Лиза Рандал ми казва, че може би има представа за следващата велика мистерия в космологията.
Свързано съдържание
- Отваряне на странни портали по физика
Обядваме в ресторант в хотел Чарлз, недалеч от Харвард, където преподава теоретична физика, със специалности по физика на частиците, теория на струните, математика, астрофизика и космология. Рандал, стройна жена, вече на 50 години, напомня на една по-млада Джоан Дидион - светлинни години на съзнание зад очите.
Тя е звезден професор на звездите, космологична знаменитост и само отчасти, защото е първата жена теоретичен физик, назначена в Харвард. Наистина нейните предположения в края на 90-те за „допълнителните измерения“ на теорията на струните придобиха известността й в тази област. Тя спечели повече внимание за изясняването на търсенето на бог на Хигс и за следващите си писания, опитващи се да обяснят на останалите от нас какво прави и колко е вълнуващо да го прави, най-наскоро почуквайки върху вратата на небето .
И сега смята, че тя и колегите й по физика от Харвард са намерили нещо ново. Това, което я вълнува, е „тъмната материя“, която - заедно с „тъмната енергия“ - представлява огромното мнозинство от познатата вселена. Сегашната оценка е, че 70 процента от Вселената е тъмна енергия и 26 процента тъмна материя. Което добавя до 96 процента. Това означава, че това, което виждаме и знаем, е до 4%.
Четири процента! Невидимите 96 процента явно поддържат Вселената в гравитационно равновесие, предотвратявайки разпадането й върху себе си или разсейването във виртуалното небитие. Но ние не знаем почти нищо друго за него. Проблемът е, че тъмните неща изглежда не взаимодействат с 4-те процента, които познаваме, по такъв начин, който ни дава представа за неговата същност.
Но Рандал смята, че може би е намерила акъл. Всъщност, ден преди да се срещнем, тя изнесе беседа в конференция на Американската асоциация за напредък на науката в Бостън, в която тя обяви, че може би е открила доказателства за взаимодействието на тъмната материя с нашата материя. Потенциално сензационно развитие за космолозите, които сега навлизат в неизследваната необятност на вселената на тъмната материя.
Тя започна, казва ми тя, защото „имаше сигнал, който исках да разбера“.
„Сигнал от космоса?“ Попитах я.
„Сигнал от спътник, който можеше да види в центъра на галактика.“ Далеч, далеч, близо до сърцето на Млечния път, две безкрайно малки частици от тъмна материя можеха да се сблъскат и да „унищожат“ една друга. Но вместо да оставят следа, сигналите за унищожаването пътуваха през необятното пространство, за да бъдат засечени от орбитата на Земята в орбита. Ако тези сигнали са валидирани, казва Рандал, те може да са доказателство за взаимодействието на тъмната материя - може би първите четливи отпечатъци от тъмна материя, които ще бъдат взети в скромното ни 4-процентно царство.
„Знам напълно, че сигналът може да е фалшив“, казва тя, но това, което е важно, „е процесът на опит да се направи модел, който го прогнозира. Обмислях модел, при който имаше взаимодействия за тъмната материя и след това осъзнах, че всъщност това е съвсем друг сценарий, който сам по себе си е интересен и всъщност работи по-добре и може да доведе до охлаждане на компонент от тъмна материя, което би накарало да се срине в диска, както правят барионите. "
В този момент, където „барионите се сриват в диска“, аз съм напълно загубен, но „важното“, продължава тя, „е, че това е просто сценарий, който странно никой не е имал предвид. Хората са мислили за взаимодействие на тъмната материя - но взаимодействието на цялата тъмна материя И [в този модел] това е много ограничено. “Това е безкрайно малко парче от 96-те процента, които имат за цел да взаимодействат с нашите бедни, жалки 4 процента.
Репортерът в мен изведнъж усеща, че това може да е огромна лъжичка, космическа лъжичка - само вчера завесата може да бъде повдигната в голяма част от 96 процента от Вселената, за която сме били непознати. Но отпадането на математическата програма в мен се отчайва, като наистина разбира какво ми казва.
За щастие, тя ми показва копие от бележките си за беседата си с AAAS, озаглавена „Какво е тъмна материя?“ Въпреки че оставя много неща неясни за мен, придава страхотен усет на нейния глас, когато говори с връстниците си - внимателно, но понякога и буйно.,
Ето няколко проби:
—Не е тъмно - ефективно е прозрачно!
- Надявам се да го видите въз основа на това, че е малко непрозрачен.
- Говорете днес ... алтернативи на стандартната WIMP парадигма.
WIMP, казва ми Рандал, означава „Слабо интерактивни масивни частици“, доминиращата парадигма за тъмната материя до този момент.
