Amerikāņu kosmologs Lawrence Krauss runāja par to, kā mainījās kosmoloģija pēc gravitācijas viļņu atklāšanas, paskaidroja, kāpēc tika novirzīts “Pastardienas pulksteņa” rokas, un runāja par to, vai mēs varam redzēt pirmo Visuma dzīves mirkli lielā sprādziena laikā.
Lawrence Krauss ir viens no slavenākajiem kosmologiem un zinātnes popularizētājiem ASV. Pēdējo 30 gadu laikā viņš ir uzrakstījis desmit populārzinātniskas grāmatas par kosmoloģiju un zinātni kopumā, no kurām daudzas ir kļuvušas par bestselleriem, kā arī piedalījusies vairāku dokumentālo filmu un populārzinātnisko seriālu “How the Universe Works” filmēšanā.
Šonedēļ Krauss kopā ar citiem ievērojamiem ārvalstu un krievu zinātniekiem lasīja lekcijas par jaunākajiem atklājumiem un zinātnes nākotni Kaspersky Geek piknika festivālā, kas notiek Maskavā un Sanktpēterburgā.
- Lorenss, ir pagājuši gandrīz divi gadi kopš gravitācijas viļņu atklāšanas LIGO detektoros. Kā pēc šī atklājuma ir mainījusies kosmoloģija un mūsu idejas par Visuma dzimšanu un dzīvi?
- Pagaidām ir pāragri runāt par jebkādiem globāliem secinājumiem - mēs tikko esam sākuši novērot gravitācijas Visumu. Pagaidām mums ir tikai dati par trim melno caurumu apvienošanām, un neviens - iespējams, izņemot ārstus - nevar veikt tik nelielu notikumu skaitu, tos ekstrapolēt un iegūt kaut ko interesantu.
No otras puses, mums tomēr izdevās kaut ko iemācīties. Piemēram, tagad mēs labi zinām, ka relativitātes teorija darbojas nevainojami, un mēs to varam izmantot Visuma izpētei. Agrāk tas nav bijis tik acīmredzams kā fakts, ka pastāv zvaigžņu masu melnie caurumi.
Turklāt jaunākais notikums, ko LIGO ierakstīja šī gada sākumā, ļāva mums saprast, kā veidojas šādi melno caurumu pāri. Ja tie parādītos bināro zvaigžņu sistēmu iekšpusē, tad tie pagrieztos vienā virzienā. Liekas, ka tas tā nav, bet pagaidām mēs par to vēl nevaram runāt pilnīgi droši, jo notikumu skaits joprojām ir mazs.
Mēs tagad atrodamies tajā pašā attīstības posmā kā Galileo, kurš vispirms ieraudzīja Jupitera pavadoņus - tad cilvēce tikai sāka saprast, kā darbojas Saules sistēma. Gravitācijas viļņi ir kļuvuši par mūsu jauno logu Visumā, caur kuru mēs to apskatīsim šajā un nākamajā gadsimtā.
Reklāmas video:
Daudzas lietas paliek neskaidras, un līdz šim mums nav ne zināšanu, ne pieredzes, lai LIGO datos atrastu kaut ko jaunu attiecībā uz relativitātes teoriju un to, kā darbojas kvantu gravitācija. Man kā kosmologam ir daudz interesantāk domāt nevis par moderniem gravitācijas detektoriem, bet gan par to, ka 50 gadu laikā viņi redzēs ne tikai melno caurumu apvienošanos, bet arī Lielā sprādziena laikā radītos gravitācijas viļņus.
Vai LIGO vai citi gravitācijas detektori spēs pierādīt vai atspēkot, ka mēs dzīvojam hologrammas vai melnā cauruma iekšpusē?
- Man šādas idejas šķiet vieglprātīgas - tās ir piemērotas tikai nokļūšanai laikrakstu un interneta publikāciju lapās. Pagaidām nav fizisku mājienu, ka mēs dzīvojam plakanā hologrammā vai datora simulācijā, sava veida "Matricā".
No otras puses, šādi jautājumi tomēr tiek nopietni apsvērti tāpēc, ka tie ir tieši saistīti ar kvantu gravitācijas teoriju un tās pārbaudes problēmu, kā arī ar telpas-laika raksturu.
LIGO un citi esošie un būvniecības stadijā esošie detektori var novērot gravitācijas viļņus tikai tā saucamajā klasiskajā režīmā - viņi nevar novērot telpas-laika svārstības, kas rodas pašā notikuma horizonta malā, kur kvantu efekti ietekmēs viņu uzvedību un veidošanos. Tāpēc maz ticams, ka viņi mums palīdzēs atrast atbildi uz šo jautājumu.
