Arkisto
- toukokuu 2023
- huhtikuu 2023
- maaliskuu 2023
- helmikuu 2023
- tammikuu 2023
- joulukuu 2022
- marraskuu 2022
- lokakuu 2022
- syyskuu 2022
- elokuu 2022
- kesäkuu 2022
- toukokuu 2022
- huhtikuu 2022
- maaliskuu 2022
- helmikuu 2022
- tammikuu 2022
- joulukuu 2021
- marraskuu 2021
- lokakuu 2021
- syyskuu 2021
- elokuu 2021
- kesäkuu 2021
- toukokuu 2021
- huhtikuu 2021
- maaliskuu 2021
- helmikuu 2021
- tammikuu 2021
- joulukuu 2020
- marraskuu 2020
- lokakuu 2020
- syyskuu 2020
- elokuu 2020
- kesäkuu 2020
- toukokuu 2020
- huhtikuu 2020
- maaliskuu 2020
- helmikuu 2020
- tammikuu 2020
- joulukuu 2019
- marraskuu 2019
- lokakuu 2019
- syyskuu 2019
- elokuu 2019
- heinäkuu 2019
- kesäkuu 2019
- toukokuu 2019
- huhtikuu 2019
- maaliskuu 2019
- helmikuu 2019
- tammikuu 2019
- marraskuu 2018
- lokakuu 2018
- syyskuu 2018
- elokuu 2018
- kesäkuu 2018
- toukokuu 2018
- huhtikuu 2018
- maaliskuu 2018
- helmikuu 2018
- tammikuu 2018
- joulukuu 2017
- marraskuu 2017
- lokakuu 2017
- syyskuu 2017
- elokuu 2017
- kesäkuu 2017
- toukokuu 2017
- huhtikuu 2017
- maaliskuu 2017
- helmikuu 2017
- tammikuu 2017
- joulukuu 2016
- marraskuu 2016
- lokakuu 2016
- syyskuu 2016
- elokuu 2016
- kesäkuu 2016
- toukokuu 2016
- huhtikuu 2016
- maaliskuu 2016
- helmikuu 2016
- tammikuu 2016
- joulukuu 2015
- marraskuu 2015
- lokakuu 2015
- syyskuu 2015
- elokuu 2015
- kesäkuu 2015
- toukokuu 2015
- huhtikuu 2015
- maaliskuu 2015
- helmikuu 2015
- tammikuu 2015
- joulukuu 2014
- marraskuu 2014
- lokakuu 2014
- syyskuu 2014
- elokuu 2014
- kesäkuu 2014
- toukokuu 2014
- huhtikuu 2014
- maaliskuu 2014
- helmikuu 2014
- tammikuu 2014
- joulukuu 2013
- marraskuu 2013
- lokakuu 2013
- syyskuu 2013
Oudompia suuntia
Kirjoittaessani hiukkasfysiikan Standardimallin tuonpuoleisesta maastosta olen usein maininnut ylimääräiset ulottuvuudet, mutta en ole tarkemmin kertonut, mistä on kyse. Paikkaan tässä tilannetta.
Vuonna 1907 matemaatikko Hermann Minkowski hahmotti, että Albert Einsteinin kaksi vuotta aiemmin valmiiksi saama suppea suhteellisuusteoria ei kuvaa vain suhteellista aikaa ja avaruutta, vaan absoluuttista neliulotteista aika-avaruutta. Tästä alkoi ulottuvuuksien tutkimus fysiikassa. Kiinnostavaa kyllä, aihetta oli käsitelty populaarikulttuurissa jo aiemmin. (Lawrence Kraussin kirja Hiding in the Mirror: The Mysterious Allure of Extra Dimensions, from Plato to String Theory and Beyond on hauska ja asiantunteva katsaus aiheeseen sekä fysiikan että populaarikulttuurin osalta.)
Fysiikkaan ylimääräiset ulottuvuudet toi suomalainen Gunnar Nordström vuonna 1914. Nordström esitti, että ulottuvuuksia on neljän sijaan viisi, eli on yksi aikasuunta ja neljä paikkasuuntaa. Nordströmin mullistava ajatus oli, että sähkömagnetismi onkin itse asiassa ylimääräisen ulottuvuuden gravitaatiota. Sen, että maailma näyttää neliulotteiselta, Nordström selitti sillä, että elämme neliulotteisella siivulla. Se, miksi me ja havaintomme ovat sidottuja tälle pinnalle, jäi tosin epäselväksi.
Nordströmin idea oli omaperäinen, ja muiden vuorovaikutusten selittämisestä ylimääräisten ulottuvuuksien gravitaation avulla tuli myöhemmin eräs tärkeimpiä yhtenäisteorioiden kehittämisen suuntia. Nordströmin malli kuitenkin unohtui, koska hän käytti omaa gravitaatioteoriaansa. Vuotta myöhemmin, 1915, Albert Einstein ja David Hilbert saivat kiinni yleisestä suhteellisuusteoriasta, ja vuoden 1919 auringonpimennyksen aikaan nähtiin, että Aurinko taivuttaa valonsäteitä. Havainto oli sopusoinnussa yleisen suhteellisuusteorian kanssa ja ristiriidassa Nordströmin gravitaatioteorian kanssa.
Vuonna 1921 Theodor Kaluza esitti kuin uutena ideana yleisen suhteellisuusteorian puitteissa että sähkömagnetismi on viidennen ulottuvuuden ilmentymä, viittaamatta Nordströmin työhön. Kuten Nordström, Kaluza ei antanut tyydyttävää vastausta siihen, miksi maailma näyttää neliulotteiselta. Vuonna 1926 Oskar Klein tarjosi selkeän selityksen: emme näe ylimääräisiä ulottuvuuksia, koska ne ovat pieniä.
Jos käärii kaksiulotteisen arkin tiukasti rullalle, se näyttää suunnilleen viivalta, eli yksiulotteiselta. Jos vielä käärii rullan pieneksi donitsiksi, se näyttää pistemäiseltä, eli nollaulotteiselta. Klein ehdotti, että viides ulottuvuus on kääritty tällä tapaa. Tällöin sitä ei näe suoraan, ellei luotaa fysiikkaa hyvin pienessä mittakaavassa. Sen olemassaolo kuitenkin ilmenee sähkömagnetismina. Kleinin ideasta tuli suosittu, ja ylimääräisiä ulottuvuuksia sisältäviä teorioita ruvettiin kutsumaan Kaluza-Klein-teorioiksi. Nordströmin varhainen työ on muistettu vasta viime aikoina.
Ulottuvuuksia voi piilottaa miten monta tahansa, ja näkemämme vuorovaikutukset ja hiukkaset riippuvat siitä, miten ulottuvuudet on kääritty pieniksi. Yhdestä ulottuvuudesta voi saada sähkömagnetismin, kaikkien Standardimallin vuorovaikutusten selittämiseen ylimääräisten ulottuvuuksien avulla tarvitaan ylimääräisiä ulottuvuuksia seitsemän. Kaiken aineen selittäminen gravitaation ilmentyminä osoittautui tosin hankalaksi.
