u nooit die heelal sou kry soos ons dit ken nie?

Pamela: In die omega-groter-as-een-situasie het die heelal baie massa-pogings om homself weer aanmekaar te trek, en u kan met allerlei vreemde balanseringsaksies beland. U kan eindig met omega wat lambda net oorrompel en die heelal gaan knars.

U kan ook op hierdie nuwe manier eindig waarop die massa probeer balanseer teen hierdie kosmologiese uitbreiding en mekaar probeer versnel. Uiteindelik gaan die kosmologiese konstante wen, maar dit verander hoe lank dit neem voordat dit wen. U kan dus eindig met 'n tydperk waar die heelal se uitbreiding vertraag as gevolg van die hoeveelheid massa. Hoe lank die verlangsaming plaasvind, hang af van hoeveel massa ons het.

Fraser: Goed, laat ons aanbeweeg. Wat is die volgende belangrike nommer?

Pamela: Die volgende nommer wat aangedui word, bepaal hoe groot dinge toegelaat mag word. Dit is 'n rantsoen genaamd N (by gebrek aan kreatiwiteit), en dit is die verhouding tussen die elektromagnetiese krag wat dinge bymekaar hou en die swaartekrag wat dinge bymekaar hou.

Elektrone vlieg dus heeltyd oor die hele plek. As hulle naby mekaar kom, is daar groot kragte wat hulle afstoot, strome kan vloei, kan u magnete bo-op mekaar sweef as u dit net reg laat opstel, en dit is alles omdat die elektriese krag groot. Dit kan groot hoeveelhede krag tussen twee elektrone uitoefen.

As u dieselfde twee elektrone neem wat in staat is om mekaar oor die kamer te vlieg weens die afstoting van hul twee soortgelyke ladings, en dit vergelyk met die aantrekkingskrag tussen dieselfde twee elektrone, is daar 'n verskil van een gevolg deur 36 nulle. Die verhouding tussen die elektromagnetiese krag en die gravitasiekrag is dus 1 * 10 ^ 36. Ek het nie eens 'n woord vir hoe groot 'n getal dit is nie.

As swaartekrag sterker was, as swaartekrag meer krag kon uitoefen, sou baie chemie nie op dieselfde manier werk nie. Hoe strome werk, sal nie op dieselfde manier werk nie. Ons eindig met allerhande soorte en basies die lewe soos ons weet dit kon nie bestaan nie, want chemie soos ons dit ken, kon nie bestaan nie, en dit is 'n bietjie van 'n probleem.

Ons vereis dus dat die heelal waarin ons leef, die elektriese krag aansienlik sterker moet wees as die swaartekrag.

Fraser: Dus as dit 'n 1 is, gevolg deur 36 nulle, klink dit asof dit 'n baie fyn nommer is.

Fraser: Dit klink asof dit sterker of swakker sou wees, die lewe sou nie bestaan soos ons dit ken nie.

Pamela: Presies. As swaartekrag sou toeneem, sou net baie klein dingetjies kon bestaan. As swaartekrag baie sterker was as wat dit is, sou swart gate baie makliker vorm.

Basies breek alles aan. Ons leef in so 'n fyn-ingestelde heelal dat dit moeilik is om te dink wat sou gebeur as dinge nie so ontwerp is dat ons dit ontwerp het nie.

Fraser: Reg, so elkeen van hierdie getalle is so krities oor elke aspek van die heelal dat dit vir ons moeilik is om die implikasies van wat met die heelal sou gebeur, selfs te verstaan as dit nie was soos dit was nie.

Pamela: Ja, dit is net soms ons verbeelding nie aan die taak nie, want ons het nog nooit hierdie een heelal gesien waarin ons leef nie.

Fraser: Goed, laat ons aanhou.

Pamela: Een van die ander verhoudings wat die heelal kan laat kronkel.

Ons het die elektromagnetiese en gravitasiekragte hanteer, die ander verhoudingskragte wat belangrik is, is die verhouding van hoe sterk die swak krag is in vergelyking met die sterk krag. In hierdie geval noem ons hierdie verhouding epsilon (effens meer verbeeldingryk as N, maar nie veel nie).

As die swak krag swakker was as wat dit is, het ons protone en neutrone wat lukraak verval. Dit sal regtig moeilik wees om die chemiese elemente wat ons tans het, te bou. As die sterk krag sterker was as wat dit is, sou waterstofatome lukraak na mekaar gryp en bind.

Deur die verhouding tussen die swak en die sterk krag wat ons tans het, kan die son dus werk. Atome bly op 'n manier wat sinvol is. Ons hoef ons nie bekommerd te maak dat ons ewe skielik 'n hoop neutrone en energie word in plaas daarvan om 'n mens te bly wat uit protone en koolstof bestaan nie.

Fraser: Dit klink so & # 8217s presies dieselfde situasie as die verhouding tussen swaartekrag en elektromagnetisme. In hierdie geval het u die sterk kernkrag en die swak kernkrag, wat weer bepaal hoe materie op die samestellende vlak bestaan.

Fraser: As hierdie getalle anders was, sou die heelal heel anders wees op maniere wat ons ons nie kan voorstel nie (en nie eens vir hierdie podcast sal probeer nie).

Pamela: Ons het ander verhoudings om na te kyk. Die volgende nommer waarna ons kyk, is Q genoem (ons hou van hierdie enkele letter betekenislose identifikasies in fisika en sterrekunde).

Fraser: Ek dink hulle pas mooi in 'n wiskundige formule.

Pamela: Dit pas pragtig in 'n wiskundige formule.

Fraser: As u moes aanhou uitskryf, & # 8220die verhouding tussenâ € & # 8221, sal dit 'n bietjie vervelig raak, so ek dink dit is waarom hulle dit gedoen het.

Pamela: Q is dus die verhouding tussen die gravitasiebindingsenergie in iets. Dit is die hoeveelheid energie wat nodig is om van 'n planeet te gaan na 'n los samestelling van atome wat geensins aan mekaar geassosieer word nie. Die hoeveelheid energie wat u in hierdie stelsel hoef in te voeg om die planeet te versnipper in nie meer saamgebonde atome nie, is die gravitasie-bindende energie.

