Americký kozmológ Lawrence Krauss hovoril o tom, ako sa kozmológia zmenila po objavení gravitačných vĺn, vysvetlil, prečo sa posunuli ruky „hodín súdneho dňa“a hovorili o tom, či môžeme vidieť prvý okamih života vesmíru počas Veľkého tresku.
Lawrence Krauss je jedným z najslávnejších kozmológov a popularizátorov vedy v Spojených štátoch. Za posledných 30 rokov napísal desať populárnych vedeckých kníh o kozmológii a vede všeobecne, z ktorých mnohé sa stali bestsellermi, a podieľal sa aj na natáčaní niekoľkých dokumentárnych filmov a populárnej vedeckej série How the Universe Works.
Tento týždeň Krauss spolu s ďalšími poprednými zahraničnými a ruskými vedcami prednášal o najnovších objavoch a budúcnosti vedy na festivale Kaspersky Geek Picnic, ktorý sa koná v Moskve a Petrohrade.
- Lawrence, od objavenia gravitačných vĺn na detektoroch LIGO uplynulo takmer dva roky. Ako sa zmenila kozmológia a naše predstavy o narodení a živote vesmíru po tomto objave?
- Je ešte príliš skoro hovoriť o akýchkoľvek globálnych záveroch - práve sme začali pozorovať gravitačný vesmír. Zatiaľ máme iba údaje o troch fúziách čiernych dier a nikto - pravdepodobne s výnimkou lekárov - nemôže vykonať taký malý počet udalostí, extrapolovať ich a získať niečo zaujímavé.
Na druhej strane sa nám stále niečo naučilo. Napríklad teraz si dobre uvedomujeme, že teória relativity funguje bezchybne a môžeme ju použiť na štúdium vesmíru. V minulosti to nebolo také zrejmé ako skutočnosť, že existujú čierne diery hviezdnej hmoty.
Okrem toho posledná udalosť zaznamenaná spoločnosťou LIGO začiatkom tohto roka nám umožnila pochopiť, ako sa vytvárajú takéto páry čiernych dier. Keby sa objavili vo vnútri binárnych hviezdnych systémov, potom by sa otáčali jedným smerom. Zdá sa, že to tak nie je, ale nemôžeme o tom hovoriť so 100% istotou, pretože počet udalostí je stále malý.
Teraz sme v rovnakom štádiu vývoja ako Galileo, ktorý prvýkrát uvidel mesiace Jupitera - potom ľudstvo začalo chápať, ako funguje slnečná sústava. Gravitačné vlny sa stali našim novým oknom do vesmíru, prostredníctvom ktorého sa na to pozrieme v tomto a budúcom storočí.
Propagačné video:
Mnoho vecí zostáva nejasných a zatiaľ nemáme ani vedomosti, ani skúsenosti, aby sme v údajoch LIGO našli niečo nové týkajúce sa teórie relativity a toho, ako funguje kvantová gravitácia. Ako kozmológ je pre mňa zaujímavejšie premýšľať nielen o moderných gravitačných detektoroch, ale o skutočnosti, že za 50 rokov uvidia nielen zlúčenie čiernych dier, ale aj gravitačné vlny generované počas Veľkého tresku.
Dokážu LIGO alebo iné gravitačné detektory dokázať alebo vyvrátiť, že žijeme vo vnútri hologramu alebo čiernej diery?
- Takéto myšlienky sa mi zdajú zbytočné - sú vhodné iba na to, aby sa dostali na stránky novín a internetových publikácií. Doteraz neexistujú žiadne fyzické náznaky, že žijeme vo vnútri plochého hologramu alebo počítačovej simulácie v určitom druhu matice.
Na druhej strane sa však takéto otázky považujú za vážne z toho dôvodu, že priamo súvisia s teóriou kvantovej gravitácie a problémom jej overovania, ako aj s povahou časopriestoru.
LIGO a ďalšie existujúce a nedokončené detektory môžu pozorovať gravitačné vlny iba v takzvanom klasickom režime - nemôžu pozorovať oscilácie časopriestoru vznikajúce na samom okraji horizontu udalostí, kde kvantové efekty ovplyvnia ich správanie a formovanie. Preto je nepravdepodobné, že by nám pomohli nájsť odpoveď na túto otázku.