Merkittävä askel ylimääräisten ulottuvuuksien tutkimuksessa oli 1970-luvulla rakennetut supergravitaatioteoriat, eli gravitaatioteoriat jotka ovat supersymmetrisiä. Supersymmetria liittää yhteen aika-avaruuden ominaisuudet ja hiukkasfysiikan, mikä sitoo yhteen ulottuvuuksien lukumäärän ja hiukkassisällön: se millaisia hiukkasia on riippuu siitä, montako ulottuvuutta on olemassa, vaikka yksikään niistä ei olisi kääritty pieneksi. Osoittautui, että supergravitaatioteorioissa ulottuvuuksien lukumäärälle on yläraja. Mikä herkullisempaa, korkeinulotteisessa tapauksessa teoria on yksikäsitteinen: hiukkassisältö ja vuorovaikutukset on täysin määrätty, luonnonlaeissa ei ole valinnanvaraa. Ikävä kyllä tämä lukumäärä on yksitoista, ei neljä. Monet vaihtoehdot ylimääräisten ulottuvuuksien käärimiselle rikkovat teorian yksikäsitteisyyden.
Seuraava luku ylimääräisten ulottuvuuksien kehityksessä oli säieteoria, suosituin ehdokas kvanttigravitaatioteoriaksi ja kaiken teoriaksi. Sen lähtökohdat olivat hyvin erilaiset kuin aiempien fysiikan teorioiden. Säieteorian pioneeri Daniele Amati kuvaili 1970-luvulla säieteoriaa 2000-luvun fysiikaksi, joka oli vahingossa pudonnut 1900-luvun puolelle. Nyt 2000-luvulla, kun säieteorian tutkimus yhtenäisteoriana on juuttunut paikoilleen, tämä ei enää kuulosta yhtä hohdokkaalta.
Säieteoriassa tarkastellaan yksiulotteisia kappaleita, säikeitä, ja niiden liikkeen kattavaa 1+1-ulotteista pintaa (eli siinä on yksi paikkasuunta ja yksi aikasuunta). Hiukkaset, joista me rakennumme, ovat säikeiden värähtelyjä. Säikeiden muodostamalla pinnalla elää kenttiä, jotka vastaavat meidän näkemiämme ulottuvuuksia. Säieteorian yksinkertaisimmassa muotoilussa näiden kenttien eli ulottuvuuksien lukumäärälle on täsmällinen ennuste: kymmenen. Ylimääräiset ulottuvuudet eivät siis enää ole mahdollinen lisä, vaan välttämätön piirre.
Säieteorian ylimääräisten ulottuvuuksien ajateltiin aluksi olevan erittäin pieniä, Planckin pituuden 10^(-34) m suuruusluokkaa. Kun LHC-kiihdyttimen käynnistymisen aika lähestyi, alettiin esittää myös ideoita siitä, että ylimääräisten ulottuvuuksien koko olisi juuri tarpeeksi iso –noin 10^(-19) metriä– että ne voisi havaita LHC:ssä. Tälle ei oikeastaan ollut muuta motivaatiota kuin se, että ideaa on mahdollista testata pian. Tästä huolimatta siihen liittyvästä mahdollisuudesta, että LHC:n hiukkastörmäyksissä syntyisi mustia aukkoja, tuli tiedeuutisoinnin myötä valitettavan tunnettu.
Säieteoriassa palattiin myös Nordströmin alkuperäiseen ajatukseen siitä, että ylimääräiset ulottuvuudet ovat isoja, mutta me olemme sidottuja neliulotteiselle siivulle. Säieteoriassa onkin luontevasti hiukkasia ja vuorovaikutuksia, jotka on sidottu alempiulotteiselle siivulle, sen sijaan, että ne pääsisivät kulkemaan kaikkialla. Tätä ideaa käytettiin eräässä paljon julkisuutta saaneessa vaihtoehdossa kosmiselle inflaatiolle, ekpyroottisessa skenaariossa, jota sattumoisin tutkin väitöskirjassani. Siinä maailmankaikkeuden aine syntyy kahden neliulotteisen siivun törmäyksessä, joiden kupruista tulee rakenteen siemeniä. Eräs idean kehittäjistä, Paul Steinhardt, oli eräs ensimmäisiä inflaation parissa työskennelleitä tutkijoita, ja on sittemmin tullut tunnetuksi inflaation arvostelijana.
Ylimääräiset ulottuvuudet ovat vuosikymmeniä olleet perustavanlaatuisen teoreettisen fysiikan ytimessä, mutta ei tiedetä, kuvaavatko mitkään tuhansista siitä kirjoitetuista tieteellisistä artikkeleista todellisuutta. Mutta vaikka ylimääräisiä ulottuvuuksia ei olisi, niiden tutkiminen voi auttaa ymmärtämään, miksi ulottuvuuksia olisi vain neljä. Saatamme myös hahmottaa ajan luonnetta paremmin, ja ymmärtää miksei aikasuuntia ole enempää kuin yksi ja miksi aikaa on ylipäänsä olemassa.
16 kommenttia “Oudompia suuntia”
Vastaa
Toisen kauden kuviot
Gravitaatioaaltoja tutkivat koeryhmät LIGO ja Virgo julkistivat uudet tuloksensa maanantaina. LIGOn ensimmäinen havaintokausi vuonna 2015 kesti neljä kuukautta, toinen alkoi marraskuussa 2016 ja loppui elokuussa 2017 (Virgo liittyi mukaan toisen kauden loppupuolella). Siitä pitäen laitteet ovat olleet huollettavana ja päivitettävänä.
LIGO sai gravitaatioaallon haaviin heti käynnistyttyään, ja ensimmäisen kauden aikana koe näki yhteensä kolme mustien aukkojen törmäyksessä syntynyttä aaltoa. LIGOn keskeiset toimijat Rainer Weiss, Barry C. Barish ja Kip S. Thorne palkittiin saavutuksesta viime vuonna fysiikan Nobelilla.
Toisella kaudella mustien aukkojen törmäyksissä syntyneiden gravitaatioaaltojen havaitsemisesta tuli rutiinia, niin hämmästyttävältä kuin se yhä kuulostaakin. Suurin löytö oli kahden neutronitähden törmäys, joka nähtiin gravitaatioaaltojen lisäksi gammasäteillä, röntgensäteillä ja radioaalloilla. Toiselta kaudelta jäi käteen seitsemän gravitaatioaaltoa, eli niitä näkyy suunnilleen kerran kuukaudessa –toisen kauden aalloista viisi tosin sattui saapumaan elokuussa 2017. Nyt julkistetussa analyysissä on käyty tarkemmin läpi myös ensimmäisen kauden data, ja yksi aiemmin epävarma tapaus on nostettu havainnoksi.