As u die gravitasie-bindingsenergie in iets vergelyk met die massa-energie (as u al die massa neem en dit in suiwer energie verander met E = mc ^ 2), is die verhouding van daardie energieë 1 / 100.000. As u hierdie verhouding verander het, sou u dinge in swart gate moes verander op maniere wat miskien nie goed sou wees nie. U sal ook eindig met dinge wat hulself glad nie gravitasioneel aan mekaar bind nie.

So ons moet dit so afstem dat dit nie te veel swaartekrag verg om 'n planeet bymekaar te hou nie, dit neem nie te veel energie om 'n planeet bymekaar te hou nie, versus dit neem te min energie om 'n planeet bymekaar te hou en hulle val uitmekaar uit.

So êrens tussen te veel en te min, eindig ons met die heelal wat ons het, en ons eindig met swart gate wat nie te gereeld vorm nie, en planete wat nie uitmekaar val nie.

Fraser: Goed, ek het getel. Ek dink ons het nog een gekry, of hoe?

Pamela: Op my persoonlike lys (wat nie die einde van alles is nie, wees alles van lyste), is die ander verhouding wat ons nodig het om ons heelal te probeer definieer soos dit is, wat ons die fyn struktuur konstante noem, alfa. Dit is die een wat die meeste na 'n regte getal lyk, 1/137.

Dit is die verhouding van die elektrone en die snelheid in 'n standaard atoommodel tot die snelheid van die lig. Dit definieer hoe elektrone die energievlakke verander. Dit definieer baie verskillende eienskappe van kwantummeganika. Feitlik alles wat ons weet oor die werking van elektrone en atome, baie van die dinge wat ons oor kwantummeganika weet, sal ophou werk as hierdie getal enigsins verander.

Fraser: Ek het gehoor daar was onlangs 'n kontroversie oor die vraag of alfa konstant gebly het sedert die begin van die heelal, of dat dit mettertyd sou verander.

Pamela: Daar is mense wat dit probeer uitvind. So naby as wat ons kan sien, het dit nie verander nie, maar dit is moeilik om al hierdie dinge in die verlede te diagnoseer. Hoe lees u iets in wat die veranderinge is? So naby as wat ek kan sien uit die navorsing wat ek gelees het, lyk dit nie asof dit mettertyd verander het nie.

Fraser: Wat ek gehoor het, was daar op 'n stadium in die verre verlede, daar was 'n natuurlike kern - soos 'n sekere hoeveelheid uraan bymekaar gekom het en 'n natuurlike reaksie gehad het en kortliks 'n kernreaktor geskep het wat ontdek is, en hulle het bewyse gesoek in die manier waarop die deeltjies in daardie tyd verval het.

Pamela: Dit is cool - ek sal dit moet lees, en ek raai dat ek daaroor kan lees op Universe Today.

Fraser: Ja jy kan. Ek kan nie onthou wanneer die storie was nie, maar ek is seker dat ons 'n skakel vir die toonnotas sal probeer vind.

Kom ons probeer dit alles bymekaar bring en praat oor al hierdie getalle. Ons praat oor hoe hulle fyn ingestel is, hulle moet wees soos dit is vir die lewe om te bestaan, so wat is die onderliggende verklaring waarom hierdie getalle is soos dit is?

Pamela: Die getalle self is regtig baie vervelig om te bespreek en te probeer verduidelik. Dit is die gevolge van die getalle wat regtig interessant is.

Ons leef in 'n heelal met baie parameters dat as ons dit 1%, 0,01% verander, net hierdie breukveranderinge sou veroorsaak dat ons heelal skielik nie meer lewenslank funksioneer soos ons dit ken nie. Of dit sou in duie stort voordat sterre met die gepaste metaal ooit die kans gehad het om te vorm, of dat dit so uitmekaar sou uitbrei dat sterre nooit eers gevorm het nie.

Ons weet nie hoekom hierdie waardes is wat dit is nie. Daar is basies drie moontlikhede om dit te verklaar, en slegs een daarvan kan, soos ons die fisika verstaan, vandag met fisika aangespreek word.

Die eerste opsie is dat daar 'n laag fisika is wat ons net nog nie het nie, wat sê dat hierdie waardes volgens die eerste beginsels gebaseer moet wees. As u die heelal aan die gang sit, val hierdie waardes natuurlik uit van al die verskillende prosesse wat van die oerknal tot vandag toe gekom het.

Fraser: Daar kan dus een onderliggende getal of formule of iets wees waarvan alles anders afgelei is.

Fraser: So as u die alfa verander, dan is lambda deurmekaar, en die formule sal nie meer balanseer nie.

Pamela: Reg. So miskien is daar 'n onderliggende fisiese verklaring wat dit so maak dat dit die enigste manier is waarop fisika werk. Ons het dit nie gevind nie. Met die fisika soos ons dit ken, kan hierdie waardes verander word.

As hierdie waardes dus verander kan word, wat as daar 'n oneindige kombinasie van verskillende heelalle in parallel bestaan, langs mekaar, wat in en uit bestaan? Sê nou ons leef in 'n multi-vers?

Suskein sê miskien leef ons in 'n multiverse, terwyl u oor die multiverse kyk, is daar meerdere valleie en in elke vallei is daar 'n ander parameterset.

In hierdie idee bestaan elke moontlike stel waardes vir al hierdie verskillende getalle êrens. Dat daar êrens net nie hier is nie, en dit maak sin omdat ons nie kon bestaan as die waardes nie was wat dit is nie.

Die feit dat ons hierdie waardes sien, is dus net toevallig omdat ons nie kon bestaan as dit nie so was nie. Sou ons uit hierdie heelal in 'n ander een uitstap, kan ons onmiddellik sterf omdat die waardes verkeerd was. Ons sou waarskynlik, want die meerderheid van die heelalle daar buite sal nie hierdie getalle hê nie.

Fraser: As u sê dat dit 'n multiversum is, verbeel hulle u hierdie parallelle heelalle waar u met die wurmgat na ander heelalle kan reis, en almal het 'n bietjie baarde en hulle word verskeur deur gewelddadige swart gate en swaartekragte.

