Lisa Randall îmi spune că ar putea avea un indiciu pentru următorul mare mister în cosmologie.
Continut Asemanator
- Deschiderea portalurilor ciudate în fizică
Luăm masa într-un restaurant de la hotelul Charles, nu departe de Harvard, unde predă fizică teoretică, cu specialități în fizica particulelor, teoria corzilor, matematică, astrofizică și cosmologie. Randall, o femeie zveltă, care acum are 50 de ani, îi amintește unuia mai tânăr Joan Didion - ani-lumină de conștiință din spatele ochilor.
Este o profesoară a vedetelor, o celebritate cosmologică și doar în parte pentru că este prima fiziciană teoretică feminină, deținută la Harvard. A fost cu adevărat conjectura ei la sfârșitul anilor 90 despre „dimensiunile în plus” ale teoriei de coarde care i-au câștigat proeminența în domeniu. Ea a obținut mai multă atenție pentru explicarea căutării bosonului Higgs și pentru scrierile sale ulterioare, încercând să explice celorlalți dintre noi ce face și cât de interesant este să o facă, cel mai recent Bătând pe Poarta Raiului .
Și acum crede că ea și colegii de fizică Harvard au găsit ceva nou. Ceea ce este încântată este „materia întunecată”, care - alături de „energia întunecată” - constituie marea majoritate a universului cunoscut. Estimarea actuală este că 70 la sută din univers este energie întunecată și 26 la sută materie întunecată. Ceea ce se ridică la 96 la sută. Asta înseamnă că ceea ce vedem și știm se ridică la un procent de 4%.
Patru la sută! Aparent, 96 la sută păstrează universul în echilibru gravitațional, împiedicându-l să se prăbușească pe sine sau să se disipeze în nimicuri virtuale. Dar nu știm aproape nimic altceva despre asta. Problema a fost că lucrurile întunecate nu par să interacționeze cu cele 4 la sută pe care le cunoaștem în așa fel încât să ne ofere un indiciu asupra naturii sale.
Dar Randall crede că poate a găsit un indiciu. De fapt, cu o zi înainte să ne întâlnim, ea a susținut o discuție la o conferință a Asociației Americane pentru Progresul Științei din Boston, în care a anunțat că poate a găsit dovezi despre interacțiunea materiei întunecate cu materia noastră. O dezvoltare potențial senzațională pentru cosmologi care tocmai se îndreaptă acum în imensitatea neclintită a universului materiei întunecate.
Mi-a început, îmi spune, pentru că „a fost un semnal pe care voiam să-l înțeleg.”
- Un semnal din spațiul exterior? Am întrebat-o.
„Un semnal dintr-un satelit care se putea vedea în centrul unei galaxii.” Departe, departe, aproape de inima Căii Lactee, două particule infinitim de materie întunecată s-ar fi putut ciocni și „anihila” între ele. Însă, în loc să nu lase nicio urmă, semnale de anihilare au călătorit prin vastitatea spațiului pentru a fi detectate de satelitul Fermi orbitant pe Pământ. Dacă aceste semnale sunt validate, spune Randall, acestea ar putea fi dovezi ale interacțiunilor de materie întunecată - poate primele amprente lizibile ale materiei întunecate care vor fi ridicate în umilul nostru tărâm de 4%.
„Știu bine că semnalul poate fi înfiorător”, spune ea, dar ceea ce este important „este procesul de a încerca să creeze un model care să-l prezice. Mă gândeam la un model în care existau interacțiuni pentru materia întunecată și apoi mi-am dat seama că acesta este de fapt un alt scenariu care este interesant în sine și, de fapt, funcționează mai bine și poate duce la o răcire a unei componente a materiei întunecate, ceea ce ar face-o să se prăbușească pe disc așa cum fac barionii. "
În acest moment, în care „barionii se prăbușesc pe disc”, sunt total pierdut, dar „lucrul important”, continuă ea, „este că este doar un scenariu pe care nimeni nu l-a luat în considerare. Oamenii s-au gândit la interacțiunea materiei întunecate - dar la interacțiune întreaga materie întunecată. Și [în acest model] este foarte restrânsă. ”Este o piesă infinitesimală din 96 la sută demnă de interacțiune cu săracii noștri, jalnici 4 la sută.