—Защо всичко трябва да бъде като нашата материя?
- Какво е мистериозно е, че енергията, съхранявана в тъмна материя, и обикновената материя е толкова сходна.
—Експериментални лампи: LHC.
(LHC е Големият адронов колайдер, многомилиарден ускорител на частици на швейцарската граница, който откри доказателства за частица на Хигс - или „нещо по-сложно“, както казва тя в новия предговор към „ Небесната врата“, тъй като тя вярва, че има някои неясноти в доказателствата, че Голямото откритие всъщност е била частица на Хигс. LHC е в магазина, така да се каже, да се преустрои, за да произведе още по-поразително енергизирани сблъсъци на частици, което, каза ми тя, може да открие още аномалии, които посочете нещо за тъмната материя.
- В очакване на по-високи енергии, по-голяма интензивност.
(Не сме ли всички?)
- Все още не знам дали този лампион в правилния регион.
(Означава не Швейцария, а супер-субатомна безкрайност.)
Сега ето нейният сигнал:
- Частицата с тъмна материя удря друга частица от тъмна материя и унищожава.
—Anihnihilation произвежда частици от стандартния модел [вече открити 4 процента] частици.
- Не е тъмно!
След това има оглавена страница с почти инчови букви:
—Това променя всичко!
Тя завършва с тези криви линии:
- Знам, че всеки иска да знае е кога ще видим тъмна материя.
- Отговор може да бъде по-рано - или по-късно - отколкото си мислим!
Изглежда доста сигурно, че когато това се случи, ако това се случи скоро, Lisa Randall ще бъде сред първите, които знаят.
(Последните доклади, появяващи се след разговора ни, намекват за други възможни наблюдения на тъмната материя, но Рандал смята, че сценарият й за частично взаимодействие все още е забележим.)
***
Въпреки че работата на Рандал пренася мислите й в космическото пространство, тя е въпрос за друго измерение, вътрешно пространство, на което тя дава най-сложния отговор по време на нашия обяд. Темата се появява близо до края, тъй като тя раздира вилици от моята боровинка. Питам я за човешкото съзнание - тъмната материя в нас - а именно дали е мислила върху въпроса за ума / мозъка: Умът е продукт на мозъка, всичките ни мисли са неврохимично определени (както казват „материалистите“), или е умът не е роб на физическия мозък, някак способен на свободна воля (както вярват „дуалистите“)? Или никога не можем да отговорим на този въпрос? Философът Колин Макгин нарича себе си „мистерианец“ като омагьосване на чудотворната група от 60-те години на миналия век („96 сълзи“) Въпрос Марк и Мистерианците, защото смята, че нашето съзнание никога няма да може да разбере тайната на собствената си природа,
Изглежда Рандал приема аргументацията на МакГин като предизвикателство: „Първо, мисля, че винаги е грешка да казваме„ никога “, защото вероятно можем да разберем много повече за това, дори ако в крайна сметка не го разбираме. Второ, ние не се опитваме да отговорим на този въпрос от много дълго време. Ние разбираме много неща сега, които не сме разбирали преди. И е ужасно трудно, защото ние дори не знаем какво имаме предвид под съзнание. "
Това, което Рандал говори, когато говори за съзнанието, е континуум.
„Мисля, че една грешка, която често правим, е да мислим за нея като бинарно нещо, като че ли сме съзнателни или не осъзнати. Мисля, че има спектър на съзнанието и мисля, че е интересно да се проучи, че - разликата между растение и куче, разликата между куче и бебе, между бебе и малко по-възрастен човек ... Мисля, че това е нещо като континуум. ”Като се погледне по този начин, тя казва, „ би било добро начало. ”
"Ще се радвам да видя как се заемете с това", казвам.
„Да, може би ще взема това по-нататък“, отвръща тя, смеейки се - следващо след решаването на въпроса за 96-те процента от Вселената, за който не знаем.
Представата й за континуум на съзнанието ми напомня на наблюдение на великия шекспиров режисьор Питър Брук. "Да се каже, че някой е жив, не е достатъчно", каза Брук. „Можете да сте един процент жив, можете да сте двадесет процента живи. При Шекспир човек има нещо много необикновено - човек, който не е просто сто процента жив, но може би хиляда, дори десет хиляди, милион процента жива. “
Това е, което намираме за толкова завладяващо, толкова вдъхновяващо за космолозите, астрофизиците, математическите гении. Колко по-живи са природата на съществуването - към огромните области на допълнителни измерения - изглежда. Какво трябва да е това? Вълнуващо, плашещо, може би изолиращо, тъй като има толкова малко хора на земята, които могат да го проумеят, още по-малко да го споделят.
