Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass einige Teile des Universums etwas Besonderes sein könnten. Einer der Eckpfeiler der modernen Astrophysik ist das kosmologische Prinzip, nach dem Beobachter auf der Erde dasselbe sehen wie Beobachter von jedem anderen Punkt im Universum, und dass die Gesetze der Physik überall gleich sind.
Viele Beobachtungen stützen diese Idee. Zum Beispiel sieht das Universum in alle Richtungen mehr oder weniger gleich aus, mit ungefähr der gleichen Verteilung der Galaxien auf allen Seiten.
In den letzten Jahren haben einige Kosmologen begonnen, die Gültigkeit dieses Prinzips in Frage zu stellen.
Sie verweisen auf Daten aus der Untersuchung von Typ-1-Supernovae, die mit immer größerer Geschwindigkeit von uns zurücktreten, was nicht nur darauf hinweist, dass sich das Universum ausdehnt, sondern auch auf eine immer stärkere Beschleunigung dieser Expansion.
Seltsamerweise ist die Beschleunigung nicht in alle Richtungen gleichmäßig. In einigen Richtungen beschleunigt sich das Universum schneller als in anderen.
Aber wie sehr können Sie diesen Daten vertrauen? Es ist möglich, dass wir in einigen Richtungen einen statistischen Fehler beobachten, der bei korrekter Analyse der erhaltenen Daten verschwindet.
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Rong-Jen Kai und Zhong-Liang Tuo vom Institut für Theoretische Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking überprüften erneut die Daten von 557 Supernovae aus allen Teilen des Universums und führten wiederholte Berechnungen durch.
Heute haben sie das Vorhandensein von Heterogenität bestätigt. Nach ihren Berechnungen tritt die schnellste Beschleunigung im Sternbild Pfifferlinge der nördlichen Hemisphäre auf. Diese Daten stimmen mit Daten aus anderen Studien überein, nach denen eine Inhomogenität der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung vorliegt.
Dies könnte dazu führen, dass Kosmologen zu dem kühnen Schluss kommen, dass das kosmologische Prinzip falsch ist.
Es stellt sich eine spannende Frage: Warum ist das Universum heterogen und wie wird sich dies auf die bestehenden Modelle des Kosmos auswirken?
Bereite dich auf eine galaktische Bewegung vor
Eine Gruppe von Forschern aus den USA und Kanada hat eine Karte der bewohnbaren Zonen der Milchstraße veröffentlicht. Der Artikel von Wissenschaftlern wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Astrobiology angenommen und sein Preprint ist unter arXiv.org verfügbar.
Die Milchstrasse
Nach modernen Konzepten wird die Galactic Habitable Zone (GHZ) als eine Region definiert, in der einerseits genügend schwere Elemente vorhanden sind, um Planeten zu bilden, und die andererseits nicht von kosmischen Kataklysmen betroffen ist. Die wichtigsten derartigen Kataklysmen sind laut Wissenschaftlern Supernova-Explosionen, die einen ganzen Planeten leicht "sterilisieren" können.
Im Rahmen der Studie haben Wissenschaftler ein Computermodell zur Bildung von Sternen sowie Supernovae vom Typ Ia (weiße Zwerge in binären Systemen, die einem Nachbarn Materie stehlen) und II (Explosion eines Sterns über 8 Sonnenmassen) erstellt. Infolgedessen konnten Astrophysiker Regionen der Milchstraße identifizieren, die theoretisch für die Besiedlung geeignet sind.
Darüber hinaus haben Wissenschaftler herausgefunden, dass mindestens 1,5 Prozent aller Sterne in der Galaxie (dh etwa 4,5 Milliarden von 3 × 1011 Sternen) bewohnte Planeten zu unterschiedlichen Zeiten existieren könnten.
Darüber hinaus sollten 75 Prozent dieser hypothetischen Planeten in Gezeitenerfassung sein, dh ständig mit einer Seite auf den Stern "schauen". Ob auf solchen Planeten Leben möglich ist, ist unter Astrobiologen umstritten.