Reporterul din mine consideră că acesta ar putea fi o buză uriașă, o schemă cosmică - chiar ieri perdeaua ar fi putut fi ridicată pe o mare parte din 96% din universul despre care am fost neîncăpători. Dar abandonul programului de matematică din mine dispera să înțeleagă cu adevărat ce îmi spune ea.
Din fericire, îmi arată o copie a notițelor sale pentru discuția ei AAAS, intitulată „Ce este materia întunecată?” Deși îmi lasă multe lucruri obscure, dă un sentiment deosebit vocii ei atunci când vorbește cu semenii - atent, dar uneori exuberant. .
Iată câteva mostre:
- Nu este întuneric - este eficient transparent!
- Speram sa o vad, pe baza faptului ca este putin opac.
—Talk astăzi ... alternative la paradigma standard WIMP.
WIMP, îmi spune Randall, înseamnă „Particule masive slab interactive”, paradigma dominantă despre materia întunecată până în acest moment.
-De ce ar trebui să fie totul ca materia noastră?
- Ceea ce este misterios este faptul că energia stocată în materie întunecată și materia obișnuită este atât de similară.
— Lămpile experimentale: LHC.
(LHC este Large Hadron Collider, acceleratorul de particule de mai multe miliarde de dolari de la frontiera elvețiană care a găsit dovezi ale unei particule Higgs - sau „ceva mai elaborat”, așa cum spune ea în noua prefață a Heaven's Door, deoarece crede că există unele ambiguități în dovezile că Big Discovery a fost de fapt o particulă Higgs. LHC se află acum în magazin, ca să spunem așa, fiind reamenajat pentru a produce colizii de particule și mai uluitor energizate, care, mi-a spus ea, ar putea descoperi mai multe anomalii care indica ceva despre materia întunecată.
—Așteptați pentru energii mai mari, mai multă intensitate.
(Nu suntem toți?)
—Nu știu încă dacă acest lampa este în regiunea potrivită.
(Adică nu Elveția, ci infinitesimalitate super-subatomică.)
Iată semnalul ei:
- Particulele de materie moale lovesc o altă particulă de materie întunecată și se anihilează.
—Anilarea produce particule cu model standard [deja descoperite de 4 la sută].
- Nu întuneric!
După aceea, există o pagină cu titlu, cu litere înalte de aproape un centimetru:
- Asta schimbă totul!
Ea concluzionează cu aceste linii incurcate:
- Știu că tot ce vrea să știe este când vom vedea materia întunecată.
- Răspunsul ar putea fi mai devreme - sau mai târziu - decât credem!
Pare destul de sigur că atunci când se va întâmpla, dacă se va întâmpla oricând curând, Lisa Randall va fi printre primele care vor ști.
(Rapoarte recente apărute de la discuțiile noastre sugerează alte observații posibile ale materiei întunecate, dar Randall consideră că scenariul ei de interacțiune parțială este încă atent.
***
Deși opera lui Randall își duce gândurile în spațiul exterior, este o întrebare despre o altă dimensiune, spațiul interior, căreia îi oferă cel mai elaborat răspuns în timpul prânzului nostru. Subiectul apare aproape de sfârșit, în timp ce ea privește furculițe ale cobblerului meu de afine. O întreb despre conștiința umană - materia întunecată din noi - și anume dacă s-a gândit la întrebarea minții / creierului: este mintea produsul creierului, toate gândurile noastre sunt determinate neurochimic (așa cum spun „materialiștii”) sau este mintea nu este un sclav al creierului fizic, cumva capabil de liber arbitru (așa cum cred „dualiștii)? Sau nu putem răspunde niciodată la această întrebare? Filozoful Colin McGinn se numește „mister” ca omagiu adus trupei de minuni „anume ’60 din anii ’60 („ 96 lacrimi ”), semn de întrebare și misteriști, deoarece crede că conștiința noastră nu poate fi niciodată capabilă să înțeleagă misterul propriei naturi. .