Uusien tapausten joukossa on raskain ja kaukaisin nähty mustien aukkojen törmäys: kolmesta viiteen miljardia vuotta sitten, ehkä ennen Auringon syntymää, yksi 30 ja toinen 50 kertaa nyky-Aurinkoa raskaampi musta aukko sulautuivat yhteen paikassa, joka on nykyään 4-8 miljardin valovuoden päässä meistä. (Etäisyys on pidempi kuin valon nopeus kertaa aika, koska maailmankaikkeus laajenee.)
Tämä oli yksi toisen kauden neljästä uudesta havainnosta, jotka julkistettiin nyt kaikki kerralla, siinä missä aiemmat havainnot on ilmoitettu yksitellen. Nyt siirrytään hiljalleen yksittäisten musta aukko -parien syynäämisestä niiden väestön tutkimiseen.
Usean systeemin tarkastelu mahdollistaa tarkemmat testit muun muassa siitä, kuinka paljon mustien aukkojen ja neutronitähtien vahva gravitaatiokenttä eroaa yleisen suhteellisuusteorian ennustuksista – tai saada rajoja sille, miten pieniä mahdollisten poikkeamien täytyy olla, että niitä ei olisi havaittu.
Yksittäisen systeemin havainnoista pitää päätellä sekä systeemin ominaisuudet (esimerkiksi se, missä kulmassa se sattui olemaan meihin nähden) että gravitaatioteorian piirteet. Jos yleistä suhteellisuusteoriaa vaikkapa muuttaa siten, että mustien aukkojen pyörteessä syntyy vahvempia aaltoja, tämän voi piilottaa sillä, että parin kiertotaso on lähempänä katseemme suuntaa, jolloin aallon meitä kohti tuleva osa on heikompi. Kun analysoidaan useita aaltoja samaan aikaan, päästään eroon yksittäisten tapausten mahdollisista sattumista.
Mustien aukkojen väestöstä voi myös päätellä sen, millaisissa olosuhteissa ne muodostuvat ja kehittyvät. Esimerkiksi mustien aukkojen oma pyörimisnopeus ja pyörimissuunnan suhde aukon kiertotasoon kertoo siitä, kehittyivätkö aukot erillään muusta aineesta vai tiukassa vuorovaikutuksessa sen kanssa, ja olivatko ne aiempien mustien aukkojen sulautumisen tulos vai ensi kertaa asialla.
Tämä auttaisi selvittämään sitäkin, ovatko nämä mustat aukot sittenkään syntyneet tähtien romahtaessa, vai ovatko ne muinaista perua ja muodostavat pimeän aineen, kuten jotkut esittävät. Jos näin on, mustien aukkojen ei pitäisi juuri pyöriä, koska ne ovat syntyneet varhaisina aikoina isoista alueista, joiden kokonaispyöriminen on mitättömän pieni. Toistaiseksi havaittujen aukkojen pyöriminen tosiaan on keskimäärin pieni, mutta tämä voi johtua myös tähdistä syntyneiden aukkojen historiasta. Nykyinen 10 aukkoparin otos on liian pieni vaihtoehtojen erottelemiseen. Jos nähtäisiin mustia aukkoja, joiden massa on alle kaksi Auringon massaa, ne olisivat varmasti muinaisia, koska niin kevyet kappaleet eivät voi romahtaa mustiksi aukoiksi, vaan jäävät korkeintaan neutronitähdiksi.
LIGOn ja Virgon taival jatkuu kolmannen kauden merkeissä vuoden 2019 keväällä, ja vuoden loppupuolella mukaan liittynee japanilainen KAGRA. Uuden analyysin mukaan Auringon massan suuruusluokkaa olevien mustien aukkojen törmäyksiä tapahtuu lähimmän 35 miljardin kuutiovalovuoden sisällä noin 10-100 kertaa vuodessa, neutronitähtien noin 100-4 000 kertaa vuodessa. LIGO, Virgo, KAGRA, ja muut toisen sukupolven gravitaatioaaltolaitteet näkevät ensi vuosina satoja mustien aukkojen ja tusinoittain neutronitähtien törmäyksistä syntyneitä aaltoja. Laitteiden herkkyys paranee joka kaudella, ja ne saattavat myös havaita jotain uudenlaista: supernovia, millimetrin korkuisia vuoria neutronitähtien pinnalla, tai jotain aivan odottamatonta.
Sattumoisin samana päivänä kun LIGO ja Virgo ilmoittivat toisen kauden tuloksistaan, kokeellisen hiukkasfysiikan lippulaiva LHC kertoi juuri lopettaneensa toisen havaintokauden. Ensimmäisellä kaudella LHC sai kiinni pitkään havaintoa välttäneen Higgsin hiukkasen, mistä myönnettiin vuonna 2013 Nobelin palkinto – hieman nurinkurisesti massojen mekanismin kehittäneille François Englertille ja Peter Higgsille, ei LHC:n väelle.
Toinen kausi oli teknologian puolesta menestys: kiihdytin toimi aiempaa korkeammalla energialla ja keräsi viisi kertaa enemmän dataa kuin ensimmäisellä kaudella.
Mutta vaikka LHC löysi uusia kvarkeista kasaantuneita hiukkasia, kuten pentakvarkin (mikä motivoi miettimään uudelleen sitä, että pimeä aine olisi heksakvarkkeja), odotukset olivat korkeammalla. LHC:n käynnistyessä monet ajattelivat, että se pian paljastaa uutta perustavanlaatuista fysiikkaa, auttaa näkemään syvemmälle todellisuuden rakenteeseen. Toivelistan kärjessä oli supersymmetria, jäljessä tekniväri, ylimääräiset ulottuvuudet ja muut kummajaiset. Toisen kauden data-analyysejä ilmestynee keväällä ja kesällä, mutta on epätodennäköistä, että niissä on mitään löytöjä. LHC:n protoni-protoni-törmäykset, ja raskaampien ytimien törmäykset, ovat sotkuisia, ja signaali erottuu kohinan seasta vain hitaasti. Koska toistaiseksi ei ole näkynyt merkkiäkään uudesta fysiikasta, kasassa oleva data jota ei ole vielä ehditty käydä läpi tuskin riittää löytöön, korkeintaan vihjeeseen.
LHC aloittaa kolmannen kauden keväällä 2021. Törmäysenergia nostetaan viimein alkuperäiseen tavoitteeseen, törmäysten tahtia kohotetaan ja laitetta parannellaan kaikin tavoin. Mutta jatkoa ei odoteta toiveikkaana. Monet hiukkasfyysikot pelkäävät, että juonenkaari on samanlainen kuin toisella kaudella, eikä tarjolla ole mitään uutta tai yllättävää. Aika näyttää.