Zur Berechnung der GHZ verwendeten die Wissenschaftler denselben Ansatz, mit dem die bewohnbaren Zonen um Sterne analysiert wurden. Eine solche Zone wird üblicherweise als Region um einen Stern bezeichnet, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines felsigen Planeten existieren kann.
Unser Universum ist ein Hologramm. Gibt es echte Realität?
Die Natur des Hologramms - "Ganzes in jedem Teilchen" - gibt uns eine völlig neue Art, die Struktur und Ordnung der Dinge zu verstehen. Wir sehen Objekte, zum Beispiel Elementarteilchen, getrennt, weil wir nur einen Teil der Realität sehen.
Diese Teilchen sind keine getrennten "Teile", sondern Facetten einer tieferen Einheit
Auf einer tieferen Ebene der Realität sind solche Teilchen keine getrennten Objekte, sondern sozusagen eine Fortsetzung von etwas Grundlegenderem.
Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass Elementarteilchen unabhängig von der Entfernung miteinander interagieren können, nicht weil sie mysteriöse Signale austauschen, sondern weil ihre Trennung eine Illusion ist.
Wenn die Trennung von Partikeln eine Illusion ist, dann sind auf einer tieferen Ebene alle Objekte auf der Welt unendlich miteinander verbunden.
Die Elektronen in den Kohlenstoffatomen in unserem Gehirn sind mit den Elektronen jedes schwimmenden Lachses, jedes schlagenden Herzens und jedes Sterns verbunden, der am Himmel leuchtet.
Das Universum als Hologramm bedeutet, dass wir es nicht sind
Das Hologramm sagt uns, dass wir ein Hologramm sind.
Wissenschaftler des Zentrums für astrophysikalische Forschung am Fermilab arbeiten derzeit an einem Holometer, das alles widerlegen wird, was die Menschheit jetzt über das Universum weiß.
Mit Hilfe des Geräts "Holometer" hoffen Experten, die verrückte Annahme zu beweisen oder zu widerlegen, dass das dreidimensionale Universum, wie wir es kennen, einfach nicht existiert und nichts weiter als eine Art Hologramm ist. Mit anderen Worten, die umgebende Realität ist eine Illusion und nichts weiter.
… Die Theorie, dass das Universum ein Hologramm ist, basiert auf der vor nicht allzu langer Zeit angenommenen Annahme, dass Raum und Zeit im Universum nicht kontinuierlich sind.
Sie bestehen angeblich aus getrennten Teilen, Punkten - wie aus Pixeln, weshalb es unmöglich ist, die "Bildskala" des Universums unendlich zu vergrößern und tiefer und tiefer in das Wesen der Dinge einzudringen. Bei Erreichen eines bestimmten Skalenwerts stellt sich heraus, dass das Universum so etwas wie ein digitales Bild von sehr schlechter Qualität ist - verschwommen, verschwommen.
Stellen Sie sich ein normales Foto aus einer Zeitschrift vor. Es sieht aus wie ein kontinuierliches Bild, zerfällt jedoch ab einer bestimmten Vergrößerung in Punkte, die ein einziges Ganzes bilden. Und auch unsere Welt soll aus mikroskopischen Punkten zu einem einzigen schönen, sogar konvexen Bild zusammengesetzt sein.
Eine erstaunliche Theorie! Und bis vor kurzem wurde sie nicht ernst genommen. Nur neuere Studien über Schwarze Löcher haben die meisten Forscher davon überzeugt, dass die "holographische" Theorie etwas enthält.
Tatsache ist, dass die allmähliche Verdunstung von Schwarzen Löchern, die von Astronomen im Laufe der Zeit entdeckt wurde, zu einem Informationsparadoxon führte - alle Informationen über das Innere des Lochs würden in diesem Fall verschwinden.
Und dies widerspricht dem Grundsatz der Informationserhaltung
Der Nobelpreisträger für Physik, Gerard t'Hooft, hat anhand der Arbeit des Jerusalemer Universitätsprofessors Jacob Bekenstein bewiesen, dass alle in einem dreidimensionalen Objekt enthaltenen Informationen innerhalb zweidimensionaler Grenzen gespeichert werden können, die nach seiner Zerstörung verbleiben, genau wie ein Bild eines dreidimensionalen Objekts Objekt kann in einem zweidimensionalen Hologramm platziert werden.