Maar dit kan ook serieel wees, kon dit nie? Net die een heelal na die ander. Laat ons sê daar is oneindige tyd, u kan een heelal hê met die swaartekrag te hoog, dit stort ineen, daar is nog 'n oerknal, dit is te groot en dit gaan nooit aan nie, ensovoorts. Daar is net 'n oneindige aantal van hierdie groot knalle wat gebeur totdat u uiteindelik die een kry waarin ons toevallig is, waar ons daaroor kan praat.

Pamela: Presies, en Andre Lynd het hierdie wonderlike diagram waar hy daarna kyk in terme van hierdie inflasionêre epos na die oerknal, waarin ons heelal radikaal in ballonne was. Wat as hierdie inflasie in die meerderheid van die heelal stopgesit het, maar in 'n bietjie klein ruimte het dit voortgegaan en 'n ander stel parameters daar uitgestort het? Sê nou daar is al hierdie verskillende vertakkende heelalle wat aan mekaar gekoppel is, nuwe heelal aanteel soos dit versprei in tyd, ruimte, dimensies, parameters en al die ander?

Fraser: Goed so. U het drie gesê, wat was die derde moontlikheid?

Pamela: Die derde moontlikheid wat die wetenskap op geen manier kan aanspreek nie, is dat daar iets is wat ons heelal aanpas om net so te wees. Ons is in 'n kassie in die film Men in Black. Ons is iemand se laboratorium-eksperiment, daar is 'n God daar buite.

Wetenskap kan dit, of die multiversum, nie aanspreek nie, want ons kan niks bestudeer wat nie in ons heelal is nie. Ons het dus in hierdie slegte posisie gelaat waar ons drie opsies en wetenskap het, aangesien ons dit ken net een kan aanspreek, dus weet ons nie wat die waarheid is nie.

Fraser: Reg, maar dit gaan die wetenskap nie stop nie.

Pamela: dit gaan ons nie keer nie. Ons gaan nog steeds probeer. Daar is mense daar wat besig is met multiverse teorieë of op soek na die onderliggende fisika.

U weet, as 'n god daar buite sou besluit om af te kom, hier staan en die parameters voor ons aanpas, sal dit ook werk.

Fraser: (laggend) Perfek! Ek sal daarvoor wag.

Goed, groot Pamela. Baie dankie. Nou weet ons hoe spesiaal die heelal is waarin ons leef, en ons sien uit na volgende week.

Hierdie transkripsie pas nie presies by die klanklêer nie. Dit is vir die duidelikheid verwerk.

Ep. 267: Oneindighede

Vir altyd is 'n snaakse ding. Vandag gaan ons oor oneindighede praat. Dit is reg, al die verskillende soorte moontlike oneindighede. Hoe u dit byvoeg, aftrek en gebruik om na te dink oor die skaal van die heelal.

Wys aantekeninge

Google+: Pamela en Fraser
Borg: 8th Light & # 8212 Bellevue College & # 8212 Wolfram & # 8212 Stanford
'N Kort geskiedenis van die konsep van oneindigheid & # 8212 UConn & # 8212 Wolfram & # 8212 Wiki & # 8212 GSU & # 8212 Cornell & # 8212 MIT & # 8212 Scientific American

Transkripsie: Oneindighede

Fraser: Welkom by Astronomy Cast, ons weeklikse feite-gebaseerde reis deur die Kosmos, waar ons u help om nie net te verstaan wat ons weet nie, maar ook hoe ons weet wat ons weet. My naam is Fraser Cain, ek is die uitgewer van Universe Today, en saam met my is dr. Pamela Gay, 'n professor aan die Southern Illinois University - Edwardsville. Hallo, Pamela. Hoe gaan dit met jou?

Pamela: Ek doen goed. Hoe gaan dit met jou, Fraser?

Fraser: Dit gaan regtig goed met my, en ek dink ons wil mense daaraan herinner dat hulle die wêreld kan vier wat einde Desember nie by ons eindig nie.

Pamela: Ja. Ons gaan dus aan die begin van Desember, die tweede week van Desember, op 'n vaart vertrek uit Miami, so hopelik sal kinders vir die Kersfees die grootste deel van die skool af wees, en ons gaan 20 Desember deurbring in Maya-ruïnes , om argeologiese aanhangers te stamp, en die feit te vier dat die wêreld nog steeds bestaan & # 8212 en die Maya's regtig wonderlike, groot dinge uit rotse gebou het.

Fraser: Ja. As u dus by ons wil aansluit, kan u na astrosphere.org gaan. Daar is 'n skakel op die tuisblad wat u verbind met inligting oor die "Nie die einde van die wêreldvaart" nie, en inligting oor hoe u 'n kaartjie kan bespreek op dit, en as u dan 'n kaartjie bespreek, moet u seker maak dat u sê: "Astronomy Cast het my gestuur," en op die manier kan u u bymekaarmaak in die spesiale geleenthede wat ons gaan doen, net vir Astronomy Cast-aanhangers.

Pamela: Daar sal regstreekse opnames wees, daar gaan allerhande lekker dinge wees. Ja, ons hoop regtig dat u daar sal wees, dat u by ons sal aansluit, en ons almal 'n lekker vakansie saam kan hou.

Fraser: Ja, dit gaan 'n lekker mengsel van ontspanning en sterrekunde wees, so ek dink dit gaan lekker wees, so kyk gerus. Goed, kom ons gaan dan aan met die show.
[advertensie]

Fraser: So vir altyd is 'n snaakse ding. Vandag gaan ons oor oneindighede praat. Dit is reg, al die verskillende soorte moontlike oneindighede, hoe u dit optel, aftrek en gebruik om na te dink oor die skaal van die heelal. Goed, Pamela, so jy is net gereed vir sommige soos 'n moordenaar eerste vraag, is jy nie? Soos, wat sou 'n vierjarige vra? "Hoekom ...?" Ja, so kom ons gaan terug na die geskiedenis van oneindigheid. Ons is so gewoond aan hierdie idee van oneindigheid in ... u weet, oor vir ewig en oor die ewige tyd, maar oneindigheid is eintlik ... dit kom nie regtig natuurlik voor in die wetenskap nie, so waar kom hierdie konsep selfs vandaan?

Pamela: Dit is eintlik 'n wonderlike manier, en 'oneindigheid' en 'nul' is relatief nuwe konsepte in die groot skema van die heelal, en ...