Randall pare să ia argumentul lui McGinn drept o provocare: „În primul rând, cred că este întotdeauna o greșeală să spui„ niciodată ”, pentru că probabil putem înțelege mult mai multe despre asta, chiar dacă nu înțelegem în cele din urmă. În al doilea rând, nu încercăm să răspundem la această întrebare de foarte mult timp. Înțelegem multe lucruri acum pe care nu le-am înțeles până acum. Și este extraordinar de greu, pentru că nici măcar nu știm ce înseamnă noi prin conștiință. ”
Ceea ce vorbește Randall atunci când vorbește despre conștiință este un continuum.
„Cred că o greșeală pe care o facem adesea este că ne gândim la ea ca la un lucru binar, de parcă suntem conștienți sau nu suntem conștienți. Cred că există un spectru de conștiință și cred că este interesant de studiat asta - diferența dintre o plantă și un câine, diferența dintre un câine și un copil, între un copil și un om ușor mai în vârstă ... cred că este un fel de un continuum. ”Privind în acest fel, spune ea, „ ar fi un început bun. ”
„Mi-ar plăcea să te văd pe tine, ” îi spun.
„Da, poate o să iau asta în continuare”, răspunde ea râzând - ulterior după rezolvarea întrebării despre 96% din univers despre care nu știm.
Noțiunea ei de continuum de conștiință îmi amintește de o observație a marelui regizor shakespearian Peter Brook. „A spune că cineva este viu nu este suficient”, a spus Brook. „Poți fi un procent viu, poți fi viu douăzeci la sută. Cu Shakespeare, unul are ceva foarte extraordinar - un om care nu este doar o sută la sută în viață, dar poate o mie, chiar zece mii, un milion la sută viu. "
Acest lucru ni se pare atât de fascinant, atât de uimitor în privința cosmologilor, astrofizicienilor, geniilor matematice. Cu cât sunt mai vii cu natura existenței - pe tărâmurile vaste ale dimensiunilor suplimentare - par a fi. Cum trebuie să fie asta? Îngrozitoare, înspăimântătoare, poate izolați, deoarece pe Pământ sunt atât de puțini oameni care pot să o înțeleagă, cu atât mai puțin să o împărtășească.
Îl întreb pe Randall despre întrebarea modului în care figurează inspirația în opera ei. Ea l-a citat pe marele poet rus Pușkin: „Inspirația este necesară în geometrie la fel de mult ca în poezie.” Inspirația pentru noțiunea ei de a face carieră de „dimensiuni suplimentare”, îmi spune apoi, a venit într-o plimbare pe care a făcut-o prin un pod vechi arcuit din piatră peste râul Charles.
„Ai ideea de dimensiuni suplimentare pe acel pod?” O întreb.
Ea refuză să ardă anecdota - există deja o mulțime de povești celebre în eureka în analele fizicii - și spune doar „Ei bine, a fost o perspectivă”, pronunțând acest din urmă cuvânt într-un mod auto-depreciere. O perspectivă nu înseamnă neapărat un adevăr nou. Uneori este doar un mod nou de a privi lucrurile. „O mulțime de timp în care ne desfășurăm munca, suntem [în interior], punem împreună formule și, uneori, nu vă gândiți la asta în lumea în care trăiți.” Făcând acea plimbare, spune ea, „A fost doar un fel de distracție să cred că poate există aceste dimensiuni suplimentare.”
Sunt cunoscute dimensiuni suplimentare care înseamnă tărâmuri matematice dincolo de cele trei (sau patru dacă contezi timpul - și ar trebui). Teoria șirurilor contează până la cel puțin 11 dimensiuni. Pe parcurs, pe măsură ce a devenit mai complex, a devenit mai controversat. De fapt, într-unul dintre rarele ei afișaje de emoție în timpul prânzului nostru, Randall mi-a spus că este „săturată de oameni care întreabă ce spune Lee Smolin” despre teoria corzilor. Smolin este un fizician teoretic contrar, care argumentează teoriile coardelor, au mers prea departe în construirea castelelor în aer. Randall este protector de dimensiunile sale suplimentare.
