În noua ei carte, Knocking on Heaven's Door, teoreticianul Universității Harvard, Lisa Randall, explorează modul în care fizica ne poate transforma înțelegerea naturii fundamentale a lumii. Ea crede că poate exista o dimensiune suplimentară în apropierea realității noastre familiare, ascunsă, cu excepția unei săpături bizare a forței gravitației așa cum o vedem. De asemenea, ea ia în considerare machiajul de materie întunecată, particule nevăzute care au conturat creșterea întregului cosmos. Aceste idei, cândva singura provincie a scriitorilor de ficțiune, se confruntă cu teste reale într-o nouă generație de experimente. Detectoarele sensibile acum adulmecă în privința materiei întunecate, în timp ce cea mai complexă mașină științifică creată vreodată, Marele Colizor de Hadron (LHC), de sub granița Elveției și Franței, distruge particule subatomice la aproape viteza luminii.
Din această poveste
[×] ÎNCHIS
Fizicianul Lisa Randall consideră că poate exista o dimensiune suplimentară în apropierea realității noastre familiare, ascunsă, cu excepția unei săpături bizare a forței gravitației așa cum o vedem. (Boston Globe prin Getty Images) 
Galerie foto
Continut Asemanator
- Ghidul Lisa Randall despre galaxie
- În căutarea Neutrinilor, particule de fantomă ale naturii
- Black Hole Rap
Care au fost principalele tale obiective pentru noua ta carte?
Un obiectiv a fost să descriu știința de care mă interesează astăzi: fizica care se întâmplă la LHC și căutarea materiei întunecate. Dar am vrut să clarific și natura științei: ce înseamnă să fii corect și greșit, ce înseamnă să faci măsurători și rolurile incertitudinii, riscului și creativității.
Simți că comunitatea fizică este pe punctul de a găsi ceva remarcabil?
Sper că da. Avem o șansă bună [cu LHC] să vedem particula Higgs, care ne spune cum particulele elementare capătă masă. Alte probleme profunde includ simetria spațiu-timp și dacă există dimensiuni suplimentare. Avem o șansă să facem informații despre subiectele respective.
Există o mulțime de idei bizare aici, de la teoria corzilor la o „ramă” de dimensiuni suplimentare chiar lângă a noastră. De ce ar trebui să privim aceste idei ca mai mult decât construcții fanteziste?
Cu siguranță nu cer nimănui să își asume credința vreuna dintre ideile pe care le prezint. Aceasta este o parte a punctului cărții: știința continuă și noi terminăm în mod sistematic cu idei și explicații noi, trecând de la cântarul uman cu care suntem foarte familiari, până la scale care sunt atât de îndepărtate încât este greu să avem intuiție despre ele. Știința este și un proces de auto-corectare, ceva ce mă aștept să se întâmple odată cu anunțarea recentă a neutrinilor care se pot mișca mai repede decât viteza luminii.
Puteți descrie esența ideii dvs. despre dimensiuni suplimentare?
Ar putea exista mai mult universul decât cele trei dimensiuni cu care suntem familiarizați. Sunt ascunse de noi într-un fel, poate pentru că sunt minuscule sau deformate. Dar chiar dacă sunt invizibile, ele ar putea afecta ceea ce observăm de fapt în univers. Există o mulțime de lucruri pe care nu le putem vedea cu ochiul liber care se dovedesc bazate în realitate.
Dimensiunile suplimentare ar putea fi relevante pentru una dintre întrebările la care încercăm să răspundem la LHC: modul în care particulele își obțin masa și de ce au masele pe care le fac, care sunt mult mai mici decât ar fi așteptați fizicienii. Deci ideea noastră este că există o dimensiune suplimentară atât de deformată, masele ar fi mari într-un loc și mici în altul. Cu alte cuvinte, gravitația ar putea fi mai slabă într-un loc și mai puternică în altul. Dacă da, ar putea fi o explicație naturală atât de ce masele de particule sunt ceea ce sunt, cât și de ce gravitația este cu atât mai slabă decât celelalte forțe elementare pe care le observăm.
Această dimensiune suplimentară ar putea fi separată de a noastră cu un milion de trilioane de miliarde de centimetri. Este acesta un univers paralel, dar inaccesibil?
Interacționează cu dimensiunile noastre doar prin gravitație. Iar gravitația este extrem de slabă. O particulă elementară la energiile obișnuite exercită forța gravitațională neglijabilă. Dar la LHC, dacă această idee este corectă, am vedea dovezi ale acestei dimensiuni suplimentare. Particulele ar putea duce impulsul la dimensiunea suplimentară, iar aceasta ar putea fi de fapt observabilă.
Dar nu este ceva ce crezi ca un "univers paralel?"
Tehnic, da, ar putea exista paralel cu universul nostru. Dar nu este doar o copie de carbon a universului nostru, la care se gândesc mulți oameni când aud acea frază.
Dacă fizicienii găsesc dovezi solide despre dimensiuni suplimentare, cum ar afecta acest lucru viziunea noastră asupra universului și locul nostru în el?
Puteți avea fenomene de bază foarte exotice, dar acestea ar fi în continuare în concordanță cu regulile obișnuite cu care suntem familiarizați. La un anumit nivel, nu schimbă nimic. Cu toate acestea, înseamnă că la un nivel profund de bază, există un univers mult mai bogat acolo. Este doar un lucru minunat să știi din ce este făcut universul nostru.
Dumneavoastră descrieți LHC drept o „realizare stupidă”.