DER WISSENSCHAFTLER HAT EINMAL EINEN FANTASMUS
Zum ersten Mal wurde die "verrückte" Idee der universellen Illusion vom Physiker der Universität London, David Bohm, einem Kollegen von Albert Einstein, Mitte des 20. Jahrhunderts geboren.
Nach seiner Theorie funktioniert die ganze Welt ähnlich wie ein Hologramm.
Da jeder beliebig kleine Abschnitt des Hologramms das gesamte Bild eines dreidimensionalen Objekts enthält, wird jedes vorhandene Objekt in jeden seiner Bestandteile "eingebettet".
"Daraus folgt, dass es keine objektive Realität gibt", schloss Professor Böhm. „Trotz seiner scheinbaren Dichte ist das Universum im Grunde genommen ein Phantasma, ein gigantisches, luxuriös detailliertes Hologramm.
Denken Sie daran, dass ein Hologramm eine dreidimensionale Fotografie ist, die mit einem Laser aufgenommen wurde. Dazu muss zunächst das fotografierte Objekt mit Laserlicht beleuchtet werden. Dann ergibt der zweite Laserstrahl, der sich mit dem vom Objekt reflektierten Licht addiert, ein Interferenzmuster (Wechsel der Minima und Maxima der Strahlen), das auf dem Film aufgezeichnet werden kann.
Die fertige Aufnahme sieht aus wie eine bedeutungslose Zwischenschicht aus hellen und dunklen Linien. Es lohnt sich jedoch, das Bild mit einem anderen Laserstrahl zu beleuchten, da sofort ein dreidimensionales Bild des Originalobjekts erscheint.
Dreidimensionalität ist nicht die einzige wunderbare Eigenschaft, die einem Hologramm innewohnt
Wenn ein Hologramm mit einem Bild von beispielsweise einem Baum in zwei Hälften geschnitten und mit einem Laser beleuchtet wird, enthält jede Hälfte ein ganzes Bild desselben Baums mit genau derselben Größe. Wenn wir das Hologramm weiterhin in kleinere Stücke schneiden, finden wir auf jedem von ihnen wieder das Bild des gesamten Objekts als Ganzes.
Im Gegensatz zur konventionellen Fotografie enthält jeder Abschnitt des Hologramms Informationen über das gesamte Motiv, jedoch mit einer proportionalen Verringerung der Klarheit.
„Das Prinzip des Hologramms„ alles in jedem Teil “ermöglicht es uns, das Thema Organisation und Ordnung auf völlig neue Weise anzugehen“, erklärte Professor Böhm. „Während des größten Teils seiner Geschichte hat sich die westliche Wissenschaft mit der Idee entwickelt, dass der beste Weg, ein physikalisches Phänomen, sei es ein Frosch oder ein Atom, zu verstehen, darin besteht, es zu zerlegen und seine Bestandteile zu untersuchen.
Das Hologramm zeigte uns, dass sich einige Dinge im Universum nicht auf diese Weise erforschen lassen. Wenn wir etwas zerlegen, das holographisch angeordnet ist, erhalten wir nicht die Teile, aus denen es besteht, aber wir erhalten dasselbe, aber mit weniger Präzision.
Und hier erschienen alle erklärenden Aspekte
Böhm wurde auch durch das sensationelle Experiment mit Elementarteilchen zu der "verrückten" Idee angeregt. Der Physiker der Universität Paris, Alan Aspect, entdeckte 1982, dass Elektronen unter bestimmten Bedingungen unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen sofort miteinander kommunizieren können.
Es spielt keine Rolle, ob zwischen ihnen zehn Millimeter oder zehn Milliarden Kilometer liegen. Irgendwie weiß jedes Teilchen immer, was das andere tut. Verwirrt nur ein Problem dieser Entdeckung: Es verstößt gegen Einsteins Postulat über die maximale Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wechselwirkung, die der Lichtgeschwindigkeit entspricht.
Da das Reisen schneller als die Lichtgeschwindigkeit gleichbedeutend mit dem Durchbrechen einer Zeitbarriere ist, hat diese entmutigende Aussicht die Physiker tief in Zweifel über die Arbeit von Aspect gebracht.