În ciuda afecțiunii sale pentru citatul Pușkin, ea îmi spune că nu-i place să se gândească la munca ei ca fiind pur și simplu concediată de „inspirație”. Ea numește această gândire „de sus în jos” - vine mai întâi cu un concept înalt și apoi încearcă pentru a găsi structuri care să o susțină. Preferă gândirea de jos în sus. Într-adevăr, ea descrie metoda ei, cu o oarecare umilință, ca simplă „rezolvare a puzzle-urilor” și găsește cea mai bună metaforă pentru aceasta în sportul preferat, alpinismul.
„Ești afară. Este frumos ", spune ea, " este concentrat pe o problemă interesantă ... și vă ridicați undeva. "Să vă dați seama ce cale până la o stâncă va fi roditoare și care va duce la un capăt mort sau periculos - și apoi făcând-o. Cu toate riscurile și pericolele pe care le implică. (Ea a avut o „cădere proastă” urcând în Grecia nu cu mult timp în urmă, spune ea.) Ea adoptă aceeași abordare pas cu pas în activitatea ei. Drept urmare, ea este mai puțin infatuată de termeni romantici din lumea științei, precum „frumusețe” și „eleganță”. „Nu cred că în termeni de„ adevăr este frumusețe ”sau„ frumusețea este adevăr ”, spune ea. „Prefer ceea ce funcționează, nu elegant, atât cât este economic” - dacă nu cea mai scurtă distanță între două puncte, cea mai simplă cale de a ajunge acolo.
Chiar și pentru un străin, se pare că Randall nu doar că face științe importante, dar face și ceva foarte curajos în cultura științei. În discuția ei, ea preia cel mai mare mister al universului și spune comunității științifice, în cea mai mare parte bărbătească, care a favorizat modelul WIMP, că ar putea să nu fie bineînțeles. Trebuie să evităm tendința de a gândi asta ca Nancy Drew față de Hardy Boys.
Știai că va trebui să vorbim despre sex la un moment dat, nu-i așa?
Harvard a fost zero pentru războaiele de gen și știință în urmă cu câțiva ani, când Larry Summers, pe atunci președinte al universității, a făcut sugestia incendiară că motivul că există atât de puține femei în vârful profesiilor de matematică și știință ar putea fi faptul că femeile sunt nu este la fel de potrivit pentru știință și matematică. Cu implicația că nu era condiționare culturală, ci cabluri genetice ale creierului.
„Probabil că ați răspuns la această întrebare de un milion de ori”, îi spun lui Randall, „dar permiteți-mă să vă întreb altfel: nu dacă femeile sunt mai bune sau mai rele, ci dacă există o diferență în modul în care femeile percep întrebările științifice. “
„Ceea ce voi spune este că, probabil, din punct de vedere cultural, femeile sunt tratate diferit”, spune ea, „ceea ce înseamnă că cred că ești criticată mai mult, trebuie să asculți un pic mai mult, trebuie să te justifici. Deci cred că există modalități prin care probabil că trebuie să muncești mai mult. Pot fi un ascultător bun. Pot să pun întrebările corecte o mulțime de timp. De multe ori nu ești destul de acasă, vezi lucrurile puțin diferit.
„Ar putea fi un lucru bun și un lucru rău, nu? Vedeți lucruri de genul când străinii vin într-o țară nouă, vedeți lucrurile puțin diferit. "
Nu auziți semnalele ...
„Și, știi, am crescut destul de mult în aceeași lume, am mers cam la aceleași clase [ca și colegii de sex masculin], dar ai o experiență puțin diferită ...”
Ea spune că, în discuțiile de gen, atenția este pusă pe știință. „Face parte dintr-o problemă mai mare despre femeile din societate și cred că [atenția asupra științei] este ca și cum ai încerca să rezolvi problema unui copac muribund, uitând undeva la o rădăcină mică.”
***
De la capetele universului până la sfârșitul universului: vorbind cu Randall mi-am amintit de Woody Allen în Memoriile Stardust, care reamintește un raport potrivit căruia universul se va sfârși atunci când toată materia „va decădea” după trilioane de ani. Implicarea sa sumbră - una care rămâne un subiect contemporan de dezbatere între fizicieni și filozofi - a fost că cosmosul nu are un scop final, nici o „teleologie”, și deci care este scopul tuturor eforturilor noastre de a crea un sens de durată când nimic nu durează. Cheery, nu?