Питам Рандал относно въпроса как вдъхновението фигурира в нейната работа. Тя цитира големия руски поет Пушкин: „Вдъхновението е необходимо в геометрията точно толкова, колкото и в поезията.“ Вдъхновението за нейната кариерна представа за „допълнителни измерения“, тя ми казва след това, отиде на разходка, която пое през стар дъгообразен мост над река Чарлз.
„Имате идея за допълнителни размери на този мост?“ Питам я.
Тя отказва да изгори анекдота - в аналите на физиката вече има много известни истории за момент от еврика - и просто казва: „Е, това беше прозрение“, произнасяйки последната дума по самоотвержаващ начин. Прозрението не означава непременно нова истина. Понякога това е просто нов начин на гледане на нещата. „Много от времето, когато си вършим работата, сме [на закрито], събираме формули и понякога не мислите за това като за света, в който живеете.“ Като прави тази разходка, тя казва, „Беше просто забавно да мисля, че може би има тези допълнителни измерения.“
Допълнителни измерения, означаващи математически области извън трите (или четири, ако броите време - и трябва), ние сме запознати. Теорията на струните сега наброява най-малко 11 измерения. По пътя, тъй като стана по-сложно, става по-противоречиво. Всъщност, в един от редките й прояви на емоции по време на нашия обяд, Рандал ми каза, че е „нахранена от хора, които питат какво казва Лий Смолин” за теорията на струните. Смолин е уважаван, ако контрарен теоретичен физик, който твърди, че теориите на струните са отишли твърде далеч в изграждането на замъци във въздуха. Рандал защитава допълнителните й размери.
Въпреки привързаността си към цитата на Пушкин, тя ми казва, че не обича да мисли за работата си като чисто изстрелвана от „вдъхновение“. Тя нарича това „мислене отгоре-надолу“ - първо измисля високо понятие и след това се опитва да се намерят структури, които да го подкрепят. Тя предпочита мисленето отдолу нагоре. Всъщност тя описва метода си с известна смирение като просто „решаване на пъзели“ и намира най-добрата метафора за това в любимия си спорт, скално катерене.
„Ти си отвън. Красиво е ", казва тя, " фокусирано е върху интересен проблем ... и ставаш някъде. "Измисляйки коя пътека до скалната скала ще бъде плодотворна и която ще доведе до мъртъв или опасен край - и после го прави. С всички рискове и опасности, които крие в себе си. (Не много отдавна е имала „лошо падане“ в Гърция, казва тя.) Тя използва същия стъпка по стъпка подход в работата си. В резултат на това тя е по-малко наситена с романтични термини в света на науката като „красота“ и „елегантност“. „Не мисля за„ истината е красота “или„ красотата е истина “, казва тя. „Предпочитам това, което работи, не толкова елегантно, колкото икономично“ - ако не е най-краткото разстояние между две точки, най-простият начин да стигнете до там.
Дори и за външен човек е очевидно, че Рандал не само прави важна наука, но и прави нещо много смело в културата на науката. В разговора си тя поема най-голямата загадка на Вселената и казва на най-вече мъжката научна общност, която се е облагодетелствала за модела WIMP, че може да са извън курса. Човек трябва да избягва тенденцията да го мисли като Нанси Дрю срещу Харди момчетата.
Знаехте, че в един момент ще трябва да говорим за пол, нали?
Харвард беше основен нула за джендър и научните войни преди няколко години, когато Лари Съмърс, тогавашният президент на университета, направи възпламеняващото предположение, че причината, поради която има толкова малко жени на върха на математическите и научните професии, може би е, че жените са просто не е толкова подходящ за наука и математика. С последицата, че това не е културно обуславяне, а генетично свързване на мозъка.
„Вероятно сте отговорили на този въпрос милион пъти - казвам на Рандал, „ но позволете ми да ви попитам по различен начин: не дали жените са по-добри или по-лоши, а дали има разлика в начина, по който жените възприемат научните въпроси. "
„Нещото, което ще кажа е, че вероятно в културно отношение към жените се третират различно“, казва тя, „което означава, че мисля, че сте критикувани повече, трябва да слушате още малко, трябва да се оправдавате. Така че мисля, че има начини, по които вероятно трябва да работите по-усилено. Мога да бъда добър слушател. Мога да задавам правилните въпроси много от времето. Често не сте съвсем у дома, виждате нещата малко по-различно.
„Може да е добро и лошо нещо, нали? Виждате неща като когато чужденците идват в нова страна, виждате нещата малко по-различно. "
Слушайте сигнали други ...
„И, знаете ли, израснах доста в един и същи свят, почти ходих на същите класове [като мъжете връстници], но имате малко по-различен опит ...“
Фокусът върху науката се променя, казва тя, в дискусията между половете. „Това е част от по-голям проблем за жените в обществото и мисля, че (фокусът върху науката) е като опит да се реши проблема с умиращото дърво, като се погледне някъде малко мъничко коренче.“
***
От краищата на Вселената до края на Вселената: разговаряйки с Рандал, припомних си Уди Алън в „ Стардуст спомени“, призовавайки доклад, че Вселената ще приключи, когато цялата материя „се разпадне“ след трилиони години. Неговото мрачно значение - едно, което остава съвременен обект на дебати между физици и философи - беше, че космосът няма крайно предназначение, няма „телеология“ и така какъв е смисълът от всичките ни стремежи да създадем траен смисъл, когато нищо не трае. Весело, нали?
Радвах се, че имах възможността да попитам един от водещите световни космолози относно мнението й за всичко това: „Как мислите, че Вселената ще свърши?“, Попитах я.
„Като се имат предвид енергиите, които познаваме, и материята, за която знаем, “ казва тя, „просто ще продължи да се разширява и нещата, които се намират наоколо, в крайна сметка ще образуват черни дупки, които в крайна сметка ще се излъчват и ще се разширят в разредено небитие. Това е едно предположение. Интересно е - казва тя, - там изглежда, че върви в момента.
Не се различава напълно от страховете на Уди - макар и без дори намек за гнева на Уди Алън. По-скоро един вид космическа равнодушие. Но това не означава, че Рандал не е в състояние на радост, да изрази какво е да почувстваш тръпката от космическото осъзнаване. Когато казвам, че съм разтревожена от незнанието ни за 96 процента от Вселената, след това време, когато я изучава, тя има още нещо: „Предполагам, че се сещам по различен начин“, казва тя. „Предполагам, че мисля, че е невероятно, че знаем колкото и ние. Ние просто сме хора, заседнали на тази планета насред Слънчевата система. Невероятно е колко много разбрахме. И защо всичко трябва да е толкова много като нас, че да можем да го разберем? Дори просто нещо като например да знаете какъв ще бъде животът на растенията в Африка, е трудно да се направи, освен ако всъщност не стигнете до там, така че сме на едно място и е невероятно колко сме разбрали “за местата - дълбокото пространство - не сме били и никога не можем да отидем.
Това усещане за перспектива - с различни измерения - е толкова впечатляващо за човек като Рандал. Така че можете да си представите тръпката от (ненаучното) откритие, което почувствах, когато открих ново измерение към нея - в либретото на една опера, която беше написала. Да, Лиза Рандал е написала опера, наречена Хипермузика: Пролог, по покана на Хиктор Пара, тогава професор по електроакустична композиция в Музикалната консерватория в Арагон в Испания. Операта за първи път е изпълнена в центъра на Помпиду в Париж, а впоследствие в Барселона и в откъси - в Гугенхайм в Ню Йорк.
Включва пасажи от книгите й, както и оригинални текстове и е много авангарден, но едновременно с това почти шокиращо безстрашен по много старомоден начин.
Ето няколко момента:
Сопраното, фигурата на Лиза Рандал, влиза в „ПЛАН 1“, чудейки се:
- Този пейзаж ...?
Този етап за нашето битие?
Къде е?
Къде свършва?
Структурите подкрепят съществуването
Мога ли да ги намеря?
[или те са]
Пъзели, които никога няма да дешифрирам оттук.
Което е последвано от голия израз на:
-Anguish
Изкривяване.
Агония.
(Трябва да си представите тези думи, драматизирани от оперно сопрано.)
Но в „ПЛАН III: УСТОЙ И НАДЕЖА“ предположението за допълнителни измерения променя нещата:
- Тази стъпка - ново измерение -
вълнува ме
извън всичко, което някога съм чувствал.
Тогава изведнъж в „Plane IVA“ нещата стават малко трогателни като ...
—Влизам в петото измерение ...
-Space
и време
са живи!
- Виждам още -
Пълният обхват на нашата вселена ... !!
Има още, но ще оставя текста на операта с нейните два възклицателя.
Тя завършва ПЛАН V с:
—Как да споделя това с вас?
И по някакъв начин, в оперната форма, тя е намерила средство за споделяне на оперните емоции, чувството си на учудване и страхопочитание при изживяването на Космоса. Допълнителните измерения в съзнанието й. Рандал не може да ни доведе до нейното визионерско ниво, но тя може да ни даде усещане за това колко вълнуващо и плашещо и в крайна сметка да го изпълним е да имаме такива видения. Да бъде, да речем, хиляда процента жив.