37 kommenttia “Toisen kauden kuviot”
-
Terminologia-asia: Populaatio-sana käännetään ihmisistä puhuttaessa väestöksi ja biologiassa kannaksi, esimerkiksi karhukanta. Tuntuisi luonnolliselta jättää se fysiikassa joko kääntämättä (mustien aukkojen populaatio) tai käyttää kanta-sanaa (musta-aukkokanta).
-
Lentotaidoton sanoo:
Tuolta linkeistäsi koskien LHC/top-kvarkki:
https://home.cern/news/press-release/cern/higgs-boson-reveals-its-affinity-top-quark
New results from the ATLAS and CMS experiments at the LHC reveal how strongly the Higgs boson interacts with the heaviest known elementary particle, the top quark, corroborating our understanding of the Higgs and setting constraints on new physics.Joskus aiemmin (en löytänyt koska) oli puhetta siitä, kuinka top-kvarkin tarkka massa (eli tarkka kytkeytyminen Higgsin kenttään) liittyy muihin perustavanlaatuisiin kosmologian hiukkaskysymyksiin (väärä tyhjö ja Standarditeorian ylittävä fysiikka?). Nämä LHC:n tulokset eivät liene tuoneet mitään uutta asiaan?
-
Syksy Räsänen sanoo:
Topin ja Higgsin massan suhteen LHC on tosiaan antanut mielenkiintoista tietoa, kuten täällä kirjoitin:
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/vakauden-ja-tuhon-rajalla/
Tällä hetkellä on projekti (missä Helsingin yliopiston fysiikan laitokseltakin ollaan mukana) selvittää topin massa entistä tarkemmin, ja toisen kauden data on tässä tärkeää.
Tyhjön kohtalo ja Standardimallin pätevyysalueen raja riippuvat hyvin herkästi Higgsin ja topin massasta. Tällä hetkellä virherajojen puitteissa tyhjö voi olla stabiili tai olla olematta, ja Standardimallin pätevyysalue saattaa ulottua aina Planckin skaalaan asti.
-
-
Leo Sell sanoo:
Mikä gravitaatioaalloissa siirtyy valon nopeudella,avaruuden kaarevuusko vai gravitoniryppäät.Massaa kun siinä 14.9.2015 maan saavuttaneessa, rysäyksessäkin sentään irtosi n.3men maanmassan verran. Miten irronnneet alkuaineet nämä aallot liikkeeseen sysäävät?
-
Gravitaatioalloista, ks.
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/meri-ei-ole-tyyni/
http://www.tiede.fi/artikkeli/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/nakymattomia_kuvia_vakivallasta
http://www.tiede.fi/artikkeli/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/valolla_aaltojen_kuuntelemista
http://www.tiede.fi/artikkeli/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/maljan_jaljilla
-
Luin ne artikkelisi.Voisiko gravitaatioaaltoilu olla,sekä pitkittäis-,että poikittaissuuntaista aaltoliikettä,jolloin se muodostaisi spin-2-kentän (eli sillä olisi vapausasteet:-2,-1, 0,1,ja2).Näin se kuvaisi sekä venyttämistä että kutistumistamista, siinä yhä ”löytämättömät” gravitonit näyttäisivät samoilta 180-asteen välein?
-
Gravitaatioaalloilla on spin 2. Niillä on kuitenkin yleisessä suhteellisuusteoriassa vain kaksi vapausastetta. Gravitaatioaaltojen avulla on etsitty useampia mahdollisia polarisaatiovapausasteita, ja toisen kauden havainnot antavat entistä tarkemman rajan sille, miten pieni niiden osuus aallosta pitää olla, jotta niitä ei olisi nähty.
Hieman lisää täällä:
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/veikkauksia-piparmintun-tiimoilta/
-
-
-
-
Eusa sanoo:
Jo ensimmäisen gravitaatioaaltohavainnon datasta löysin kaikumuotoja. Myös jokainen tutkimusryhmä, joka niitä on hakenut, on melusta sellaisia erottanut 2…4,2 sigman luotettavuudella.
https://arxiv.org/pdf/1811.07431
Uusin tutkimus aiheesta perustuu ennaltamääräämättömään odotuskuvioon, mutta kuitenkin havaittuun signaaliin sitoen ehdottaen, että yli 5 sigman todennus kaiuista saadaan ja että kaiut ovat yhteensopivia mieluummin tapahtumahorisontittomien kohteiden kuin mustien aukkojen kanssa.
Ehkä toisella kaudella eräs päätutkintalinja olisi falsifioida musta aukko tai gravitaatiosignaalien yhdistymistapahtuman jälkeiset kaiut…?
-
Törmäävien kohteiden rakenteesta kertovat kaiut ovat tosiaan yksi tutkimuskohde. Sellaisia ei toistaiseksi ole löytynyt.
-
Tarkennettakoon tutkimuksen kuvioseulonnasta: kuviota (template) käytettiin, mutta ei mustan aukon odotusarvoin vaan bayesiläistä tilastotiedettä hyödyntävän data-analyysin kertyvällä interferoinnilla muodostettua kuviointia (mikäli ymmärsin kertalukemalla oikein). Menetelmän haaste on vähäisessä datassa yhdestä tapahtumasta ja luotettavuus parantuu toisaalta samankaltaisten tapahtumien lisääntyessä toisaalta useampien havaintolaitteiden tallentaessa dataa samasta tapahtumasta.
-
-
Räsänen: ”Tällä hetkellä on projekti (missä Helsingin yliopiston fysiikan laitokseltakin ollaan mukana) selvittää topin massa entistä tarkemmin, ja toisen kauden data on tässä tärkeää”.
OK kiitos vastauksesta.Eli onko muitakin tutkimusprojekteja kuin LHC data meneillään vai seulotaanko tässä(kin) vain LHC valtavaa (vanhaa) dataa. Eli mitä on tämä ” toisen kauden data” vastauksessasi?
-
Viittaan toisen kauden LHC-dataan.
LHC-kiihdyttimen parissa työskentelee seitsemän isoa tutkimusryhmää, joista jokaisessa on lukuisia eri tutkimusprojekteja.
-
-
Mika sanoo:
Millä tavalla gravitaatioaaltohavainnoista pystytään päättelemään aaltoja lähettäneen kohteen tyyppi, vai vaatiiko se aina myös muita havaintoja ko. tapahtumasta? Viitaten tähän ”Jos nähtäisiin mustia aukkoja, joiden massa on alle kaksi Auringon massaa”, eli mistä tiedetään kyseessä olevan nimenomaan musta aukko?
-
Lähteiden rakenne vaikuttaa aaltojen muotoon, eli siihen, miten niiden korkeus ja taajuus muuttuu ajan myötä.
Esimerkiksi neutronitähdet venyvät viimeisillä kierroksilla enemmän kuin mustat aukot. Toisaalta isommat kappaleet törmäävät isommalla etäisyydellä kuin mustat aukot. Yhteensulautuneiden kohteiden muodostaman kappaleen värähtely on myös erilainen riippuen siitä, onko kyseessä musta aukko vai jokin muu kohde.