Aber Böhm hat es geschafft, eine Erklärung zu finden. Ihm zufolge interagieren Elementarteilchen in jeder Entfernung, nicht weil sie einige mysteriöse Signale untereinander austauschen, sondern weil ihre Trennung illusorisch ist. Er erklärte, dass solche Teilchen auf einer tieferen Ebene der Realität keine getrennten Objekte sind, sondern tatsächlich Erweiterungen von etwas Grundlegenderem.
"Der Professor illustrierte seine komplizierte Theorie mit dem folgenden Beispiel zum besseren Verständnis", schrieb Michael Talbot, Autor von The Holographic Universe. - Stellen Sie sich ein Aquarium mit Fischen vor. Stellen Sie sich auch vor, Sie können das Aquarium nicht direkt sehen, sondern nur zwei Fernsehbildschirme, die Bilder von Kameras übertragen, die sich vor und das andere an der Seite des Aquariums befinden.
Wenn Sie sich die Bildschirme ansehen, können Sie feststellen, dass die Fische auf jedem Bildschirm separate Objekte sind. Da Kameras Bilder aus verschiedenen Winkeln übertragen, sehen Fische unterschiedlich aus. Aber wie Sie weiter beobachten, werden Sie nach einer Weile feststellen, dass es eine Beziehung zwischen den beiden Fischen auf verschiedenen Bildschirmen gibt.
Wenn sich ein Fisch dreht, ändert auch der andere die Richtung, etwas anders, aber immer entsprechend dem ersten. Wenn Sie einen Fisch von vorne sehen, ist der andere sicherlich im Profil. Wenn Sie kein vollständiges Bild der Situation haben, würden Sie eher zu dem Schluss kommen, dass die Fische irgendwie sofort miteinander kommunizieren müssen, dass dies kein Zufall ist."
- Die explizite superluminale Wechselwirkung zwischen Partikeln zeigt, dass eine tiefere Ebene der Realität vor uns verborgen ist. - Böhm erklärte das Phänomen der Experimente von Aspect. - Eine höhere Dimension als unsere, wie in Analogie zum Aquarium. Wir sehen diese Teilchen nur getrennt, weil wir nur einen Teil der Realität sehen.
Und die Teilchen sind keine getrennten "Teile", sondern Facetten einer tieferen Einheit, die letztendlich so holographisch und unsichtbar ist wie der oben erwähnte Baum.
Und da alles in der physischen Realität aus diesen "Phantomen" besteht, ist das Universum, das wir beobachten, selbst eine Projektion, ein Hologramm.
Was ein Hologramm sonst noch tragen kann, ist noch nicht bekannt
Nehmen wir zum Beispiel an, es ist die Matrix, die alles auf der Welt hervorbringt, zumindest enthält sie alle Elementarteilchen, die irgendeine mögliche Form von Materie und Energie aufgenommen haben oder einmal annehmen werden - von Schneeflocken bis zu Quasaren, von Blauwalen bis zu gamma Strahlen. Es ist wie ein universeller Supermarkt, der alles hat.
Obwohl Böhm zugab, dass wir nicht wissen können, was das Hologramm sonst noch enthält, erlaubte er sich zu argumentieren, dass wir keinen Grund haben anzunehmen, dass nichts anderes darin ist. Mit anderen Worten, es ist möglich, dass die holographische Ebene der Welt nur eine der Stufen der endlosen Evolution ist.
OPTIMISTENSTELLUNGNAHME
Der Psychologe Jack Kornfield erinnert sich an sein erstes Treffen mit dem inzwischen verstorbenen Lehrer des tibetischen Buddhismus Kalu Rinpoche und erinnert sich, dass der folgende Dialog zwischen ihnen stattgefunden hat:
- Können Sie mir in wenigen Sätzen die Essenz buddhistischer Lehren erklären?
„Ich hätte es tun können, aber du wirst mir nicht glauben, und du wirst viele Jahre brauchen, um zu verstehen, wovon ich spreche.