V budúcnosti sa samozrejme objavia také detektory, a zatiaľ máme mnoho ďalších zaujímavých otázok. Napríklad ešte stále nechápeme, ako v centrách galaxií vznikajú supermasívne čierne diery, či sa galaxie objavujú okolo takých čiernych dier alebo dier, ktoré sa rodia vo vnútri galaxií, a ešte oveľa viac.
Samozrejme, môžu existovať náhodné prekvapivé objavy, ako napríklad zistenie, že vesmír sa rozširuje rýchlejšie a rýchlejšie, ale zatiaľ nemáme detektory, ktoré by takéto veci dokázali zistiť iba teoreticky.
Ak hovoríme o rozširovaní vesmíru, nedávno vaši kolegovia našli veľké rozdiely v miere rastu po Veľkom tresku a dnes. Mohla by sa tam „nová fyzika“skrývať?
- Nezrovnalosti sa vo fyzike vyskytujú veľmi často a najčastejšie samy vymiznú. Ak získate nejaké zaujímavé výsledky, potom sa v 99% prípadov ukáže, že ide o nehodu alebo chybu, a iba v jednom percente - skutočný objav. Všetci dúfame, že tieto objavy sú zahrnuté v tomto percentuálnom podiele, ale musíte pochopiť, že chyby merania sú súčasťou každého experimentu.
Napríklad, keď som bol mladý, rôzne experimenty naznačili dve rýchlosti expanzie vesmíru - 50 kilometrov za sekundu na megaparsec a 100 kilometrov za sekundu na megaparsec. Obe hodnoty sa považovali za celkom presné a chyba merania bola malá - plus alebo mínus päť kilometrov za sekundu na megaparsec, ale samotné hodnoty sa líšili približne dvakrát.
Súčasné nezrovnalosti sú omnoho skromnejšie - hodnoty rýchlosti sa líšia iba o 2 až 3%, ale všetci si myslia, že ide o veľmi vážne nezrovnalosti, za ktorými sa skrýva niečo skutočne nové. Pokiaľ ide o tento „objav“, som dosť skeptický, je však možné, že existujú nové aj staré rozdiely.
Osobne sa mi zdá, že to tak nie je, pretože z hľadiska teórie by energia prázdneho priestoru mala zostať konštantná z niekoľkých dôvodov. Preto je veľmi nepravdepodobné, že tomu tak nie je. Samotná možnosť, že by sa energia vákua mohla v minulosti zmeniť, je pre nás zaujímavá, pretože taký scenár nám umožňuje dozvedieť sa oveľa viac o tom, ako vesmír a ako funguje vesmírny čas, ako keby miera expanzie vesmíru bola počas jeho existencie konštantná. …
Na druhej strane musíte pochopiť, že vesmír neexistuje, aby sme splnili naše túžby, a preto sa mi zdá, že v skutočnosti sa rýchlosť jeho expanzie nikdy nezmenila a niet tu žiadnej novej fyziky.
Ak hovoríme o snoch: ste jedným z účastníkov projektu Prielomová hviezda, koľko môžete dokonca hovoriť o tom, či je realizovateľný a aký skutočný prínos z toho môžeme získať?
- Môžeme vytvoriť sondu, ktorá sa môže pohybovať rýchlosťou 20% rýchlosti svetla? Zatiaľ môžem len povedať, že táto myšlienka je v zásade uskutočniteľná, ale jej implementácia bude veľmi náročnou úlohou.
Na druhej strane sa mi zdá, že dokážeme vytvoriť technológie schopné zrýchliť malé sondy na rýchlosti, ktoré im umožnia dosiahnuť okraj slnečnej sústavy za pár dní, nie desaťročí. Takéto zariadenia nám umožnia komplexne študovať všetky planéty a nebeské telá vo veľmi krátkom čase. A základom ich vytvorenia budú vývoj, ktorý sa vytvorí v rámci „nemožného“prielomu Starshot.
V skutočnosti nie je takáto formulácia otázky úplne správna - hlavným cieľom tohto projektu nie je dosiahnuť žiadne konkrétne úlohy, ale popularizovať prieskum vesmíru, a preto som v skutočnosti súhlasil s účasťou na ňom. Z hľadiska čistej praxe vyzerá projekt Prielom Počúvajte oveľa zaujímavejšie.
Ste predseda redakčnej rady Bulletinu atómových vedcov, strážcovia hodín súdneho dňa. Aký je dôvod skutočnosti, že ste šípku posunuli o 30 sekúnd smerom k jadrovej katastrofe a ako ju môžeme posunúť späť?