Toistaiseksi rajat mahdollisille poikkeamille mustien aukkojen käytöksestä ovat melko heikkoja, paitsi neutronitähtiparin tapauksessa.
-
Poikkeamien esiintyvyyttä ei luonnollisestikaan lisää se, että suodattimet on simuloitu enimmäkseen juuri mustien aukkojen perusteella. eLISA tuonee tunnistettavuuteen tasavertaisuutta kaikenlaisten gravitaatioaaltotapausten tallentamiseen ja niitä lieneekin sitten päivittäin useita…
-
-
-
Jos LHC on ehkä toistaiseksi alittanut ennakko-odotukset, gravitaatioaaltohavainnot tuntuvat ylittävän ne (subjektiivinen käsitys). Ensimmäinen havainto ei jäänyt irralliseksi, vaan nyt on jo pieni tilasto.
Olenko ymmärtänyt seuraavan oikein? Gravitaatioaaltomittaus ei mittaa aallon energiavuota, vaan metriikan variaation amplitudia suoraan. Energiavuo vaimenee kuten 1/r^2 ja amplitudi kuten 1/r. Siksi tapahtumien määrä kasvaa nopeasti kun mittarin raja-amplitudia pienennetään. Tapahtumien määrä per aikayksikkö kasvaa herkkyyden kolmanteen potenssiin.
-
Kyllä, juuri noin.
-
-
Sori, palaan vielä tuohon top/Higgs massoihin. Mistään en ole löytänyt selvitystä MIKSI Standardimallin pätevyysalue (ja tyhjön kohtalo) riippuu herkästi näiden massojen tarkasta arvosta. Eli MITÄ LHC tarkkaan on kertonut: ” Se onkin ainoa uusi maailmankaikkeutta kuvaava luku, jonka LHC on meille kertonut.” Tiedämme että kenttä antaa topille massan, mutta itse Higgsille kenttä ei anna massaa (ainakaan kaikkea). Ja lisäksi, yleensähän hiukkasten massojen suuruuksilla (niinkuin ei millään noin 20:llä perusparametrillä) ei ole mitään selitystä/mekanismia, ne ovat vain mittaustuloksia (joista hiukkasten massoista sitten lasketaan itse Higgsin kentän arvo). Vai onko tämä liian pitkä stoori tässä kuvattavaksi?
-
LHC on kertonut Higgsin massan.
Mainitsemasi Standardimallin vapaat parametrit määräävät, miten kentät käyttäytyvät sillä energialla, millä niitä on mitattu, eli nykyisten kiihdyttimien energialla. Kvanttikorjausten takia niiden vuorovaikutukset ovat erilaisia eri energioilla. Higgsin massa ja topin massa vaikuttavat kvanttikorjausten kautta siihen, miten voimakkaasti Higgs vuorovaikuttaa itsensä kanssa.
Top-kvarkki heikentää Higgsin itseisvuorovaikutusta. Se voi heikentää sitä niin paljon, että vuorovaikutus muuttuu attraktiivisesta repulsiiviseksi korkeilla energioilla. Jos näin käy, Standardimallin vakuumi ei ole stabiili. Top-kvarkin ja Higgsin vuorovaikutuksen voimakkuus on verrannollinen topin massaan.
-
Hiukkaskiihdyttimiähän on ollut jo vuosikymmeniä (1930 luvulta lähtien). Kuinka paljon/vähän nämä 20 parametriä ovat muuttuneet kiihdyttimien historiassa kun kirjoitat: ”Kvanttikorjausten takia niiden vuorovaikutukset ovat erilaisia eri energioilla”. Tietysti sekä top että Higgs ovat vasta viimeaikojen kiihdyttimien löytöjä (Tevatron ja LHC), mutta tarkoittaako lauseesi sitä, että nykyistenkin kiihdyttimien energia on naurettavan pieni teoreettiseen kattoon eli Planckin energiaan verrattuna. Ja että välissä on valtava tuntematon erämaa, joka voi periaatteessa tuottaa rajusti erilaista fysiikkaa (ja lisää niitä kvanttikorjauksia). Ja parametrit muuttua sen mukaisesti.
Eli voimmeko joskus kaukaisessa tulevaisuudessa kokeellisesti tietää elämmekö mahdollisesti väärässä tyhjössä?
-
Standardimallin parametrit, kuten hiukkasten massat ja vuorovaikutusten voimakkuudet, riippuvat energiasta. Niiden arvo yhdellä energiaskaalalla on mielivaltainen, mutta kun se on mitattu, teoria määrää sen arvon muilla skaaloilla.
Parametrit muuttuvat kuitenkin hitaasti energian funktiona. (Poikkeuksena vahvan vuorovaikutuksen voimakkuus, joka muuttuu voimakkaasti noin 100 MeV:n kohdalla.) Esimerkiksi sähkömagneettisen vuorovaikutuksen voimakkuus muuttuu nollaenergian rajalta sähköheikolle energialle vain arvosta 1/137 arvoon 1/128.
Jos on uutta fysiikkaa, niin se toki myös vaikuttaa parametrien muutokseen. Niinpä esimerkiksi kysymykseen siitä, onko nykyinen tyhjö satabiili, ei voi vastata ellei tiedetä mitä kaikkea korkeilla energioilla on.
Kääntäen, jos tyhjö olisi liian epästabiili, tätä voisi periaatteessa käyttää osoittamaan että tarvitaan uutta fysiikkaa. Standardimallin kohdalla tämä ei toimi nykytyhjölle, koska tyhjön elinikä on joka tapauksessa paljon isompi kuin maailmankaikkeuden elinikä. Inflaation aikana tosin voidaan saada mielenkiintoisia rajoja, koska kenttä ei saa eksyä väärään tyhjään inflaation aikana eikä lopussa.
-
Tosiaan näyttää ”elävän” tuo topin massa:
https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/CombinedSummaryPlots/TOP/mtopSummary_TopLHC/mtopSummary_TopLHC_201809.png -
Tällä hetkellä suurin virhelähde ei ole mittaustarkkuus, vaan vaikeudet mitatun arvon yhdistämisessä teoreettisissa laskuissa käytettyyn topin massaan, ne kun ovat eri suureita, joiden suhde on hyvin monimutkainen.
-
-
-
-
-
Vähän off-topic. Olisi mielenkiintoista kuulla Syksyn mielipide Farnesin yrityksestä selittää pimeä aine ja energia negatiivisen massan hiukkasilla, joita syntyy hitaasti lisää, https://arxiv.org/pdf/1712.07962.pdf . Ajatus näyttää toimivan ainakin jossain määrin koska simulaatio niin näyttää, mutta esimerkiksi sitä en osaa sanoa pystyisikö se selittämään rakenteiden synnyn yhtä hyvin kuin lambda-CDM.