Fraser: Oneindigheid glo ek, maar nul is 'n skok.

Pamela: Nul is die een wat altyd verwarrend is. Oneindigheid is iets waaraan mense nie regtig gedink het nie, waaroor hulle gepraat het tot êrens tussen 400 en 500 jaar vC, en die idee, sover ons weet ... baie rekords het deur die eeue heen verdwaal - millennia op hierdie stadium, maar die vroegste verslag wat ons gehad het, kom van Zeno van Elea, en hy het basies probeer om met die idee van verskillende paradokse vorendag te kom, verskillende maniere om dinge op te breek en die idee raak te sien dat daar dinge was wat ... u het eindig oneindighede (en ons kom hierby), dat u potensiële oneindighede gehad het, en dit was ingewikkelde idees wat mense laat kopkrap het, en uiteindelik gelei het tot 'n hele tak van die wiskunde genaamd 'versamelingsteorie', en ek Ek wil hier stel dat ek nie versamelingsteorie geneem het nie, ek het Calculus geneem, relatiwiteit geneem het, redelik goed in tensor-wiskunde, en nie versamelingsteorie geneem het nie, so dit gaan vir my 'n bietjie bereik word .

Fraser: Ek het 'n bietjie versamelingsteorie geneem, maar ek sou myself nie 'n wiskundige noem wat dit kan verklaar nie. Maar, reg. OK, so dit is lank gelede, so iemand het hierdie sprong gemaak om te sê: "OK, laat ons vir ewig dink, laat ons dink aan dinge wat voortgaan tot in ewigheid," en dit is iets wat net nie bestaan nie aard.

Pamela: Wel, en dink ook aan die aantal dinge. In terme van: u het 'n groep dinge. Kan u hulle tel? Kan u dit moontlik tel? Is hulle ontelbaar? En dit het uiteindelik gelei tot ... Ek weet nie of dit direk gelei het nie, want dit was 'n ander kontinent, maar in Indië het u die manier gehad om na dinge te kyk waar "ontelbaar" was.

Pamela: Ja, begin met die letter 'e' dinge, en dit is dinge wat u kan tel. So jy het 'n trop skape, jy kan alles in die trop skape tel, dit is 'n telgetal. Dan het jy getalle wat ontelbaar is: ontelbaar.

Fraser: “I-N” nommerbaar?

Pamela: Ja, en dit is dinge wat ontelbaar is, maar wat eindig, dus die aantal hare op my kop, die aantal sandkorrels op 'n strand - dit is eindige getalle, maar dit is dinge wat jy regtig nie kan nie tel, nie hanteerbaar nie. Maar dan is daar ook dinge wat heeltemal ontelbaar is en ook nie eindig is nie, so dit is die idee van "hoeveel stukke kan jy 'n appel opsny?" van “wat is die volle omvang van die wiskundige vlak?” En hier begin u dus dinge raakloop wat geen grens daaraan het nie; dit is ongebonde en ontelbaar, en dit is waar die konsep van oneindigheid begin inkom.

Fraser: Ja, jy kan jou voorstel dat iemand sê: 'Ek kan 1, 2, 3, 4 tel ... en ek kan dit vir altyd doen, maar ek sal nooit ophou tel nie, ek kan net aanhou tel,' en daar moet 'n manier wees om beskryf dit.

Pamela: En dit begin ook al hoe meer mense begin nadink oor die verskillende soorte oneindigheid. Die idee dat daar oneindige versamelings en ontelbare oneindige versamelings is. U het dus nou begin om oor verskillende soorte oneindighede te praat. As ek dus na die versameling heelgetalle kyk: <1, 2, 3, 4, 5 ...>, as ek na die stel ewe getalle kyk: <2, 4, 6, 8, 10 ...>, wel, albei daarvan is oneindige getalle, maar die <2, 4, 6, 8, 10 ...> is kleiner as die <1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ...>.

Fraser: Whoa, whoa & # 8212 kleiner? Maar hulle is albei oneindig!

Pamela: U het verskillende oneindighede. Die ewe getalle is dus 'n subversameling van al die heelgetalle, maar hulle is albei oneindig, maar u kan dit begin tel, en u gaan net nooit klaarmaak nie.

Fraser: O, OK, sodat u byvoorbeeld u ewe getalle kan neem, en u heelgetalle kan neem, en u net begin omring, neem die 2 op die oneindigheid, en neem die 2 vir die ewe getalle, en dan jy pas hulle net op mekaar, en dan eindig jy met 'n hele klomp van die heelgetalle van al die getalle wat jy nie ooreenstem nie. Al die onewe getalle stem in wese nie ooreen nie, en dit gee u in wese 'n groter oneindigheid. U kan dus eintlik twee verskillende, of ek dink, 'n onbeperkte aantal oneindighede van verskillende groottes hê.

Pamela: Maar omdat ons weet hoe die stel vorder: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 & # 8230 2, 4, 6, 8, 10 ... dit word telbare oneindighede genoem. Terselfdertyd kan u u voorstel dat u al die getalle tussen 1 en 2 neem, dus 1.1, 1.2, 1.20579812, en u bly net desimale punte optel, nou het u die regte getalle: 4/3, "pie" is 'n reële getal, 'E' is 'n reële getal ... en hierdie getalle, met al hierdie desimale punte daarby, kan u 'n oneindige aantal reële getalle tussen 1 en 2 skep, en dan is daar nog 'n oneindige tussen 2 en 3, en as u dan probeer om 'n stel van al die regte getalle te bedink, is dit 'n ontelbare stel. Daar is geen manier dat ek hier kan sit soos met heelgetalle wat 1, 2, 3, 4, 5. Ek kan dit nie met regte getalle doen nie.

Pamela: En dus het u nou 'n ontelbare oneindige stel, dus as u na oneindighede begin kyk, is daar verskillende soorte oneindighede, en dit is nie almal dieselfde nie, en dit het dus gelei tot hele vertakkings van wiskunde.

