Jawapan Untuk Cabaran Terhebat Ilmu: Sejauh Mana Kita Tiba? - Pandangan Alternatif

Isi kandungan:

Jawapan Untuk Cabaran Terhebat Ilmu: Sejauh Mana Kita Tiba? - Pandangan Alternatif
Jawapan Untuk Cabaran Terhebat Ilmu: Sejauh Mana Kita Tiba? - Pandangan Alternatif

Video: Jawapan Untuk Cabaran Terhebat Ilmu: Sejauh Mana Kita Tiba? - Pandangan Alternatif

Video: Jawapan Untuk Cabaran Terhebat Ilmu: Sejauh Mana Kita Tiba? - Pandangan Alternatif
Video: APA SEBENARNYA ELEMENMU? 4 ELEMEN UTAMA JIWA - TES PSIKOLOGI KEPRIBADIAN 2024, Mac
Anonim

Banyak yang tidak diketahui mengenai sifat alam semesta itu sendiri. Rasa ingin tahu yang ada pada manusia, menyebabkan pencarian jawapan kepada persoalan ini, yang mendorong sains maju. Kami telah mengumpulkan sejumlah besar pengetahuan, dan kejayaan dua teori utama kami - teori medan kuantum, yang menerangkan Model Piawai, dan relativiti umum, yang menggambarkan graviti - menunjukkan sejauh mana kita telah sampai dalam memahami realiti itu sendiri.

Banyak orang pesimis terhadap usaha kita sekarang dan rancangan masa depan untuk menyelesaikan misteri kosmik hebat yang membingungkan kita hari ini. Hipotesis terbaik kami untuk fizik baru, termasuk supersimetri, dimensi tambahan, teknik, teori rentetan dan lain-lain, setakat ini belum dapat mendapatkan pengesahan eksperimen. Tetapi ini tidak bermaksud bahawa fizik sedang dalam krisis. Ini bermaksud bahawa semuanya betul-betul sebagaimana mestinya: fizik memberitahu kebenaran tentang alam semesta. Langkah seterusnya akan menunjukkan sejauh mana kita mendengar.

Misteri alam semesta terbesar

Satu abad yang lalu, soalan terbesar yang dapat kita ajukan termasuk beberapa teka-teki eksistensial yang sangat penting seperti:

  • Apakah unsur unsur terkecil?
  • Adakah teori kekuatan alam kita benar-benar asas, atau diperlukan pemahaman yang lebih mendalam?
  • Seberapa besar alam semesta?
  • Adakah Alam Semesta kita selalu wujud atau pernah muncul pada masa-masa tertentu pada masa lalu?
  • Bagaimana bintang-bintang bersinar?

Pada masa itu, misteri-misteri ini memenuhi pemikiran orang-orang terhebat. Ramai yang tidak menyangka bahawa mereka boleh dijawab. Secara khusus, mereka menuntut pelaburan sumber daya yang begitu besar sehingga diusulkan untuk hanya puas dengan apa yang kita ketahui pada waktu itu dan menggunakan pengetahuan ini untuk pengembangan masyarakat.

Sudah tentu, kami tidak melakukannya. Melabur dalam masyarakat sangat penting, tetapi sama pentingnya untuk mendorong batas-batas yang diketahui. Berkat penemuan dan kaedah penyelidikan baru, kami dapat memperoleh jawapan berikut:

  • Atom terdiri daripada zarah-zarah subatom, banyak yang dibahagikan kepada unsur-unsur yang lebih kecil; kita sekarang mengetahui keseluruhan Model Piawai.
  • Teori klasik kami telah digantikan dengan teori kuantum, menggabungkan empat kekuatan asas: nuklear kuat, elektromagnetik, nuklear lemah, dan daya graviti.
  • Alam semesta yang dapat dilihat merangkumi 46.1 bilion tahun cahaya ke semua arah; alam semesta yang dapat dilihat dapat menjadi lebih besar atau tidak terbatas.
  • 13.8 bilion tahun telah berlalu sejak peristiwa yang dikenali sebagai Big Bang yang melahirkan alam semesta yang kita kenal. Ia didahului oleh era inflasi dengan jangka waktu yang tidak terbatas.
  • Bintang bersinar berkat fizik pelakuran nuklear, menukar bahan menjadi tenaga mengikut formula Einstein E = mc2.

Namun, ini hanya memperdalam misteri ilmiah yang mengelilingi kita. Dengan semua yang kita tahu mengenai zarah-zarah asas, kita pasti pasti ada banyak perkara lain di Alam Semesta yang masih belum kita ketahui. Kami tidak dapat menjelaskan kehadiran zat gelap yang jelas, kami tidak memahami tenaga gelap, dan kami tidak tahu mengapa alam semesta berkembang dengan cara ini dan bukan sebaliknya.

Video promosi:

Kami tidak tahu mengapa zarah-zarah itu sama besar; mengapa Alam Semesta dibanjiri oleh jirim, bukan antimateri; mengapa neutrino mempunyai jisim. Kita tidak tahu apakah protonnya stabil, apakah protonnya akan reput, atau jika graviti adalah kekuatan alam kuantum. Dan walaupun kita tahu bahawa inflasi didahului oleh Big Bang, kita tidak tahu apakah inflasi itu sendiri bermula atau kekal.

Bolehkah manusia menyelesaikan teka-teki ini? Mungkinkah eksperimen yang dapat kita lakukan dengan teknologi semasa atau masa depan dapat menjelaskan misteri asas ini?