-
Tuo artikkeli ei mielestäni ole mielenkiintoinen eikä varteenotettava.
-
Jernau Gurgeh sanoo:
Tuostahan on Sabine Hossenfelderin Backreaction -blogissa melko tuore kirjoitus ja vilkas keskustelu kommenteissa.
Sabine on Syksyn kanssa ilmeisen samaa mieltä, mutta olisi kiva jos Syksy pystyisit jonkinlaisen pienen yhteenvedon suomeksi tekemään aiheesta (negatiivinen massa) yleisemmin.
-
Kyseinen malli on teoreettisesti vailla motivaatiota ja räikeässä ristiriidassa havaintojen kanssa, joten en pidä järkevänä käyttää sen avaamiseen aikaa.
-
Mihin räikeään ristiriitaan viittaat? Hossenfelderin blogista asia ei tunnu selviävän, siellä viimeinen Sabinen kommentti on ”In summary, there’s a priori no obvious contradiction between Farnes’ idea and existing measurements.”
-
Maailmankaikkeuden laajeneminen ja siksi myös etäisyydet ovat täysin pielessä.
Ei tästä sen enempää.
-
-
-
-
-
Cargo sanoo:
Onko olemassa sellaista borderline-crackpottery-spekulaatiota, että törmäyksissä syntyneet hiukkaset voivat muuttua välittömästi energiaksi, joka ilmenee aika-avaruuden aaltoliikkeenä? Tällöin voisi olla sellaisia hiukkasia, joita ovat ehkä pysyvästi näkymättömiä.
-
Aika-avaruuden aaltoliike tunnetaan myös nimellä gravitaatioaallot. Hiukkastörmäyksissä toki syntyy gravitaatioaaltoja, mutta gravitaatio on niin heikko vuorovaikutus, että niiden osuus törmäysenergiasta on mitättömän pieni.
-
-
Kirjoitatko mieluummin aika-avaruus kuin avaruusaika siksi, että aikakoordinaatti tavataan esittää ennen avaruuskoordinaatteja? Englanninkielessä yleisempi ilmaus on spacetime kuin time-space…
-
Aika-avaruus kuulostaa suomeksi sujuvammalta.
-
-
Tuosta LIGO’sta tuli mieleen gravitaatioaaltojen kvalitatiivisia ominaisuuksia koskeva kysymys. Fysikaalisen aaltoliikkeen yleinen ominaisuus on se, että nopeuden muuttuessa tapahtuu liikkeen heijastumista, joten onko mahdollista, että myös gravitaatioaallot voivat heijastua, kun aaltoliike etenee esim. alueeseen, jossa on suurempi energiatiheys?
-
Gravitaatioaallot liikkuvat valon nopeudella riippumatta siitä, kulkevatko ne aineen läpi.
-
Jos SMG-kenttä heijastuu esim.vedestä ja aineaalto potentiaalista, niin luulisi kai jonkun yrittävän modifioida gravitaatioteoriaa sellaiseksi, että myös aika-avaruuden allot kokevat heijastumista?
Tosin silloin teorian pitäisi varmaankin perustua Huygenin periaatteeseen ja aaltoliikkeen intensiteettiin.
-
Gravitaatioteorioiden muokkaaminen pohjaa teorioiden rakenteeseen tai selitettäviin koetuloksiin, ei pyrkimykseen saada gravitaatioaallot heijastumaan.
Tämä riittäköön tästä.
-
-
-
Vastaa
Vallankumouksen sirpaleita
Matemaattisten aineiden opettajien liiton lehdessä Dimensio 4/2018 on artikkelini Vallankumouksen sirpaleita: huomioita fysiikan opetuksesta. Juttua ei ole nettiversiossa, kiinnostuneiden täytyy haalia käsiinsä paperia. Kirjoitus alkaa seuraavasti:
”Fysiikka on vallankumouksellista. Vuosisata sitten kvanttifysiikka ja suhteellisuusteoria mullistivat ymmärryksemme todellisuudesta. Suhteellisuusteoria muutti käsityksen ajasta ja avaruudesta. Tämä avasi ovet maailmankaikkeuden kehityksen hahmottamiseen ja ihmisten näkemiseen osana maailmankaikkeuden historiaa. Kvanttifysiikka paljasti aineen luonteesta asioita, jotka olivat kuvitelmia ihmeellisempiä. Kvanttifysiikka on myös osoittautunut kaikkien aikojen hedelmällisimmäksi tieteelliseksi teoriaksi: se muodostaa elektroniikan ja nykykemian –toisin sanoen lähes kaiken nykyteknologian– pohjan.
Koulufysiikan opetussuunnitelmassa näitä asioita hädin tuskin mainitaan.”
12 kommenttia “Vallankumouksen sirpaleita”
-
Itse taas en voi kuin ihmetellä, että miksei pseudo-Riemannin monistojen kovariantti derivaattaa tai Hilbertin avaruuden rajoittamattomien operaattoteiden spektraaliteoriaa mainita koulumatematiikan opetussuunnitelmassa.
-
Jos haluat lukea, mistä itse asiassa on kysymys, niin kirjoitin Ylelle joku aika sitten samasta aiheesta suppeamman jutun:
-
Kiitosta vain linkistä, ja itse voin lukea tuon Dimension paikallisen yliopiston kirjastossa. Tosin koko läpyskä on nykyään niin täynnä pelkkää digihöttöö ja temppuoppimista, ettei paljoa jaksa vilkaista.
Mutta kun osaaminen tulee tulevaisuudessa edelleen laskemaan, niin ehkä Dimensionkin sivut vielä täyttyvät konservatiivisista vaatimuksista tasoryhmien ja opettajajohtoisen kynä-paperi-opiskelun puolesta.
-
Olisiko mahdollista kehittää lukion fysiikkaan valinnaista kurssia, esim. Physics X – á la Feynman? Nykyinen päättömästi digiloikkaava opetusministeri tuntuu innostuvan aivan kaikesta, jos siinä on jotain uutta. Fysiikasta kiinnostuneet oppilaat ovat toki jo nyt netin kautta autodidaktisia, mutta laajempi oppilasjoukko voitaisiin houkutella tieteen maailmaan tuollaisen valinnaisen kurssin kautta, etenkin kun ottaa huomioon esim. poikien luontaisen laumakäyttäytymisen.