Fraser: Waar kom die klein oneindige simbool dan vandaan? (Ek maak dit in die kamera)

Pamela: [laggend] Dit is een van die dinge ... vir my het dit altyd gelyk asof die nommer 8 sywaarts geval het en 'n slegte dag gehad het. Baie oneindigheidstekens is soort van 'n langwerpige getal 8, en daar word eintlik 'n bietjie gestry oor presies wat die oorsprong daarvan is ... John Wallis, wat 'n teoloog was, word in die wiskundige literatuur toegeskryf dat hy met die simbole vorendag gekom het. Dit was in 1655, in De sectionibus conicis (jammer, ek kan nie Latyn goed uitspreek nie), en daar word aangevoer of die simbool van die getalle “1000” in die Etruskiese syfers afkomstig was, waar dit eintlik die letter was C, 'n reguit lyn, 'n agterwaartse letter C ... as jy dit alles saamdruk, lyk dit soos 'n sywaartse nommer 8, soos 'n oneindige simbool. Daar is ander wat sê dat dit 'n mutasie van "omega" is, wat die einde van die Griekse alfabet is. U het dus "alfa" as die begin, "omega" as die einde. As u die kleinletters omega neem, is dit soos 'n krullerige W. Wel, krul die klein W in op sigself & # 8212 miskien kry u die oneindige simbool. Wat hy dus as inspirasie gebruik het, kan nog bespreek word, maar dit is beslis John Wallis wat met die simbool vorendag gekom het wat ons nou gebruik.

Fraser: En so, bedoel ek, soos ons gesê het, kan jy tot in die oneindigheid tel, of ek dink jy kan nooit tot in die oneindigheid tel nie, jy kan probeer om tot in die oneindigheid te tel, maar oneindigheid het eintlik 'n rol om te speel. U weet, wiskundiges, fisici gebruik oneindig die hele tyd in wiskunde om te help met sekere idees.

Pamela: Dit kom dus regtig links en regs uit, en saam met oneindigheid moet u die oneindige minimum hê, dus is dit die idee dat dit iets so klein is dat dit amper nul is, maar nie regtig nie. En so kan u oneindige grootte van verskillende groottes hê, net soos u oneindige groottes, en dit begin soms 'n bietjie verwarrend raak om te hanteer, maar u moet beide idees van die vennote gebruik. En dit bou eintlik voort op wat ons verlede week gepraat het toe ons oor Archimedes gepraat het, en Archimedes, toe hy probeer uitvind het hoe om die oppervlakte onder 'n kurwe te bereken, het begin met die idee dat u die kurwe neem en dit verdeel. in 'n klomp afdelings waarmee u die oppervlakte van & # 8212 kan meet, is 'n klomp klein reghoeke wat gebruik word as ons dit in moderne wiskundeklasse onderrig, en deur die reghoeke kleiner en kleiner te maak, kan u die oppervlak onder die kurwe deur al hierdie saam te som. Wel, as u die idee van die infinitesimale inbring, sodat elke reghoek basies op nulwydte kom (of ten minste so naby aan nulwydte as wat u kan kry), en dan tel u dit alles saam deur As u al hierdie oneindig klein reghoeke saamvat, het u 'n kontinuum van reghoeke wat u 'n akkurate meting van die oppervlakte onder die kromme gee. Dit was die idee wat ons tot integrale en differensiaalrekeninge gelei het.

Fraser: En dit word gebruik ...

Fraser: ... deur wetenskaplikes.

Pamela: Ja, en dus dateer dit terug ... Nou, Newton en Leibniz moes met 'n calculus vorendag kom sodat ons die meeste van die moderne fisika kon hê, en Leibniz werk dus aan oneindige simptome wat Newton aan die fisika gewerk het. Hulle twee het albei 'n differensiaal- en integrale calculus gemaak, deur ietwat verskillende en oorvleuelende toepassings te gebruik. En met hierdie idee dat u verskillende dinge kan saamvat & # 8212, kan u op ingewikkelde maniere begin dink, sodat u funksies begin opsom van nul tot oneindigheid, van negatiewe oneindigheid tot positiewe oneindigheid om die volgende te kry: "Wat is die gebied onder die kurwe? Wat is die rotasie? Wat is die opsomming van 'n ander stel? ' Daar is baie verskillende toepassings waar die optel van al die klein stukkies iets beteken.

Fraser: Veral as u in staat is om te sny waarna u kyk, soos u sê, oneindige stukke, dus neem u 'n sekere hoeveelheid inligting, maar sny dit soveel keer op dat u 'n benadering kry, wat 'n baie akkurate wiskundige skatting van hierdie ding is. Ek weet dat natuurkundiges hierdie proses gebruik om die krag van sekere ... soos, kragte in fisika en sulke dinge, in sommige gevalle te skat.

Pamela: Wel, en die plek waar die berekening jou die eerste keer skielik oor die kop tref, is net om te kyk na iets so eenvoudig soos snelheid en versnelling, waar jy kyk na die veranderinge in die vorms van die verskillende krommes, hoe ver is jy verplaas , wat is u snelheid oor tyd, en u kan die afgeleides van hierdie verskillende waardes gebruik om na die volgende waarde te kom, of om uit te vind hoe ver u gegaan het as u die integraal gedoen het om agteruit te gaan, en so die verwantskap tussen afstand gereis, snelheid en versnelling vereis die gebruik van calculus om veranderinge oor tyd uit te vind, en om volledige afstande, volledige snelhede en sulke dinge uit te vind.

Fraser: Ek dink dus daar is 'n uitstekende analogie wat gebruik word om hierdie verskillende groottes van oneindigheid te verstaan. Ons het 'n bietjie daaroor gepraat oor hoe u die ewe en die onewe getalle kon ooreenstem, en daar was dus die paradoks, die hotelparadoks. Is u hiervan bewus?

Pamela: Dit is dus die paradoks van Hilbert. Dit is 'n paradoks wat aan die begin van die vorige eeu bespreek is, waar u kan dink dat u 'n normale hotel het met 'n beperkte aantal gaste. Dit is maklik om te hanteer. Stel u nou voor dat u 'n oneindigheid van nuwe gaste inkom, sodat u nou eintlik 'n telbare oneindigheid het, waar een inkom, u dit in 'n kamer sit, dan hou u net die kamers by terwyl u gaste byvoeg. Dit is dieselfde idee, want daar is 'n verskeidenheid verskillende kunswerke wat probeer om 'n oneindige heelal te verklaar waar u net 'n ekstra stap neem of 'n pyl skiet en waar die pyl land ... nou, u het die heelal nou net groter gemaak. Wel, in hierdie geval voeg u net 'n gas by en die hotel word groter, so dit is steeds 'n telbare oneindigheid in die sin dat dit 'n hele aantal kamers is, net soos ons heelgetalle het wat 'n telbare stel is.