- Wie auch immer, bitte erklären Sie, also möchte ich es wissen. Rinpoches Antwort war äußerst kurz:
- Du existierst nicht wirklich.
Die Zeit besteht aus Granulaten
Aber ist es möglich, diese Illusion mit Instrumenten zu "fühlen"? Es stellte sich heraus, ja. In Deutschland forscht das in Hannover gebaute Gravitationsteleskop GEO600 seit mehreren Jahren an der Detektion von Gravitationswellen, Raum-Zeit-Schwingungen, die supermassive Weltraumobjekte erzeugen.
Im Laufe der Jahre wurde jedoch keine einzige Welle gefunden. Einer der Gründe sind seltsame Geräusche im Bereich von 300 bis 1500 Hz, die der Detektor lange aufzeichnet. Sie stören seine Arbeit wirklich.
Die Forscher suchten vergeblich nach der Geräuschquelle, bis Craig Hogan, Direktor des Zentrums für astrophysikalische Forschung am Fermi-Labor, sie versehentlich kontaktierte.
Er erklärte, er verstehe, was los sei. Ihm zufolge folgt aus dem holographischen Prinzip, dass Raumzeit keine durchgehende Linie ist und höchstwahrscheinlich eine Sammlung von Mikrozonen, Körnern, eine Art Quanten der Raumzeit.
- Und die Genauigkeit der heutigen GEO600-Ausrüstung reicht aus, um die Schwingungen des Vakuums aufzuzeichnen, die an den Grenzen der Raumquanten auftreten, aus deren Körnern das Universum besteht, wenn das holographische Prinzip korrekt ist, - erklärte Professor Hogan.
Ihm zufolge ist GEO600 gerade auf eine grundlegende Begrenzung der Raumzeit gestoßen - das "Korn", genau wie das Korn der Zeitschriftenfotografie. Und er nahm dieses Hindernis als "Lärm" wahr.
Und Craig Hogan, der Bohm folgt, wiederholt mit Überzeugung:
- Wenn die Ergebnisse von GEO600 meinen Erwartungen entsprechen, leben wir alle wirklich in einem riesigen Hologramm von universellen Ausmaßen.
Bisher stimmen die Messwerte des Detektors genau mit seinen Berechnungen überein, und es scheint, dass die wissenschaftliche Welt kurz vor einer grandiosen Entdeckung steht.
Experten erinnern daran, dass das Fremdgeräusch, das die Forscher des Bell Laboratory - eines großen Forschungszentrums auf dem Gebiet der Telekommunikation, der Elektronik und der Computersysteme - während der Experimente im Jahr 1964 verärgerte, bereits 1964 ein Vorbote eines globalen Wandels im wissenschaftlichen Paradigma wurde: Auf diese Weise wurde die Reliktstrahlung entdeckt, die die Hypothese bestätigte über den Urknall.
Und Wissenschaftler erwarten einen Beweis für die holographische Natur des Universums, wenn das Holometer mit voller Leistung arbeitet. Wissenschaftler hoffen, dass er die Menge an praktischen Daten und Kenntnissen über diese außergewöhnliche Entdeckung, die immer noch mit dem Gebiet der theoretischen Physik zusammenhängt, erhöhen wird.
Der Detektor ist folgendermaßen angeordnet: Sie strahlen einen Laser durch einen Strahlteiler, von dort aus passieren zwei Strahlen zwei senkrechte Körper, werden reflektiert, kommen zurück, verschmelzen und erzeugen ein Interferenzmuster, bei dem jede Verzerrung über eine Änderung des Verhältnisses der Körperlängen informiert, da die Gravitationswelle durch die Körper geht und komprimiert oder streckt den Raum ungleichmäßig in verschiedene Richtungen.
- "Holometer" wird es ermöglichen, die Skala der Raum-Zeit zu vergrößern und zu sehen, ob die Annahmen über die Bruchstruktur des Universums, die ausschließlich auf mathematischen Schlussfolgerungen beruhen, bestätigt werden, - schlägt Professor Hogan vor.
Die ersten mit dem neuen Gerät erhaltenen Daten werden Mitte dieses Jahres vorliegen.