Tuollaisella Fysiikka X -kurssilla sitten pohditaan opettajan johdolla luonnonilmiöitä ja niistä seuraavaa uutta fysiikkaa minimaalisin matemaattisin apuvälinein. Jos esim. oletetaan Maxwellin yhtälöt tunnetuiksi, niin tarkastelemalla kahta fysikaalisesti erillistä tilannetta, joissa magneetti liikkuu johtimen ollessa levossa, tai johtimen liikkuessa magneetin ollessa levossa, päädytää suhteellisuusperiaatteeseen että havainnot saataisiin selitettyä. Sitten voitaisiinkin tarkastella graafisesti aika-avaruus-koordinaatistoa ja suhteellisuusperiaatteen edellyttämää Lorentz-muunnosta, josta päädytäänkin aikadilataatioon ja vaikka relativistiseen liikemäärään. Kvanttimekaniikkaa voitaisiin selittää fotonien ja elektronien samanlaisella diffraktiolla, mistä seuraa selitys valon ja ainehiukkasten liikkeelle kaikkien eri ”vaiheisten” polkujen summana. Visuaalisesti havainnollistettu Fourier-muunnos ja kokeellinen epätarkkuusperiaate selittää hiukkasten aaltomaisuuden sekä atomien spektrin seisovina aaltoina potentiaalikuopissa yms. yms. Eräs ohjenuora voisi olla se, että kaikki fysiikan teoriat pyritään ”johtamaan” ensimmäisten periaatteiden sekä yksinkertaistetun matematiikan avulla.
-
-
-
Jos ei muuta, niin ainakin sen voisi kaikillekin opettaa että ilman kvanttifysiikkaa normaalia ainetta ei voisi olla olemassa, koska elektronit etsiytyisivät atomiytimiin ja jäisivät sinne. (Formulointia pitäisi toki miettiä huolellisemmin.)
-
Tapsa sanoo:
Syksy, nyt olet ihan asian ytimessä! Kannatan!
On aivan käsittämätöntä, ettei suurimmalla osalla (näin rohkenen oman kokemukseni perusteella väittää) muuten fiksuista ja koulutetuista ihmisistä ole oikein mitään käsitystä näistä asioista, jotka on kuitenkin kehitetty jo 100 vuotta sitten.
Puhuin kerran erään ict-ammattilaisen (!) kanssa avaruusmatkoista ja viittasin ohimennen ns. kaksosparadoksiin. Kaverini ei tuntenut termiä, vaan pyysi selittämään asian – ja sen lopuksi tokaisi: valehtelet.
-
Vertailun vuoksi, kaikenlaista on tullut vastaan. Esimerkiksi väittelin kerran pitkään erään ulkomaisen avaruusplasmafyysikon kanssa eräästä matemaattisesta jutusta. En antanut asiassa periksi, koska hänen väitteensä oli että kompleksiluvun neliö on reaaliluku. Olen myös tavannut useamman kuin yhden satelliitteja työkseen suunnittelevan insinöörin, jolle mekaniikan perusasiat kuten pyörismäärän säilymislaki ja Newtonin kolmas laki tuntuvat olevan uusia asioita.
-
Itse olen ollut seuraamassa väitöstilaisuutta, jossa vastaväittäjä kysyi, että ”mistä tämä tulos XX on tullut?” Kyseessä oli siis simppeli moniulotteisen differentiaaliyhtälön ratkaisu, jossa eksponentti oli muotoa (vakio)*|x|^2. Tuleva tohtori oli vain kopioinut tuloksen jostain eikä millään muistanut, että neliö tarkoittaa reaalisten vektoreiden pistetuloa! Piruparka meni aivan jäihin ja vasta kustoksen puuttuminen tilanteeseen palautti väitöskeskustelun takaisin raiteilleen. Toisaalta myös Werner Heisenberg mokasi väitöstilaisuutensa, kun Wilhelm Wien alkoi kuulustelemaan kokeellisesta fysiikasta ja sai teoreettisen väittelijän täysin hämilleen.
-
Jospa hän tarkoitti/muisteli, että kompleksiluvun normin neliö eli luvun ja sen kompleksikonjugaatin tulo on aina reaaliluku?
-
-
-
Erkki Kolehmainen sanoo:
Upetuksen kehittäminen on jalo pyrkimys, koska opetus jää helposti lapsipuolen asemaan painopisteen ollessa tutkimuksessa. En kuitenkaan kantaisi asiasta liian suurta huolta, sillä asioista kiinnostunut löytää netistä todella hyvää materiaalia, joka voi poiketa myös yleisestä paradigmasta.
Kannattaa muistaa Stanislaw Lemin aforismi;
”Monta asiaa olisin oppinut, ellei niitä olisi minulle opetettu.”
-
Nettivideot eivät korvaa kunnollista kouluopetusta.
-
-
Itse olen sitä ikäluokkaa, jolle oppikoulun (siis tällaisen muinaissysteemin) lukiossa ei tietenkään puolella sanalla puhuttu suhteellisusteoriasta saati sitten että sanaa kvantti olisi edes kukaan koskaan kuullutkaan. Einstein vain nimenä oli hädin tuskin tuttu (muista ei ollut aavistustakaan). No eipä yhteiskunnan tekniikkakaan ollut muutenkaan kummoista, höyryjunat puuskuttivat ja ensimmäiset televisiot (musta-valkoiset) ilmestyivät äveriäimpien kotiin (ja Ifalla ja piikkinokkaMossella ajettiin).
Kirjoitin kuitenkin ns pitkän matikan. Jota senkoomin en ole tarvinnut kuin yksinkertaisten ensimmäisen asteen yhtälöiden ratkaisuissa. Ainoa yksityiskohta muistissa kouluajalta oli kun ns prelluissa kysyttiin derivaatta sini x:n ratkaisua. Olen saanut kaupallisen koulutuksen sekä senmukaisen ”karriäärin”. Tie siitä eteenpäin on ollut (tuskaisen) pitkää itseopiskelua. Kukaan eikä mikään pakottanut. Tiedon jano yksinkertaisesti yllytti ottamaan asioista selvää. Nyt eläkeukkona luen joka päivä sekä suhteellisuusteoriaa että kvanttifysiikaa ja etenkin kosmologiaa (nämähän kaikkihan nivoutuvat läheisesti toisiinsa) ja tämä enimmäkseen englanniksi. Suuri rajoitteeni edelleen on matematiikka.
Maailma on nimenomaan tekniikan osalta kehittynyt noista ajoista käsittämättömän rajusti. Monasti ajattelen että mitähän minustakin olisi tullut jos olisi koulussa edes välttävän alustavat tiedot annettu suhteellisuudesta/kvanteista. Olisiko ura heittänyt toisaalle? Periaatteessa nyt tilanne on totaalisti toinen. Vaikka koulussa edelleen vaietaan noista asioista, niin netin/television (ja Räsästen yms) ansiosta jotkut saavat kuitenkin edes sen alustavan kipinän (tietysti Räsäsen mukaisesti tämä ei vastaa varsinaista opiskelua).
Onko ylimääräisissä ulottuvuuksissa aina kyse paikkasuunnasta (esim. Calabi-Yau avaruus) vai onko olemassa malleja, joissa ylimääräinen ulottuvuus olisi aikasuunnassa?
Onko esim. Delayed choice quantum eraser -koetta yritetty selittää ylimääräisillä aikasuuntaisilla ulottuvuuksilla?