Fraser: En die hotel is vol.

Pamela: En die hotel is altyd vol omdat u kamers vir elke gas byvoeg, en daarom is dit basies die stel heelgetalle. Nou begin dit 'n bietjie mooier word as wat u voor die deur staan, 'n hele reeks afrigters is, en elke afrigter bevat nou 'n oneindige stel gaste. So nou het ek miskien 'n aantal stel afrigters (jy kan altyd sê dat daar 'n oneindige aantal opritte is wat elk 'n oneindige stel toere bevat), maar nou, omdat ek al hierdie afrigters het wat elkeen oneindige gaste bevat, is dit dieselfde as die idee dat daar 'n oneindige stel getalle tussen 1 en 2 is, en 'n oneindige stel getalle tussen 2 en 3 wat die regte getalle is, dus dit was 'n manier om dit wat vir my lyk, natuurlik te beskou, want ek Ons het al lank aan hierdie deel van die versamelingsteorie gedink, maar probeer dit sinvol te maak in 'n paradigma wat baie mense hanteer het, dit is die hotel-sindroom. U kan u dus voorstel dat die mal bouers op die dak van die gebou net kamers byvoeg elke keer as daar 'n nuwe gas is. Dit is 'n telbare oneindigheid. U kan u voorstel dat die afrigter 'n oneindige aantal gaste het, en hierdie afrigters bly aanhou optrek, en dit word nou ontelbaar.

Pamela: Ja, dit maak seer.

Fraser: Ja, maar daar is eintlik 'n wonderlike ... Ek dink dit staan op 'Horizon'. As u hou van 'n Google-soektog op 'oneindigheid' en 'Horizon ...'

Fraser: ... BBC "Horizon," ja. Daar is 'n wonderlike hele episode net op oneindig, en hulle dek die hotelparadoks daarin baie mooi, en dit is redelik wonderlik, so ek beveel dit sterk aan. Ek dink dus waar ons hierdie gesprek nou net moet neem, is om dit toe te pas in sterrekunde en kosmologie. Ons het 'n begrip van 'wat is hierdie begrip oneindigheid' verstaan? Hoe speel dit af by sterrekundiges wat dink aan die skaal en grootte van die heelal?

Pamela: Die eerste plek waar dit regtig ontstaan het, was met 'n ander paradoks, in hierdie geval, die paradoks van Olbers. En Olbers was 'n filosoof wat na buite gegaan het en basies opgekyk het & # 8212 en dit gaan vreemd klink, maar hy het besef die lug is donker, en dit is problematies. En dit het weer in die vorige eeu plaasgevind. Hy het eintlik in die 1800's aan die paradoks gewerk. En om op te kyk en te besef dat die lug donker is, het 'n paar verskillende gevolge gehad, want tot dan toe het ons as 'n samelewing in ons denkfilosofie tot die slotsom gekom dat die heelal oneindig groot is, en as dit oneindig is in grootte, dit beteken dat elke rigting wat ek kyk, maak nie saak waar ek in die lug kyk nie, my pad van my visie gaan eindig in 'n ster. As u nou begin met die uitgangspunt dat die heelal ook oneindig in ouderdom is, beteken dit dat die lig van elkeen van daardie sterre tyd gehad het om ons hier op die planeet Aarde te bereik. En as ons die lug in kyk, moet ons sien & # 8212 maak nie saak waar ons kyk nie & # 8212 die lig van 'n ster, en dus moet die hele ster gloei met die lig van 'n miljoen miljard sondes, en ons doen dit nie sien jy dit. En dit impliseer dus dat ons heelal eindig in grootte moet wees, eindig in ouderdom of eindig in albei, en dit was 'n nuwe manier om na dinge te kyk waar dit wiskunde was, nie godsdiens nie, wat perke op die Heelal geplaas het.

Fraser: En, maar ek weet dat die manier waarop uiteindelik opgelos is, bedoel is, deels beslis beperk is in ouderdom.

Pamela: Ja, ons weet wel dat die heelal beperk is in ouderdom. Ons werk nog steeds daaraan om verder te gaan as wat die mal deel is.

Fraser: Goed, goed, en ek dink dit is die volgende stap in hierdie gesprek, maar ek dink dit is 'n fantastiese begrip van die heelal vir hom om te maak, dat hy opgekyk, rondgekyk en gesê het: 'Waarom sien ek nie sterre oral in nie? die lug? Waarom is die hele lug nie so helder soos die oppervlak van een reusagtige ster nie, want oral waar u kyk, moet daar fotone van sterre af stroom? Al is hulle oneindig ver, gaan jy nog sterre kry. ' Dit is regtig moeilik om u gedagtes toe te draai.

Pamela: Dit is egter so eenvoudig.

Fraser: Ja. Nee absoluut. Dit is die implikasie van oneindigheid, dat as daar oneindigheid is, daar oral iets sou wees. Reg?

Pamela: En dit moet oneindig wees in die heelal sowel as in die tyd.

Fraser: En elke keer as u een van die een breek ... en u hoef nie die hele hemel 'n ster te wees nie.

Pamela: En jy kan albei gelyktydig breek. Al wat hy basies gedoen het, was dus om van 'n oneindigheid of almal ontslae te raak, sodat wetenskaplikes 'n hele rits kombinasies gelaat het om die volgende dekades en dekades daaraan te bestee om uit te vind.

Fraser: Reg, en soos u gesê het, danksy Hubble, danksy die kosmiese mikrogolfagtergrondstraling, kan ons nou 'n eindige idee gee van die ouderdom self van die heelal op 13,7 miljard jaar, maar die antwoord of die heelal al dan nie eindig of oneindig is nog steeds 'n onbekende.

