Жизнь, Вселенная и Вообще: 42 фундаментальных вопроса. Часть перваяАвтор: Яна Жежер | 19 мая, 15:18
https://futurist.ru/articles/1440-zhizny-vselennaya-i-voobshche-42-fundamentalynih-voprosa-chasty-pervaya?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.comВ знаменитом произведении Дугласа Адамса число 42 было ответом на Самый Главный Вопрос Жизни, Вселенной и Вообще без указания, как именно им воспользоваться. Например, число 42 может указывать на число фундаментальных физических вопросов, на которые необходимо ответить человечеству, чтобы наконец раскрыть все тайны мироздания. Попробуем их обозначить.
Гравитация и космология
1. Проблема космологической постоянной
Согласно современным представлениям, вакуум обладает огромной плотностью энергии. Его гравитационное действие выражается в так называемой космологической постоянной: он воздействует на кривизну пространства-времени. Однако, данное влияние, измеренное экспериментально, оказывается в 10 в степени 120 раз меньше теоретических предсказаний. Несмотря на десятилетия усердной работы, физики так и не подошли к решению данного вопроса.
2. Проблема темной энергии
Известно, что Вселенная расширяется с ускорением. Но чем именно обусловлено такое поведение, ученым до сих пор неизвестно. Роль источника ускорения может играть вакуум или же существует новая фундаментальная физическая постоянная, дающая вклад в скорость расширения. И до сих пор даже различить две эти концепции не представляется возможным.
Подробнее
3. Регуляризация квантовой гравитации
Ученые уже давно пришли к выводу, что гравитация просто обязана описываться квантовыми законами. Однако, все попытки «квантования» гравитации, то есть превращения ее в теорию, описывающую физику микромира, приводят к провалу – появляются нефизические бесконечные величины, не позволяющие использовать такую модель. В частности, проблему регуляризации квантовой гравитации, то есть устранения бесконечностей, пытаются решить в рамках теории струн и петлевой квантовой гравитации.
Подробнее
4. Энтропия черных дыр и термодинамика
Существование черных дыр надежно подтверждено экспериментально и не вызывает сомнений ученых. Стивен Хокинг и Яков Бекенштейн получили выражения для энтропии и температуры излучения черных дыр, зависящие от площади поверхности черной дыры, но не от ее объема, как следовало бы ожидать. Наиболее общие выражения для энтропии, предлагаемые термодинамикой, оказываются с трудом применимы к черным дырам, поскольку необходимо пересчитать количество всех возможных состояний системы. И попытки подсчета в рамках различных моделей пока что не увенчались успехом даже для самого простого случая статических черных дыр.
5. «Обработка» информации в черных дырах
Черные дыры «всасывают» в себя все окружающие тела, разрушая их, и при этом излучают фотоны, получившие название излучения Хокинга. Проблема информационного парадокса состоит в следующем: можно ли по излучению восстановить свойства объекта, или при пересечении горизонта событий информация теряется навсегда? Два сценария предполагают два совершенно разных подхода к описанию состояния черных дыр, и какой из них является верным, на данный момент установить не удается.
6. Космическая инфляция
Инфляция – краткий момент жизни ранней Вселенной, когда она расширялась с большей скоростью, чем на остальных этапах. При этом квантовые флуктуации пространства, отклонения от однородной структуры, молниеносно увеличились в размерах – теперь их наблюдают, как изменения крупномасштабной структуры Вселенной и температуры реликтового излучения. Открытым остается вопрос о причинах возникновения инфляции, и существует ли эксперимент, который смог бы напрямую подтвердить или опровергнуть наличие данного этапа развития.
...