STELLUNGNAHME DES PESSIMISTEN
Der Präsident der Royal Society of London, Kosmologe und Astrophysiker Martin Rees: "Die Geburt des Universums wird uns für immer ein Rätsel bleiben."
- Wir verstehen die Gesetze des Universums nicht. Und Sie werden nie erfahren, wie das Universum erschienen ist und was es erwartet. Hypothesen über den Urknall, der angeblich die Welt um uns herum hervorgebracht hat, oder über die Tatsache, dass viele andere parallel zu unserem Universum existieren könnten, oder über die holographische Natur der Welt - werden unbewiesene Annahmen bleiben.
Zweifellos gibt es Erklärungen für alles, aber es gibt keine solchen Genies, die sie verstehen könnten. Der menschliche Geist ist begrenzt. Und er erreichte sein Limit. Noch heute verstehen wir beispielsweise die Mikrostruktur eines Vakuums nicht so gut wie Fische in einem Aquarium, die sich der Funktionsweise der Umgebung, in der sie leben, überhaupt nicht bewusst sind.
Ich habe zum Beispiel Grund zu der Annahme, dass der Raum eine zelluläre Struktur hat. Und jede ihrer Zellen ist Billionen von Billionen Mal kleiner als ein Atom. Aber wir können dies nicht beweisen oder widerlegen oder verstehen, wie eine solche Konstruktion funktioniert. Die Aufgabe ist zu schwierig, jenseits des menschlichen Verstandes.
Computermodell der Galaxie
Nach neun Monaten Computerarbeit auf einem leistungsstarken Supercomputer haben Astrophysiker ein Computermodell einer wunderschönen Spiralgalaxie erstellt, das eine Kopie unserer Milchstraße ist.
Gleichzeitig wird die Physik der Entstehung und Entwicklung unserer Galaxie beobachtet. Mit diesem Modell, das von Forschern der University of California und des Instituts für Theoretische Physik in Zürich erstellt wurde, können Sie das Problem der Wissenschaft lösen, das sich aus dem vorherrschenden kosmologischen Modell des Universums ergibt.
"Frühere Versuche, eine massive Scheibengalaxie wie die Milchstraße zu erschaffen, schlugen fehl, weil das Modell eine zu große Ausbuchtung (zentrale Ausbuchtung) für die Scheibe aufwies", sagte Javiera Guedes, Doktorandin für Astronomie und Astrophysik an der University of California und Autorin eines Forschungspapiers über Dieses Modell heißt Eris (englisch "Eris"). Die Studie wird im Astrophysical Journal veröffentlicht.
Eris ist eine massive Spiralgalaxie mit einem Kern im Zentrum, der aus hellen Sternen und anderen strukturellen Objekten besteht, die in Galaxien wie der Milchstraße gefunden werden. In Bezug auf Parameter wie Helligkeit, das Verhältnis der Breite des Zentrums der Galaxie zur Breite der Scheibe, die Sternzusammensetzung und andere Eigenschaften stimmt es mit der Milchstraße und anderen Galaxien dieses Typs überein.
Laut dem Co-Autor Piero Madau, Professor für Astronomie und Astrophysik an der University of California, wurden beträchtliche Mittel für die Umsetzung des Projekts ausgegeben, mit dem 1,4 Millionen Prozessorstunden Rechenzeit auf einem Supercomputer auf einem NASA-Plejaden-Computer erworben wurden.
Die erhaltenen Ergebnisse ermöglichten es, die Theorie der "kalten dunklen Materie" zu bestätigen, wonach die Entwicklung der Struktur des Universums unter dem Einfluss von Gravitationswechselwirkungen der dunklen kalten Materie ablief ("dunkel" aufgrund der Tatsache, dass sie nicht sichtbar ist, und "kalt" aufgrund der Tatsache, dass Teilchen vorhanden sind sehr langsam bewegen).
„Dieses Modell verfolgt die Wechselwirkung von mehr als 60 Millionen Dunkler Materie und Gaspartikeln. Sein Code umfasst die Physik von Prozessen wie Schwerkraft und Hydrodynamik, Sternentstehung und Supernova-Explosionen - alles in der höchsten Auflösung aller kosmologischen Modelle der Welt “, sagte Guedes.