Pamela: Ja, dit is een van die dinge wat ons regtig pla.Daar is dus oorspronklik gehoop dat ons, toe ons die Wilkinson-mikrogolfanisotropie-sonde geloods het, toe ons WMAP van stapel gestuur het, die meetkunde van die heelal akkuraat sou kon meet, en daar is destyds ook gedink dat daar geen versnellingswaarde was vir hoe die heelal brei uit, so ons het hierdie wonderlike visie in die middel 90's gehad dat ons amper daar was. Ons sou kon vasstel of die heelal oneindig was of nie streng op 'n geometriese argument gebaseer was nie. As die heelal dus 'n hoë genoeg digtheid van materiaal bevat, sal die lig van die materiaal die kans hê om die hele oppervlak van die heelal te beweeg, waar alles swaartekrag gebonde is. Uiteindelik sal die hele heelal 'n reuse knars kry, so dit was een van die lotgevalle van die heelal. Dan het u ook die idee gehad dat u ook 'n geometriese plat heelal kan hê, wat die idee is van 'n oneindige Euklidiese vlak, behalwe dat u nou in vier dimensies dink omdat u tyd het, en die drie normale ruimtelike dimensies. En dan is daar ook 'n oop idee dat as daar nie genoeg massa was nie, die Heelal sou bly versnel & # 8212 nie sou versnel nie, sou die Heelal vir ewig uitmekaar bly uitbrei. Wat ons nou ontdek het, is dat ons 'n effens meer verwarrende situasie het: die heelal het donker energie. Dit is 'n versnelling, iets, energie, krag, druk ... en hierdie donker energie veroorsaak dat die Heelal uitmekaar uitbrei & # 8212 sluit steeds nie die idee van 'n oneindige heelal uit nie, maar maak dit net 'n bietjie moeiliker om te bereken. En as ons na die data van die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) kyk, kom ons agter dat die meetkunde heeltemal plat is tot binne .5% van wat ons kan meet. Dit dra by tot: kan oneindig wees ... waarskynlik oneindig ... maar kan ook net regtig, regtig, regtig groot wees.

Fraser: Ek dink wel, wat jy sê, is omdat dit as plat gesien word; ons sien nie die kromming daarvan wat ons sou sê dat dit eindig tot 'n meetbare vlak is nie. Ons sê dit is beslis plat tot op die punt dat ons nie kan weet of dit oneindig of eindig is nie.

Pamela: En die perke wat ons daaraan stel, is sodanig dat as die heelal oneindig groot is, die deel van die heelal waarin ons woon slegs 'n paar persent van die totale heelal is, en as ek sê die deel waarin ons woon, Ek bedoel die deel wat ons kan sien, die deel van die heelal waarvandaan lig sedert die oerknal na die planeet Aarde moes reis, en ons kan dit waarneem, en so as daar nog die moontlikheid is dat ons ' as ons net 'n fraksie van die Heelal sien, hoef ons net die grootte van die hele Heelal te beperk, en dit is onduidelik of ons ooit sal kan onderskei tussen 'n oneindige en 'n eindige heelal, maar daar is potensiaal dat as die heelal eindig is, ons dit sal kan meet.

Fraser: Sou 'n beter meting van hierdie verskille in die kosmiese mikrogolfagtergrondstraling ons 'n beter begrip gee van die minimum grootte van 'n eindige heelal?

Pamela: Dit is nie soseer die beter begrip van die meetkunde as met missies soos die Planck-missie, wat tans die kosmiese mikrogolfagtergrond meet nie; daar is die potensiaal dat ons plekke kan sien waar lig van een plek in die heelal gesien word op twee verskillende plekke in die lug, en as ons hierdie plekke kan vind waar die heelal in wese die kans gehad het om homself te draai, waar die lig die kans gehad het om homself te draai en uit twee verskillende rigtings na ons te kom, miskien dat sal & # 8212 nie miskien nie, dit sal beperkings gee aan hoe groot die Heelal kan wees.

Fraser: Whoa! So ... dit is mal! As u dus, met ander woorde, presies genoeg na die kosmiese mikrogolfagtergrondstraling van die heelal kan kyk, moet u die funksies in hierdie mikrogolf sien weerspieël. U moet in een rigting van die lug kyk en sekere kenmerke sien, en dan omdraai en na ander funksies kyk en dieselfde funksies aan die ander kant van die hemel sien, en vertel u dat die heelal eindig in grootte is, en dat as u gaan ver genoeg in een rigting, sal jy terugkom uit die ander rigting.

Pamela: En een van die topografieë wat tans verkies word, is die vier-dimensionele hyper torus. Dit is dus die idee dat ons in wese op 'n uitbreidende doughnut leef, en as u 'n doughnut het, kan die lig op die doughnut die Euklidiese meetkunde volg, sodat twee ligstrale altyd parallel met mekaar bly, en dit kan deur die gat van die doughnut en die buitekant van die donut draai, en terugkom na waar dit begin het, of dit kan om die oppervlak van die donut jaag waar u die ryp neersit, en twee strale sal altyd parallel bly met elkeen anders maak jy nie saak hoe jy dit op die donutoppervlak neerlê nie, en jy kan dit wiskundig uitbrei na meer verskillende dimensies, en die idee van parallelle strale handhaaf, die hele suier laat uitbrei, en jy kan sien hoe lig van een van die besprenkels op die oppervlak van die doughnut kan een punt van twee verskillende plekke in die lug uitkom.

Fraser: Wat is die implikasies dan as ons met 'n oneindige heelal te doen het? Wat beteken dit vir ons as mense hier op aarde?

Pamela: Wel, ek dink ons leef steeds in so 'n klein fraksie van daardie heelal dat dit regtig geen implikasies het nie, maar dit beteken dat ons die antwoorde op vrae kan uitvind, sodat u vir die klein kind kan sê: 'Ja, die Heelal is eindig of oneindig. ”Dit begin ons idees vir die oerknalteorie te bind. Dit plaas idees net beperkings.

Fraser: Nee, maar as dit oneindig is, as dit oneindig is ...

Pamela: Wel, as dit oneindig is, dan is dit nog 'n ander manier om 'n onbegrensde wiskundige vergelyking op te los. Dit is 'n ander manier om na die teorieë te kyk.

Fraser: Maar, ek bedoel, daar is gedagte-buigende gevolge.