Onko vuorovaikutuksilla kaikissa malleissa sama suunta? Johtuuko gravitaation heikkous siitä, että sitä valuu toisesta ulottuvuudesta vain vähän meidän nyt havaitsemiimme ulottuvuuksiin vai onko se siksi niin heikko, että se valuu meidän havaitsemistamme ulottuvuuksista pois piilossa oleviin ulottuvuuksiin? Onko tällaisella suunnanmuutoksella merkitystä?
Sitä, mahdollisuutata, että aikaulottuvuuksia on useampia kuin yksi on kyllä tutkittu, mutta ei kovin paljon.
En tiedä onko niillä yritetty selittää kvanttimekaniikan ominaisuuksia, niillä ei ole sen kanssa mitään ilmeistä tekemistä.
En ymmärrä kysymystä suunnasta. Ylimääräisistä ulottuvuuksista on kirjoitetettu tuhansia artikkeleita, eri artikkeleissa on eri ideoita gravitaatiosta.
Kommentti neliulotteisuudesta. Masud Chaichian opetti aikanaan että teoria voi olla siisti ja renormalisoituva vain jos sen kytkentävakio on dimensioton, ja se kuulosti uskottavalta. Katsomalla esim. mittakovariantin derivaatan kaavaa näkee että QED:n ja yleisemmin Yang-Mills -teorian kytkentävakio on dimensioton juuri neliulotteisessa aika-avaruudessa. Olen ajatellut itsekseni että tuo voisi olla jonkinlainen ”syy” (jos sellaista halutaan) sille että maailma on neliulotteinen.
Gravitaatiovakio sen sijaan on 4-ulotteisessa tapauksessa dimensiollinen, ja kvanttigravitaatio onkin sotkuinen. Gravitaatiovakio olisi dimensioton 2-ulotteisessa tapauksessa. Olen ajatellut että tämä liittyisi siihen että säieteoria sisältää gravitaation luonnostaan. Näyttää siis kuitenkin siltä että mittakentän ja gravitaation kytkentävakioita ei saa dimensiottomiksi samanaikaisesti. Ehkä se on se maailmankaikkeuden ”suola”, minkä takia sen dynamiikka on niin rikas.
Arvelen että tämä kommenttini on osittain mutta ei täysin järkevä.
Se, ettö säieteoria sisältää gravitaation on paljon monimutkaisempi tarina. Kytkentävakioiden tarina on säieteoriassa myös monimutkaisempi, ei mennä siihen tässä.
Tämä kommentti menee asian viereen, mutta osuu sen sijaan otsikon outoihin suuntiin:
On näet aika vaikea kuvitella sitä, että katsommepa mihin suuntaan tahansa, niin näemme aina kohti alkuräjähdystä.
Se kuitenkin tapahtui pikkiriikkisessä pisteessä. Olemme siis yhä tämän ”pisteen” sisällä – joka ikään kuin laajenee väärään suuntaan, sisäänpäin.
Enpä usko olevani ensimmäinen maallikko, joka tätä ihmettelee. Onko olemassa järkeenkäypää selitystä?
Kysymykseen on vastattu tämän merkinnän kommenteissa:
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/sormustimen-verran/
Jos säieteoriat menevät liian monimutkaisiksi, eikö olisi syytä kaivaa se vanha kunnon Occamin partaveitsi esiin ja leikata liiat säikeet pois?
Säieteorian suosio onkin laskenut. Mutta mikään muu ehdokas kaiken teoriaksi tai kvanttigravitaatioteoriaksi ei ole saanut yhtä paljon suosiota, eli mitään muuta ei ole pidetty yhtä lupaavana (oli tämä sitten oikein tai väärin).
Teoreetikoille ei tuottane tuskaa mutta maallikoille kylläkin se, että on laskesteltu säieteorian sisältävän ainakin 10^500 konsistenttia mahdollisuutta lisäulottuvuksien käpertymiselle (ja siis erilaisia mahdollisia kosmoksia), eikä tiettävästi edes säieteoreetikoilla antaa vastausta löytyisikö omamme niiden joukosta. Tämä lienee yksi suosion laskun syy (ainakin teoreetikkojen ulkopuolella).
Toinen vaikeus lienee se, ettei säieteoria ole tuottanut mitään testattavia tuloksia (eli se ei olisi falsifioitavissa). Ehkä kuitenkin yksi, ainakin väitetty tulos olisi gravitonin ennustaminen.
Tämä on vakava ongelma. Lisää aiheesta täällä:
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/kaikki-tai-ei-mitaan/
Wikipedian mukaan pimeään aineeseen liittyy sama ongelma kuin säieteoriaan. ”that (dark matter) is a hypothesis that adds no empirical content and hence is unfalsifiable in the sense defined by Karl Popper.”
Ks. https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/jokin-sanoo-poks/
Haluaisin kysyä suhteellisuusteorian neliulotteisesta aika-avaruudesta. Sitä luonnehditaan absoluuttiseksi. Tarkoittaako tämä, että se on olemassa itsessään, muusta riippumatta? Tätä Newton tarkoitti sanalla absoluuttinen (hänelle tietty aika ja avaruus olivat erillisiä ja kappaleista, niiden massoista ja liikkeistä riippumattomia).
Toinen kysymys: ajalla on suhteellisuusteoriassa suunta? Minkowskin valokartiot yleensä piirretään niin, että aika-ulottuvuudella on suunta.
Suhteellinen tarkoittaa havaitsijata riippuvaa. Absoluuttinen on sen vastakohta, eli havaitsijasta riippumaton.
Eri havaitsijoiden avaruus on erilainen ja aika kulkee eri tavalla, mutta aika-avaruus on kaikille sama.
Aika-avaruudessa on neljä suuntaa, joista kolme on paikkasuuntia ja yksi aikasuunta. Aikasuunta ei ole yksikäsitteinen, eri havaitsijoiden aika voi osoittaa eri suuntaan.
”kuvaavatko mitkään tuhansista siitä (ylim. ulottuvuudet) kirjoitetuista tieteellisistä artikkeleista todellisuutta.”
Voiko artikkeli olla tieteellinen, jos sillä ei ole mitään yhtymäkohtaa todellisuuteen? Silloinhan teologialla, fysiikalla ja saduilla ei ole mitään oleellista eroa. Ensin voi kirjoittaa tieteellisiä artikkeleita kosmisesta inflaatiosta kuten Paul Steinhardt ja sitten toisen mokoman juttuja siitä, että puhuinkin pötyä?
Teoreettisessa fysiikassa etsitään niitä sääntöjä, jotka kuvaavat todellisuutta. Koska kukaan ei etukäteen tiedä, mitä nämä säännöt ovat, suurin osa yrityksistä on väärin, eli ei kuvaa todellisuutta.
Tämä ei ole epätieteellistä, vaan tieteen tekemisen ydin.