Nākotnē, protams, parādīsies šādi detektori, un līdz šim mums ir daudz citu interesantu jautājumu. Piemēram, mēs vēl nesaprotam, kā galaktiku centros rodas supermasīvi melnie caurumi, vai galaktikas rodas ap šādiem melniem caurumiem vai arī caurumi ir radušies galaktiku iekšienē, un vēl daudz vairāk.
Protams, var būt nejauši pārsteidzoši atklājumi, piemēram, atklājums, ka Visums paplašinās arvien ātrāk, taču līdz šim mums pat nav detektoru, kas šādas lietas varētu atklāt pat tīri teorētiski.
Ja mēs runājam par Visuma paplašināšanos, nesen jūsu kolēģi ir atklājuši lielas neatbilstības tā izaugsmes tempā pēc Lielā sprādziena un šodien. Vai "jaunā fizika" varētu tur slēpties?
- Neatbilstības ļoti bieži parādās fizikā, un visbiežāk tās pazūd pašas par sevi. Ja jūs saņemat dažus interesantus rezultātus, tad 99% gadījumu tie izrādās negadījums vai kļūda, un tikai vienā procentā - reāls atklājums. Mēs visi ceram, ka šie atklājumi tiek iekļauti šajā procentā, taču jums ir jāsaprot, ka mērījumu kļūdas ir raksturīgas katram eksperimentam.
Piemēram, kad es biju jauns, dažādi eksperimenti norādīja uz diviem Visuma izplešanās ātrumiem - 50 kilometri sekundē uz megaparsec un 100 kilometri sekundē uz megaparsec. Abas vērtības tika uzskatītas par diezgan precīzām, un mērījumu kļūda bija maza - plus vai mīnus pieci kilometri sekundē uz megaparsecu, bet pašas vērtības atšķīrās apmēram divas reizes.
Pašreizējās neatbilstības ir daudz pieticīgākas - ātruma vērtības atšķiras tikai par 2–3 procentiem, taču visi domā, ka tās ir ļoti nopietnas neatbilstības, aiz kurām slēpjas kaut kas patiešām jauns. Es esmu diezgan skeptisks par šo "atklājumu", taču iespējams, ka pastāv gan jaunas, gan vecas atšķirības.
Man personīgi šķiet, ka tas tā nav, jo no teorijas viedokļa tukšas telpas enerģijai vajadzētu būt nemainīgai vairāku iemeslu dēļ. Tāpēc ir ļoti maz ticams, ja tas tā nav. Tā pati iespēja, ka vakuuma enerģija agrāk varēja mainīties, mūs interesē, jo šāds scenārijs ļauj mums uzzināt daudz vairāk par to, kā darbojas Visums un kā darbojas telpas laiks, nekā tad, ja Visuma izplešanās ātrums visā tā pastāvēšanas laikā būtu bijis nemainīgs. …
No otras puses, jums jāsaprot, ka Visums neeksistē, lai piepildītu mūsu vēlmes, un tāpēc man šķiet, ka patiesībā tā paplašināšanās ātrums nekad nav mainījies, un šeit nav jaunas fizikas.
Ja mēs runājam par sapņiem: jūs esat viens no projekta Breakthrough Starshot dalībniekiem, cik daudz jūs pat varat runāt par to, vai tas ir realizējams un kādu reālu labumu mēs no tā varētu gūt?
- Vai mēs varam izveidot zondi, kas var pārvietoties ar ātrumu 20% no gaismas ātruma? Pagaidām varu teikt tikai to, ka šī ideja principā ir realizējama, taču tās īstenošana būs ļoti grūts uzdevums.
No otras puses, man šķiet, ka mēs esam diezgan spējīgi radīt tehnoloģijas, kas spēj paātrināt mazās zondes līdz ātrumam, kas ļaus tām sasniegt Saules sistēmas nomalē dažās dienās, nevis desmitgadēs. Šādas ierīces ļaus mums ļoti īsā laikā vispusīgi izpētīt visas planētas un debess ķermeņus. Un to radīšanas pamats būs tie notikumi, kas tiks izveidoti "neiespējamā" Breakthrough Starshot ietvaros.
Un faktiski šāds jautājuma formulējums nav pilnīgi pareizs - šī projekta galvenais mērķis nav sasniegt kādus konkrētus uzdevumus, bet gan popularizēt kosmosa izpēti, tieši tāpēc es faktiski piekritu tajā piedalīties. No tīras prakses viedokļa projekts Breakthrough Listen izskatās daudz interesantāks.
Jūs esat Atomenerģijas zinātnieku biļetens, Pastardienas pulksteņu sargi, redkolēģijas priekšsēdētājs. Kāds ir iemesls tam, ka jūs virzījāt bultiņu 30 sekundes uz kodolkatastrofu, un kā mēs to varam virzīt atpakaļ?