Pamela: Dit is meer as enigiets anders 'n filosofiese implikasie, want nou is u gebroke met die konsep van die hele heelal, begin as 'n oneindig klein punt wat ontplof het en alle punte gelyktydig uitgebrei het, geen middelpunt hiervoor nie, en dat dit was 'n oneindige heelal wat uit 'n oneindig klein punt uitbrei, nie uitbrei nie, dit is ... ons het nie eens die taal om dit te sê nie!

Fraser: Ek weet! Ek weet! So hoe kan jy ... en oneindige uitbreiding in ...

Pamela: U gaan van alles wat oneindig saamgepers word na alles ...

Fraser: ... oneindig groot.

Pamela: Ja, en ... maar oneindig in alle opsigte, en skielik maak wiskunde baie seerder.

Pamela: Dit is dieselfde probleem wat mense met Relatiwiteit het.

Fraser: Dit is erger dat omdat ons oneindige getalle het, ons hierdie gesprek gevoer het oor veelvuldige dimensies: as u 'n oneindige heelal het, dan sal alles wat kan bestaan, en dit sal oneindig baie bestaan, en daar sal oneindige aantal sonagtige sterre daar buite, en rondom daardie oneindige aantal sonagtige sterre sal daar 'n oneindige aantal planete wees wat soos die aarde lyk, en in werklikheid sal daar 'n oneindige aantal planete wees wat presies lyk soos die aarde, het daar toevallig 'n miljoen wesens ontwikkel, waarvan sommige soos ek en Pamela lyk, en hulle sal op die oomblik 'n oneindige aantal opnames van Astronomy Cast opneem.

Pamela: Nou voeg u hierby die probleem van die potensiaal vir 'multiverse', wat die idee is dat ons heelal een van die vele verskillende heelalle kan wees wat bestaan in, miskien, in 'n kwantaskuim, maar ... miskien van mekaar vertak. Dit maak nie saak hoe hulle ontstaan nie, daar is die potensiaal vir elkeen om verskillende waardes te hê vir die verskillende fisiese konstantes, so verskillende swaartekragwaarde, verskillende massa van die elektron, verskillende eindige struktuurkonstante, so nou kyk u na 'n oneindige aantal oneindig groot heelalle. Dit kom nou terug op die hele "reële getalprobleem" waar daar 'n oneindige aantal getalle tussen 1 en 2 is, en 'n oneindige aantal getalle tussen 2 en 3, en wat u dus het, is oneindige grootte binne ons heelal, en daar is 'n oneindige aantal heelalle en dit is skilpaaie tot onder, maar dit is nie. Dit is net wiskunde, en dit maak seer.

Fraser: Reg. Ja, daar is 'n paar baie eenvoudige wiskundige formules wat dit alles in 'n mooi, netjiese boog sal kan toedraai, maar die filosofiese implikasies is buigsaam. So wat dan van tyd? Is tyd oneindig?

Pamela: Die manier waarop ons tyd met ons heelal moet hanteer, is dat daar 'n T = 0 was, en dat ons nie voor T = 0 kon gaan nie, dus binne die grensveld van die Heelal wat ons bestaan, het die tyd 'n oomblik nul, tensy jy gaan met 'n paar meer ingewikkelde kosmologieë wat nie 'n oomblik van 'oerknal' het nie, maar eerder die uitbreiding en inkrimping van idees, maar vir die meerderheid van die kosmologiese idees, het jy 'n T = 0.

Fraser: Maar wat dan van die ander kant?

Fraser: Sal u 'n T = oneindigheid hê?

Pamela: Wel, op die oomblik, waar ons verstaan dat ons in 'n versnelde heelal leef, plat meetkunde of nie, as die suier uitmekaar uitbrei, gaan dit nooit weer bymekaar kom nie, dus sal daar geen einde aan die tyd wees nie, maar dan is daar ook idees om miskien die kans te hê dat ons heelal en 'n ander heelal raak en kombineer, en sodoende sal tyd en ons heelal tot 'n einde kom en iets nuuts begin. Dit is dus ... dink aan twee heelalle as seepborrels wat saamsmelt, of ons heelal kan opduik, en dit is alles verskriklike idees, maar dit word nie deur fisika toegelaat nie.

Fraser: Goed, maar ek dink, wat ek sê, is as jy daaraan dink ... kom ons sê dit is nie die geval nie, en ons gaan net die situasie hanteer wat ons het, dit is die vinnige uitbreiding van die heelal ...

Pamela: Dit is onbeperk.

Fraser: Dit is onbeperk in die toekoms, en dink dan aan die absolute gelukkige tyd dat ons hier in hierdie klein fraksie is wanneer ingewikkelde lewe en energie en al hierdie dinge moontlik is, want vir die oorgrote meerderheid van die gedurende die leeftyd van die heelal gaan dit net 'n vinnige versnelde superdeeltjies en energie wees.

Pamela: En uiteindelik, as protone verval, sal ons uiteindelik 'n sop van niks anders as energie wees nie.

Fraser: Niks anders as energie wat uitbrei ... dat u nooit enige energiedifferensiaal kan hê nie. Daar sal nooit iets anders wees nie, daar sal nooit lewe wees nie, daar sal nooit wees nie, weet jy, enigiets & # 8212 internet ...

Pamela: Die toekoms lyk donker.

Fraser: ... televisie, ja, en die feit dat ons aan die begin van hierdie oomblik leef, is nogal cool, maar dan is dit die, wat is dit? Die groter antropiese ... mindere antropiese, mindere antropiese beginsel, reg, dit is dat ons nie hier sou wees om dit waar te neem as dit nie moontlik was nie, so & # 8230 Wel, dit was regtig cool, en ek hoop dat almal se gedagtes voldoende was hierdie week geblaas deur die konsep van oneindigheid. Dit is super-cool om oor sy goed te dink, en ek beveel sterk aan, soos ek genoem het, soek na hierdie BBC "Horizon" -dokumentêr oor oneindigheid. Dit is wonderlik en dek baie van hierdie konsepte.

Pamela: En versamelingsteorie is die ding om na te kyk as u in wiskunde hou en meer van hierdie soort dinge wil verstaan.

Fraser: Fantasties! Wel, baie dankie, Pamela, en ons sal volgende week met u gesels.

Pamela: Klink wonderlik, Fraser. Praat later met jou.

Hierdie transkripsie pas nie presies by die klanklêer nie. Dit is vir die duidelikheid verwerk.