- Hlavnou vecou je pochopiť, že naše hodiny neznamenajú absolútne, ale relatívne hodnoty. Inými slovami, posun ich šípok naznačuje, ako sa situácia v priebehu roka zmenila. V tomto prípade jednoducho hovoríme o skutočnosti, že teraz sa situácia stala nebezpečnejšou ako minulý rok.
Ruku sme posunuli o 30 sekúnd k jadrovej „polnoci“z niekoľkých dôvodov. Po prvé, prezidenti dvoch popredných jadrových mocností urobili sériu agresívnych vyhlásení o jadrových zbraniach a situáciu okolo nich sprísnili, ako tomu bolo predtým. Činy sú, samozrejme, presvedčivejšie ako slová, ale slová prezidentov stále stoja vo svete politiky veľa.
Zdá sa mi, že pán prezident Trump, málo rozumie tomu, čo predstavuje jadrové zbrane, a prečo je pre nás dôležité obmedziť ich šírenie. Preto jeho frázy o rozšírení amerického arzenálu a jeho neochota podieľať sa na dohodách o nešírení jadrových zbraní v nás vyvolali veľké znepokojenie.
Okrem zhoršovania vzťahov medzi Ruskom a Spojenými štátmi boli na našom rozhodnutí aj iné udalosti na svete. Severná Kórea pokračuje vo vykonávaní jadrových testov a spúšťania balistických rakiet a americké úrady dnes popierajú existenciu ďalšej nebezpečnej hrozby existencie celej civilizácie ako celku - globálneho otepľovania. Okrem toho sa objavili nové výzvy, ako sú počítačové útoky a počítačové vojny. To všetko nás prinútilo posunúť šípku o 30 sekúnd.
Ako ich môžete vrátiť späť? Zdá sa mi, že tento problém môžu vyriešiť iba obyčajní ľudia, pretože politici dlho nepočúvali vedcov. Začnú nás počúvať, až keď o tom bude hovoriť celá spoločnosť a náš časopis v skutočnosti existuje, aby informoval verejnosť a povzbudil ich, aby konali.
Stephen Hawking verí, že ľudstvo prežije len vtedy, ak sa do konca tohto storočia staneme „vesmírnym“druhom a začneme kolonizovať ďalšie planéty. Elon Musk vysvetlil podobné myšlienky. Ako realistické sú?
„Zdá sa mi, že na Zemi máme dosť problémov, ktoré treba vyriešiť skôr, ako pôjdeme kolonizovať Mars. V ďalekej budúcnosti, po niekoľkých storočiach, skutočne potrebujeme opustiť Zem, ale zatiaľ takáto potreba neexistuje. Elon dobre poznám, vyrába dobré rakety a elektrické autá, ale jeho plány kolonizovať Mars sú stále veľmi ďaleko od reality.
Ľudstvo sa podľa môjho názoru musí najprv stať pozemským druhom a naučiť sa spoločne riešiť globálne problémy skôr, ako začneme dobyť vesmír. Už sa postupne stávame takýmto druhom - v posledných desaťročiach sme si vyvinuli schopnosť zmeniť tvár Zeme na globálnej úrovni a musíme si na ňu zvyknúť.
Ak hovoríme o budúcnosti - dokážeme niekedy vidieť, čo sa stalo v prvom okamihu Veľkého tresku a kde sa uskutoční ďalší prielom v kozmológii?
- Na jednej strane môžeme povedať, že keby som presne vedel, kde v najbližších dvadsiatich rokoch urobíme prielom v kozmológii, potom by som už na tejto téme pracoval. Na druhej strane, vážne povedané, teraz sme na pokraji potenciálneho epochálneho objavu.
Mikrovlnné detektory na južnom póle, ktoré pozorujú ozvenu Veľkého tresku, takmer dosiahli potrebnú citlivosť, aby zachytili gravitačné vlny generované v prvom okamihu života vesmíru. Ak sa im podarí ich opraviť, dozvieme sa veľa o tom, ako to vyzeralo počas prvej milióntiny milióntiny sekundy (10 až mínus 18 stupňov za sekundu) svojej existencie.
Okrem toho dostaneme prvé jednoznačné údaje o tom, či existujú paralelné vesmíry, a vyriešime veľa otázok, ktoré boli nedávno považované za metafyziku, a nie niečo, čo sa dá empiricky testovať. Preto verím, že žijeme v jednom z najzaujímavejších období pre kozmológiu a astronómiu - stále nás čaká všetko najlepšie vo vede.