Image
Image

Jawapan untuk soalan pertama adalah mungkin; kita tidak tahu apa rahsia yang ada sehingga kita melihat. Jawapan untuk soalan kedua adalah jelas. Walaupun setiap teori yang pernah kita kemukakan mengenai apa yang berada di luar batas yang diketahui - Model Piawai dan Relativiti Umum - 100% salah, terdapat sejumlah besar maklumat yang dapat diperoleh dengan melakukan eksperimen yang akan kita lancarkan selanjutnya. generasi. Tidak membina semua pemasangan ini akan menjadi kebodohan besar, walaupun mereka mengesahkan senario mimpi buruk yang ditakuti oleh ahli fizik zarah selama bertahun-tahun.

Apabila anda mendengar tentang pemecut zarah, anda mungkin membayangkan semua penemuan baru ini yang menanti kita pada tenaga yang lebih tinggi. Janji partikel baru, kekuatan baru, interaksi baru, atau bahkan bidang fizik yang sama sekali baru adalah teori yang suka disalahkan oleh teori, walaupun percubaan demi percubaan salah dan tidak menepati janji-janji itu.

Ada alasan yang baik untuk ini: kebanyakan idea yang dapat dikemukakan dalam bidang fizik telah dikecualikan atau dibatasi oleh data yang sudah kita miliki. Sekiranya anda ingin menemui zarah, medan, interaksi, atau fenomena baru, anda tidak boleh mendalilkan sesuatu yang tidak sesuai dengan yang sudah kita ketahui dengan pasti. Sudah tentu, kita dapat membuat andaian yang kemudian berubah menjadi salah, tetapi data itu sendiri harus sesuai dengan teori baru.

Inilah sebabnya mengapa usaha terbesar dalam bidang fizik bukan kepada teori baru atau idea baru, tetapi untuk eksperimen yang akan membolehkan kita bergerak melampaui apa yang telah kita terokai. Pasti, mencari boson Higgs boleh menjadi buzz besar, tetapi seberapa kuat Higgs berkaitan dengan boson Z? Apakah semua hubungan antara kedua zarah ini dan yang lain dalam Model Piawai? Seberapa mudah untuk membuatnya? Setelah dibuat, akan ada kerosakan bersama yang berbeza dari kerosakan Higgs standard dan boson Z standard?

Terdapat teknik yang dapat digunakan untuk menyelidiki ini: membuat perlanggaran elektron-positron dengan jisim tepat Higgs dan Z-boson. Daripada beberapa puluhan atau ratusan peristiwa yang membuat boson Higgs dan Z, seperti yang dilakukan oleh LHC, anda boleh membuat ribuan, ratusan ribu, atau bahkan berjuta-juta daripadanya.

Sudah tentu, masyarakat umum akan lebih teruja untuk mencari zarah baru daripada yang lain, tetapi tidak setiap eksperimen dirancang untuk membuat zarah baru - dan tidak semestinya. Sebahagiannya bertujuan untuk menyelidiki perkara yang sudah diketahui oleh kita dan mengkaji secara terperinci sifatnya. The Large Electron-Positron Collider, pendahulu LHC, tidak pernah menemui satu zarah asas baru. Seperti eksperimen DESY, yang bertembung elektron dengan proton. Begitu juga collider ion berat relativistik.

Image
Image

Dan ini diharapkan; tujuan ketiga-tiga collider ini berbeza. Ini terdiri daripada meneroka perkara yang benar-benar wujud dengan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Nampaknya eksperimen ini tidak hanya mengesahkan Model Piawai, walaupun semua yang mereka temui sesuai dengan Model Piawai. Mereka mencipta zarah sebatian baru dan mengukur ikatan di antara mereka. Hubungan kerosakan dan percabangan dijumpai, serta perbezaan halus antara bahan dan antimateri. Sebilangan zarah berkelakuan berbeza dengan rakan cermin mereka. Yang lain nampaknya melanggar simetri pembalikan masa. Namun, yang lain telah dicampuradukkan, mewujudkan keadaan terikat yang tidak kita sedari.

Tujuan eksperimen saintifik yang hebat seterusnya bukan sekadar mencari satu perkara atau menguji satu teori baru. Kita perlu mengumpulkan sejumlah besar data yang tidak tersedia, dan membiarkan data itu membimbing industri.

Sudah tentu, kita dapat merancang dan membina eksperimen atau observatorium berdasarkan apa yang kita jangkakan. Tetapi pilihan terbaik untuk masa depan sains adalah mesin serbaguna yang dapat mengumpulkan sejumlah besar dan banyak data yang tidak mungkin dapat dilakukan tanpa pelaburan yang begitu besar. Inilah sebabnya mengapa Hubble begitu berjaya, mengapa Fermilab dan LHC telah mendorong perbatasan lebih jauh dari sebelumnya, dan mengapa misi masa depan seperti Teleskop Angkasa James Webb, pemerhatian kelas 30 meter atau collider masa depan akan diperlukan jika kita ingin menjawab yang paling asas soalan dari semua.

Ada pepatah lama dalam perniagaan yang juga berlaku untuk sains: “Lebih cepat. Lebih baik. Lebih murah. Pilih dua. " Dunia bergerak lebih pantas dari sebelumnya. Sekiranya kita mula menabung dan tidak melabur dalam "terbaik", itu seperti menyerah.

Ilya Khel

Disyorkan: