Lisa Randall mi říká, že může mít ponětí k dalšímu velkému tajemství kosmologie.
Související obsah
- Otevření podivných portálů ve fyzice
Obědváme v restauraci v hotelu Charles, nedaleko Harvardu, kde vyučuje teoretickou fyziku, se specializacemi na fyziku částic, teorii strun, matematiku, astrofyziku a kosmologii. Randall, štíhlá žena, nyní 50, připomíná jednu z mladších Joan Didion - světelné roky vědomí za očima.
Je hvězdnou profesorkou hvězd, kosmologickou celebritou a jen zčásti proto, že je první teoretickou fyzičkou, která byla na Harvardu. Právě její dohad na konci 90. let o „extra dimenzích“ teorie strun získával její význam v oboru. Získala více pozornosti pro své vysvětlení Higgsovy bosonové pátrání a pro její následné spisy, které se pokoušely vysvětlit nám ostatní, co dělá a jak vzrušující je to udělat, naposledy Knocking on Heaven's Door .
A teď si myslí, že ona a její kolegové z Harvardské fyziky našli něco nového. To, co je nadšené, je „temná hmota“, která - spolu s „temnou energií“ - vytváří velkou většinu známého vesmíru. Současný odhad je, že 70 procent vesmíru je temná energie a 26 procent temné hmoty. Což je až 96 procent. To znamená, že to, co vidíme a víme, činí až 4 procenta.
Čtyři procenta! Neviditelných 96 procent zřejmě udržuje vesmír v gravitační rovnováze, brání mu v kolapsu na sebe nebo rozptýlení do virtuální nicoty. Ale o tom víme téměř nic jiného. Problém byl v tom, že se zdá, že temné věci interagují se 4 procenty, které známe, a to způsobem, který nám dává vodítko k jeho povaze.
Ale Randall věří, že mohla najít vodítko. Ve skutečnosti den předtím, než jsme se setkali, přednesla přednášku na americké asociaci pro konferenci o pokroku vědy v Bostonu, kde oznámila, že mohla najít důkazy o interakci temné hmoty s naší hmotou. Potenciálně senzační vývoj pro kosmology právě nyní vyrazí do nezmapované rozlehlosti vesmíru temné hmoty.
Začalo to, říká mi, protože „tam byl signál, kterému jsem chtěl porozumět.“
"Signál z vesmíru?" Zeptal jsem se jí.
"Signál ze satelitu, který viděl do středu galaxie." Daleko, daleko od srdce Mléčné dráhy, se mohly navzájem srážet a "zničit" dva nekonečně malé částice tmavé hmoty. Ale místo toho, aby nezanechaly žádné stopy, putovaly signály zničení po obrovském prostoru, který byl detekován satelitem Země obíhajícím Fermi. Pokud jsou tyto signály potvrzeny, říká Randall, mohou to být důkazy o interakcích temné hmoty - snad první čitelné otisky prstů temné hmoty, které se zachytí v naší skromné 4% říši.
„Dobře vím, že signál může být falešný, “ říká, ale co je důležité, je proces pokusu vytvořit model, který to předpovídá. Uvažoval jsem o modelu, kde by existovaly interakce pro temnou hmotu, a pak jsem si uvědomil, že ve skutečnosti je to celý další scénář, který je zajímavý sám o sobě, a ve skutečnosti funguje lépe a mohl by vést k ochlazení složky temné hmoty, což by způsobilo, že by se to rozpadlo na disk, jak to dělají baryony. “
V tomto okamžiku, kdy „se baryony zhroutí na disk“, jsem úplně ztracen, ale „důležitá věc, “ pokračuje, „je to, že je to jen scénář, který kupodivu nikdo nezvažoval. Lidé přemýšleli o interakci temné hmoty - ale nechali interagovat veškerou temnou hmotu. A [v tomto modelu] je to velmi omezené. “Je to nekonečná část 96% deigningů, která by mohla komunikovat s našimi chudými, žalostnými 4 procenty.
Reportér ve mně najednou cítí, že to může být obrovská lopatka, kosmická lopatka - právě včera mohla být opona zvednuta na většině z 96 procent vesmíru, o kterém jsme byli bezradní. Matematický program ve mně však zoufal ve skutečné pochopení toho, co mi říká.
Naštěstí mi ukazuje kopii svých poznámek k jejímu rozhovoru AAAS, nazvanému „Co je temná hmota?“ Přestože mi mnoho věcí zůstává nejasných, dává to skvělý smysl pro její hlas, když mluví se svými vrstevníky - opatrná, ale někdy bujná .
Zde je několik vzorků:
„Není tma - je to skutečně transparentní!
—Hopes to vidí na základě toho, že je trochu neprůhledný.
—Talk dnes ... alternativy ke standardnímu paradigmatu WIMP.
WIMP, říká mi Randall, znamená „Slabé interaktivní masivní částice“, dominantní paradigma temné hmoty k tomuto bodu.
„Proč by mělo být všechno jako naše záležitost?
—Jaké je záhadné, že energie uložená v temné hmotě a obyčejná hmota jsou tak podobné.
—Experimentální lampy: LHC.
(LHC je Large Hadron Collider, multibilionový urychlovač částic na švýcarské hranici, který našel důkazy o Higgsově částici - nebo „něco propracovanějšího“, jak říká v novém předmluvě k Nebeským dveřím, protože věří, že existují některé nejasnosti v důkazu, že Big Discovery ve skutečnosti byla Higgsova částice. LHC je nyní v obchodě, abych tak řekl, dostalo se dovybavení, aby vytvořilo ještě více neuvěřitelně energizované srážky částic, což, jak mi řekla, by mohlo odhalit další anomálie, které naznačují něco o temné hmotě.
- Čekáme na vyšší energie, větší intenzitu.
(Nejsme všichni?)
- Ještě nevíte, jestli tento sloupek lamp ve správné oblasti.
(To neznamená Švýcarsko, ale super-subatomická nekonečnost.)
Tady je její signál:
- Částice temné hmoty zasáhla další částici temné hmoty a zničila ji.
—Anihilace vytváří částice standardního modelu [již objevený typ 4 procenta].
—Není tmavé!
Poté následuje stránka s hlavičkou, která je napsaná téměř palcovými písmeny:
—To všechno změní!
Na závěr uzavře tyto řádky:
—Vím, co chtějí všichni vědět, kdy uvidíme temnou hmotu.
„Odpověď může být dříve - nebo později - než si myslíme!
Zdá se docela jisté, že když se to stane, stane-li se to brzy, bude Lisa Randall mezi prvními, kdo to budou vědět.
(Poslední zprávy, které se objevují od chvíle, kdy naše diskuse naznačují další možná pozorování temné hmoty, ale Randall věří, že její scénář částečné interakce je stále významný)
***
Ačkoli Randallova práce vnáší její myšlenky do vesmíru, je otázkou další dimenze, vnitřního prostoru, na kterou dává nejkomplikovanější odpověď během našeho oběda. Subjekt se blíží ke konci, když kopí vidličky mého borůvkového švec. Ptám se jí na lidské vědomí - temnou hmotu uvnitř nás - jmenovitě, zda přemýšlela o otázce mysli / mozku: Je mysl mozkem produktem mozku, všechny naše myšlenky neurochemicky určené (jak říkají „materialisté“), nebo je mysl není otrok fyzického mozku, jaksi schopná svobodné vůle (jak věří „dualisté“)? Nebo nemůžeme na tuto otázku nikdy odpovědět? Filozof Colin McGinn sám sebe nazývá „Mysteriánem“ jako poctou kapele s jedním hitem 60. let („96 Tears“) Question Mark & The Mysterians, protože si myslí, že naše vědomí nemusí být nikdy schopno pochopit tajemství své vlastní povahy .
Zdá se, že Randall bere McGinnovo tvrzení jako výzvu: „Zaprvé si myslím, že je vždycky chybou říkat„ nikdy “, protože o tom pravděpodobně rozumíme mnohem více, i když tomu nakonec nakonec nerozumíme. Zadruhé jsme se na tuto otázku příliš dlouho neodpovídali. Teď rozumíme mnoha věcem, kterým jsme předtím nerozuměli. A je to strašně těžké, protože ani nevíme, co máme na mysli pod vědomím. “
O čem Randall mluví, když mluví o vědomí, je kontinuum.
"Myslím, že jednou chybou, kterou často děláme, je, že si myslíme, že je to binární věc, jako bychom si byli vědomi, nebo ne." Myslím, že existuje spektrum vědomí a myslím, že je zajímavé studovat to - rozdíl mezi rostlinou a psem, rozdíl mezi psem a dítětem, mezi dítětem a mírně starším člověkem ... Myslím, že je to druh kontinuum. “Při pohledu na to tímto způsobem říká:„ byl by to dobrý začátek. “
"Rád bych vás viděl, jak to berete, " říkám.
"Ano, možná to vezmu příště, " odpověděla se smíchem - poté, co vyřešila otázku 96 procent vesmíru, o kterém nevíme.
Její představa o kontinuu vědomí mi připomíná pozorování velkého shakespearovského režiséra Petera Brooka. "To, že někdo žije, nestačí, " řekl Brook. "Můžeš být jedno procento naživu, můžeš být dvacet procent naživu." S Shakespearem má člověk něco velmi mimořádného - muže, který není jen sto procent naživu, ale možná tisíc, dokonce deset tisíc, milion procent naživu. “
To je to, co považujeme za fascinující, tak úctyhodné pro kosmology, astrofyziky, matematické génia. Jak mnohem živější jsou k povaze existence - do obrovských říší dalších dimenzí - zdá se, že jsou. Jaké to musí být? Vzrušující, děsivé, možná izolační, protože na Zemi je tak málo lidí, kteří to dokážou pochopit, mnohem méně se o to podělit.
Ptám se Randallové na otázku, jak inspiruje její práce. Citovala velkého ruského básníka Puškina: „Inspirace je potřebná v geometrii stejně jako v poezii.“ Inspirace pro její kariérní představu „extra dimenzí“, řekla mi pak, přišla na procházku, kterou prošla starý kamenný klenutý most přes řeku Charles.
"Na tom mostě máš nápad na další dimenze?" Zeptám se jí.
Odmítá vypálit anekdotu - v análech fyziky je již spousta slavných příběhů o eureka-momentech - a prostě říká: „No, byl to vhled, “ prohlásila druhé slovo sebepodceňujícím způsobem. Vhled nemusí nutně znamenat novou pravdu. Někdy je to jen nový způsob pohledu na věci. "Mnohokrát, když děláme svou práci, jsme [uvnitř], dáváme dohromady vzorce a někdy si o tom nemyslíte jako ve světě, ve kterém žijete." „Bylo jen zábavné myslet si, že možná existují i další dimenze.“
Extra dimenze znamenají matematické oblasti nad rámec tří (nebo čtyř, pokud počítáte čas - a měli byste), které známe. Teorie strun nyní počítá až do 11 rozměrů. Po cestě, jak to bylo složitější, je to stále kontroverzní. Ve skutečnosti na jednom z jejích vzácných projevů emocí během našeho oběda mi Randall řekla, že „byla dost lidí, kteří se ptají na to, co říká Lee Smolin“, o teorii strun. Smolin je uznávaný, pokud kontradikální teoretický fyzik, který tvrdí, že strunové teorie zašli příliš daleko při stavbě hradů ve vzduchu. Randall chrání její další rozměry.
Přes její náklonnost k citátu Pushkin, ona mi říká, že nemá ráda myslet na její práci jako na čistě vystřelenou „inspirací“. Nazývá to „myšlení shora dolů“ - nejprve přichází s vysokým konceptem a pak se snaží najít struktury, které ji podporují. Dává přednost myšlení zdola nahoru. Opravdu popisuje svou metodu, s určitou pokorou, jako pouhé „řešení hádanek“ a najde nejlepší metaforu pro svůj oblíbený sport, horolezectví.
"Jsi venku." Je to krásné, “říká, „ je zaměřena na zajímavý problém ... a někde vstáváte. “Zjistila, která cesta k skalnímu útesu bude plodná a která povede k mrtvému nebo nebezpečnému konci - a pak to dělá. Se všemi riziky a nebezpečími, které s sebou nese. (Nedávno v Řecku „šplhala“, říká.) Ve své práci postupuje stejným způsobem krok za krokem. Výsledkem je, že je méně než poblázněna romantickými termíny vědeckého světa, jako je „krása“ a „elegance“. „Nemyslím si, že jde o„ pravdu je krása “nebo„ krása je pravda “, “ říká. "Dávám přednost tomu, co funguje, ne tak elegantně jako ekonomicky" - pokud nejkratší vzdálenost mezi dvěma body, nejjednodušší způsob, jak se tam dostat.
Dokonce i pro outsidera je zřejmé, že Randall dělá nejen důležitou vědu, ale také dělá něco velmi statečného v kultuře vědy. Ve svém projevu přebírá největší tajemství vesmíru a říká většinou mužské vědecké komunitě, která upřednostňovala model WIMP, že může být mimo kurz. Člověk se musí vyhnout tendenci myslet na to jako na Nancy Drew versus na Hardy Boys.
Věděli jste, že budeme muset někdy mluvit o pohlaví, že?
Harvard byl před několika lety nucen pro války s genderem a vědou, když Larry Summers, tehdejší prezident univerzity, předložil zápalný návrh, že důvodem, proč je tak málo žen na vrcholu matematických a vědeckých profesí, může být to, že ženy jsou prostě není tak vhodný pro vědu a matematiku. S důsledkem, že to nebylo kulturní podmínění, ale genetické zapojení mozku.
"Pravděpodobně jste na tuto otázku odpověděli milionkrát, " řeknu Randallovi, "ale dovolte mi, abych se vás na něco zeptal: ne, zda jsou ženy lepší nebo horší, ale zda existuje rozdíl ve způsobu, jakým ženy vnímají vědecké otázky." “
"Věci, které řeknu, je, že s kulturami se s ženami zachází odlišně, " říká, "což znamená, že si myslím, že jsi více kritizována, musíš poslouchat trochu víc, musíš se ospravedlnit." Takže si myslím, že existují způsoby, jak pravděpodobně budete muset tvrději pracovat. Mohu být dobrý posluchač. Můžu se zeptat na správné otázky mnohokrát. Často nejste docela doma, vidíte věci trochu jinak.
"Mohla by to být dobrá a špatná věc, že?" Vidíte věci, jako když cizinci přicházejí do nové země, vidíte věci trochu jinak. “
Poslouchejte Signály ...
"A, víte, vyrostl jsem skoro ve stejném světě, skoro jsem chodil do stejných tříd [jako mužští vrstevníci], ale máte trochu jiný zážitek ..."
Zaměření na vědu je v genderové diskusi nesprávné. "Je to součástí většího problému o ženách ve společnosti a myslím si, že [zaměření na vědu] je jako snažit se vyřešit problém umírajícího stromu tím, že se někde podíváme na malý drobný kořen."
***
Od konce vesmíru do konce vesmíru: Když jsem mluvil s Randallem, vzpomněl jsem si na Woodyho Allena ve Stardust Memories, který hlásal, že vesmír skončí, když se veškerá hmota „rozpadne“ po bilionech let. Jeho ponurá implikace - ta, která zůstává současným předmětem debaty mezi fyziky a filozofy - spočívala v tom, že vesmír nemá žádný konečný účel, žádnou „teleologii“, a tak jaký je smysl všech našich snah o vytvoření trvalého smyslu, když nic netrvá. Radost, ne?
Byl jsem rád, že jsem měl možnost požádat jednoho z předních světových kosmologů o její pohled na toto: „Jak si myslíte, že vesmír skončí?“ Zeptal jsem se jí.
"Vzhledem k energii, kterou známe, a záležitosti, o které víme, " říká, "bude se to jen dál rozšiřovat a věci, které jsou kolem, budou nakonec tvořit černé díry a nakonec vyzařují a nakonec se rozšíří do zředěné nicoty." To je jeden odhad. Je to zajímavé, “říká, „ to je místo, kde to vypadá, že se to právě teď děje. “
Ne úplně se liší od Woodyho strachu - i když ani náznak Woodyho Allena není. Spíše jakási kosmická vyrovnanost. Ale to neznamená, že Randall není schopen radosti, vyjádření toho, jaké to je cítit vzrušení z kosmického vědomí. Když řeknu, že mě zdědí naše neznalost 96 procent vesmíru, po celou tu dobu, kdy ji studuje, má na to další názor: „Myslím, že na to myslím jinak, “ říká. "Myslím, že je úžasné, že toho víme stejně jako my." Jsme jen lidé uvíznutí na této planetě uprostřed sluneční soustavy. Je neuvěřitelné, jak jsme na to přišli. A proč by mělo být všechno tak podobné jako my, abychom to dokázali přijít? Dokonce i něco jednoduchého, jako vědět, jaký bude rostlinný život v Africe, je těžké udělat, pokud se tam skutečně nedostanete, takže jsme na tomto jednom místě a je úžasné, jak moc jsme na to přišli “o místech - hlubokém vesmíru - nebyli jsme a možná nikdy nechodíme.
Právě ten pocit perspektivy - různých rozměrů - je tak působivý u někoho, jako je Randall. Takže si dokážete představit vzrušení (nevědeckého) objevu, který jsem cítil, když jsem jí našel nový rozměr - v libretu opery, kterou napsala. Ano, Lisa Randall napsala operu s názvem Hypermusic: Prolog na pozvání Hèctora Parry, tehdejšího profesora elektroakustické kompozice na konzervatoři v Aragonu ve Španělsku. Opera byla nejprve uvedena v centru Pompidou v Paříži a následně v Barceloně a ve výňatcích v Guggenheimu v New Yorku.
Zahrnuje pasáže z jejích knih, stejně jako originální texty a je to velmi avantgardní, ale zároveň téměř šokující vášnivým způsobem staromódním způsobem.
Zde je několik okamžiků:
Soprán, postava Lisa Randallová, vstoupí do „PLÁNU 1“ a přemýšlí:
—Tato krajina ...?
Tato fáze pro naše bytí?
Kde to je?
Kde to končí?
Struktury podporují existenci
Můžu je najít?
[nebo jsou]
Hádanky, které odtud nikdy nebudu dešifrovat.
Za kterým následuje nahý výraz:
-Úzkost
Zkreslení.
Muka.
(Musíte si představit tato slova dramatizovaná operním sopránem.)
Ale v „PLÁNU III: Strach a naděje“ dohad o extra dimenzích mění věci:
—Tento krok - nová dimenze—
vzrušuje mě
nad čímkoli, co jsem kdy cítil.
Pak najednou v "Plane IVA", věci se trochu trippy jako ...
—Zadám pátou dimenzi ...
-Prostor
a čas
jsou naživu!
— Vidím více—
Celý rozsah našeho vesmíru ... !!
Je jich víc, ale nechám operní text se svými dvěma vykřičníky.
Končí PLANE V s:
—Jak to s vámi sdílím?
A svým způsobem, v operní podobě, našla způsob, jak sdílet operní emoce, její smysl pro zázrak a úctu k prožívání vesmíru. Další dimenze v její mysli. Randall nás nemůže přivést na svou vizionářskou úroveň, ale může nám dát pocit, jak vzrušující a děsivý a konečně naplňující je mít takové vize. Řekněme, že žije tisíc lidí.