Tehnologic, este un tur de forță. Faptul că acest lucru funcționează este uimitor. Căutăm evenimente foarte rare, așa că ai nevoie de o mașină foarte precisă, foarte bine înțeleasă, pentru a le face și detectoarele să înțeleagă ce vezi. Aveți nevoie de o cantitate extremă de energie concentrată într-o regiune foarte minusculă pentru ca aceste coliziuni să se întâmple, permițând subcomponenților protonilor - quark și gluoni - să se ciocnească direct. Și atunci când o fac, pot crea noi forme de materie mai grea.
Mulți oameni se temeau că LHC va produce o gaură neagră care devorează planeta.
Oamenii de știință au luat-o foarte în serios și au exclus această posibilitate nu numai teoretic, ci și analizând coliziunile razelor cosmice care creează același tip de energie. Trăim într-o lume în care există multe riscuri și este timpul să începem să ne luăm în serios de care ar trebui să ne îngrijoreze. Fizicienii au arătat că acest lucru special nu este un risc.
Oferiți o discuție imediată despre religie și compatibilitatea acesteia cu știința. De ce ați decis să abordați subiectul respectiv?
Aproape că a trebuit într-o carte intitulată Knocking on Heaven's Door . Dar există o confuzie reală despre ceea ce înseamnă să fii corect și greșit - diferența dintre ceea ce sunt credințele spirituale și ceea ce este știința. Am simțit că dacă voi explica știința, era important să explic acele distincții. Am vrut să iau în serios diferitele concepții ale universului pe care oamenii le au, dar să spun că există cu adevărat diferențe.
Ai scris: "Partea religioasă a creierului tău nu poate acționa în același timp cu cea științifică. Ele sunt pur și simplu incompatibile."
Când spun că sunt incompatibile, mă refer la ceva foarte specific: o credință spirituală bazată pe ceva care nu se bazează pe material sau cauză și efect - modurile în care înțelegem științific - este doar diferită de știință. Este o afirmație foarte specifică.
Când vorbești publicului public, ce concepție greșită populară despre fizică te atrage cel mai mult?
Încerci să mă îngreuni! Este probabil supraaplicarea mecanicii cuantice. Oamenii cred că explică lucruri pe care nu le poate. Există o mulțime de mistere despre mecanica cuantică, dar acestea apar mai ales în măsurători foarte detaliate în setări controlate.
Dumneavoastră descrieți detectoarele uriașe ale LHC drept opere de artă. Este sondarea naturii universului la fel de multă încercare estetică ca una științifică?
Arta și știința apelează la unele din aceleași instincte creative. Există o apreciere a ceva mai mare decât noi înșine, ceea ce cred că se referă atât la artă, cât și la știință. Cu toate acestea, puteți avea o idee frumoasă în știință și poate fi doar greșit - nu pentru că este inconsistent din punct de vedere matematic, ci pentru că nu este realizat în lume.
Ați scris textul pentru o operă, „Prolog Hypermusic: O operă proiectivă în cele șapte planuri”, care a avut premiera în 2009 la Centrul Pompidou din Paris. Cum a apărut asta?
Compozitorul [Hector Parra] mi-a scris să mă întreb dacă vreau să mă implic. A fost o oportunitate interesantă de a explora o intersecție artă-știință într-un mod nou. Arta se reflectă adesea asupra ideilor vremurilor. Așa că mi-a plăcut foarte mult să lucrez cu artiști care apreciază asta și care încorporează știința într-un lucru nou - dar nu doar într-un mod care să o copieze. Au existat provocări creative majore, cum ar fi modul în care reprezentați dimensiuni mai mari pe o scenă.
Opera avea un rol format din două persoane, o scenografie minimalistă cu proiecții abstracte și un scor care a fost modificat digital în locuri. Așeza în audiență trebuie să fi fost o experiență pentru tine.
Lucrez la creion și hârtie sau la un computer, așa că am avut de fapt cântăreți fantastici care îmi cântă cuvintele, însoțiți de muzicieni și de un set superb, a fost doar ceva de văzut. Părțile care mergeau înainte și înapoi între lumea extra-dimensională și lumea noastră erau cu adevărat grozave. Hector s-a gândit că [cercetarea mea] îi va oferi cunoștințe despre modalitățile de a crea diferite tipuri de muzică și, într-adevăr, s-a întâmplat. Cred că mi s-a cerut să pun mai multă fizică decât aș fi avut în mod ideal, iar în cele din urmă muzica a fost foarte abstractă. Cu toate acestea, a fost o muzică excelentă și au fost momente care au fost cu adevărat frumoase.
Faci referințe muzicale ludice în titlul și textul cărții tale, de la Poliție și Suzanne Vega la Beatles și Bob Dylan. Ești un mare fan al muzicii populare?
Am această abilitate neobișnuită în care cuvintele îmi rămân în cap, așa că aud o melodie și de multe ori se întâmplă automat să folosesc versurile mai târziu. Este posibil să nu fie intenția inițială a cuvintelor, dar se potrivesc uneori frumos cu ceea ce încerc să spun.
Ce urmează pentru tine în știință?
Am explorat idei care leagă materia întunecată cu materia obișnuită. Există acest fapt uimitor că energia transportată de materia întunecată în univers este de aproximativ șase ori energia transportată de materia obișnuită. Întrebarea este: de ce este asta? [Raportul] ar fi putut fi complet diferit. Așa că mă uit la modalități în care cele două tipuri de materie ar putea fi legate, ceea ce ar explica coincidența.