- Galvenais ir saprast, ka mūsu pulksteņi norāda nevis absolūtās, bet relatīvās vērtības. Citiem vārdiem sakot, to bultu maiņa norāda, kā situācija ir mainījusies gada laikā. Šajā gadījumā mēs vienkārši runājam par to, ka tagad situācija ir kļuvusi bīstamāka nekā tā bija pagājušajā gadā.
Vairāku iemeslu dēļ mēs esam pavirzījuši roku 30 sekundes uz kodolenerģijas "pusnakti". Pirmkārt, divu vadošo kodolenerģijas valstu prezidenti ir izteikuši virkni agresīvu paziņojumu par kodolieročiem un padarījuši situāciju ap viņiem saspīlētāku nekā bija iepriekš. Protams, darbi ir pārliecinošāki par vārdiem, taču prezidentu vārdi joprojām ir daudz vērts politikas pasaulē.
Man šķiet, ka prezidentam Trumpam ir maz izpratnes par to, kas ir kodolieroči un kāpēc mums ir svarīgi ierobežot to izplatību. Tāpēc viņa frāzes par ASV arsenāla paplašināšanu un nevēlēšanās piedalīties nolīgumos par kodolieroču neizplatīšanu mūsos izraisīja lielas bažas.
Papildus Krievijas un ASV attiecību pasliktinājumam pasaulē bija arī citi notikumi, kas ietekmēja mūsu lēmumu. Ziemeļkoreja turpina veikt kodolizmēģinājumus un palaist ballistiskās raķetes, un ASV varas iestādes šodien noliedz vēl viena bīstama apdraudējuma esamību visai civilizācijai kopumā - globālo sasilšanu. Turklāt ir radušies jauni izaicinājumi, piemēram, kiberuzbrukumi un kiberkari. Tas viss lika mums bultas kustināt 30 sekundes.
Kā jūs varat viņus pagriezt atpakaļ? Man šķiet, ka šo problēmu var atrisināt tikai vienkāršie cilvēki, jo politiķi zinātnieku ilgu laiku nav klausījušies. Viņi sāks mūs klausīties tikai tad, kad par to runās visa sabiedrība, un mūsu žurnāls patiesībā pastāv, lai informētu sabiedrību un mudinātu viņus rīkoties.
Stefans Hokings uzskata, ka cilvēce izdzīvos tikai tad, ja līdz šī gadsimta beigām mēs kļūsim par “kosmosa” sugu un sāksim kolonizēt citas planētas. Elons Musks izskaidroja līdzīgas idejas. Cik reāli viņi ir?
“Man šķiet, ka uz Zemes mums ir pietiekami daudz problēmu, kuras jāatrisina, pirms mēs dodamies kolonizēt Marsu. Tālā nākotnē pēc vairākiem gadsimtiem mums patiešām jāatstāj Zeme, bet pagaidām šādas vajadzības nav. Es labi pazīstu Elonu, viņš ražo labas raķetes un elektriskās automašīnas, taču viņa plāni kolonizēt Marsu joprojām ir ļoti tālu no realitātes.
Cilvēcei, manuprāt, vispirms ir jākļūst par zemes sugu un jāiemācās kopīgi risināt globālas problēmas, pirms mēs varam sākt iekarot kosmosu. Mēs jau pamazām kļūstam par šādu sugu - pēdējās desmitgadēs mēs esam attīstījuši spēju mainīt Zemes seju globālā līmenī, un mums tas ir jāpierod.
Ja mēs runājam par nākotni - vai mēs kādreiz varēsim redzēt, kas notika pašā Lielā sprādziena pirmajā brīdī un kur notiks nākamais kosmoloģijas izrāviens?
- No vienas puses, mēs varam teikt, ka, ja es precīzi zinātu, kur mēs nākamajos divdesmit gados veiksim kosmoloģijas izrāvienu, tad es jau strādātu pie šīs tēmas. No otras puses, nopietni runājot, mēs tagad atrodamies uz potenciāli laikmeta atklājuma robežas.
Mikroviļņu detektori dienvidu polā, kas novēro Lielā sprādziena atbalsi, ir gandrīz sasnieguši nepieciešamo jutību, lai uztvertu gravitācijas viļņus, kas ģenerēti Visuma dzīves pirmajā mirklī. Ja mums izdosies tos salabot, tad mēs daudz uzzināsim, kā tas izskatījās pirmās ekspozīcijas simtdaļas simtdaļas simtdaļas (no 10 līdz mīnus 18 grādiem sekundē).
Turklāt mēs saņemsim pirmos nepārprotamos datus par to, vai pastāv paralēli visumi, un mēs atrisināsim daudzus jautājumus, kas pēdējā laikā tiek uzskatīti par metafiziku, nevis kaut ko tādu, ko var pārbaudīt empīriski. Tāpēc es uzskatu, ka mēs dzīvojam vienā no visinteresantākajiem kosmoloģijas un astronomijas laikiem - viss labākais zinātnē mūs joprojām gaida.