M-am bucurat că am avut ocazia să întreb unul dintre liderii cosmologi ai lumii despre părerea ei despre toate acestea: „Cum crezi că se va sfârși universul?” Am întrebat-o.
„Având în vedere energiile pe care le cunoaștem și materia pe care o cunoaștem”, spune ea, „va continua să se extindă, iar lucrurile din jur vor forma în cele din urmă găuri negre și, în cele din urmă, vor radia și se vor extinde până la urmă în nimic. Aceasta este o presupunere. Este interesant ”, spune ea, „ Acolo se pare că va merge chiar acum ”.
Nu diferă în totalitate de temerile lui Woody - deși fără măcar un indiciu de furie Woody Allen. Mai degrabă un fel de echanimitate cosmică. Dar asta nu înseamnă că Randall este incapabil de bucurie, de a exprima cum este să simți fiorul conștiinței cosmice. Când spun că sunt consternat de necunoașterea noastră de 96 la sută din univers, după ce în tot acest timp a studiat-o, ea are o altă abordare: „Cred că mă gândesc altfel”, spune ea. „Cred că este uimitor că știm la fel de mult ca noi. Suntem doar oameni blocați pe această planetă în mijlocul sistemului solar. Este incredibil cât ne-am dat seama. Și de ce ar trebui să fie totul la fel ca noi, încât să ne dăm seama? Chiar și ceva simplu, cum ar fi să știți cum va fi viața plantelor în Africa, este greu de făcut dacă nu ajungeți de fapt acolo, așa că suntem în această singură locație și este uimitor cât de mult ne-am dat seama ”despre locuri - spațiu profund - nu am fost și s-ar putea să nu mergem niciodată.
Este acel sentiment al perspectivei - de dimensiuni diferite - care este atât de impresionant cu cineva ca Randall. Așadar, vă puteți imagina fiorul descoperirii (neștiințifice) pe care am simțit-o când am găsit o nouă dimensiune pentru ea - în libretul unei opere pe care a scris-o. Da, Lisa Randall a scris o operă, numită Hypermusic: Prolog, la invitația lui Hèctor Parra, pe atunci profesor de compoziție electroacustică la Conservatorul de Muzică din Aragon din Spania. Opera a fost interpretată pentru prima dată la Centrul Pompidou din Paris și, ulterior, la Barcelona și, în extrase, la Guggenheim din New York.
Încorporează pasaje din cărțile sale, precum și versurile originale și este foarte avangardistă, dar, simultan, aproape șocant de pasionat într-un mod foarte vechi.
Iată câteva momente:
Soprana, figura Lisa Randall, intră, în „PLANE 1”, întrebându-se:
- Acest peisaj ...?
Această etapă pentru ființa noastră?
Unde este?
Unde se termină?
Structurile susțin existența
Le pot găsi?
[sau sunt]
Puzzle-uri nu le voi descifra niciodată de aici.
Care este urmată de expresia goală a:
-Anguish
Deformare.
Agonie.
(Trebuie să vă imaginați aceste cuvinte dramatizate de o soprană de opera.)
În „PLANE III: FEAR AND HOPE”, conjectura despre dimensiuni suplimentare schimbă lucrurile:
- Acest pas - o nouă dimensiune -
ma excita
dincolo de orice am simțit vreodată.
Apoi, dintr-o dată în „Avionul IVA”, lucrurile devin un pic mai neplăcut în timp ce ...
- Intru a cincea dimensiune ...
-Spaţiu
si timpul
sunt vii!
- Văd mai mult -
Întreaga extensie a universului nostru ... !!
Există mai multe, dar voi lăsa textul de operă cu cele două puncte de exclamare ale ei.
Ea încheie PLANUL V cu:
- Cum împărtășesc asta cu tine?
Și într-un fel, în forma operativă, a găsit un mijloc de a împărtăși emoțiile operatice, simțul ei de mirare și temere de a experimenta cosmosul. Dimensiunile suplimentare din mintea ei. Randall nu ne poate aduce la nivelul ei vizionar, dar ne poate da un sentiment de cât de palpitant și înspăimântător și în cele din urmă să-l împlinim este să avem astfel de viziuni. Să fim, să zicem, o mie la sută în viață.
