Fizika je već odavno u velikim problemima (što za samu fiziku i fizičare nije ni loše jer to znači da imaju posla, ali za nas druge kojima vrijeme prolazi to nije dobra vijest), ali ne zbog toga što premalo znamo, nego zato što previše znamo. Danas jako dobro znamo koja su nam ograničenja i došli smo u fazu gdje možemo napraviti lijepe teorije i postaviti dobre hipoteze koje opisuju mnogo toga i rješavaju mnoge nedoumice, ali ne možemo ih lahko ili skoro nikako potvrditi. Primjeri gdje fizičari ne znaju šta će sa sobom su pitanja kao što su:
  • Šta se dogodilo prije Velikog praska?
  • Kako naći teoriju koja će objedinti opštu teoriju relativnosti koja objašnjava jako velike stvari poput kretanja planeta i zvijezda i kvantnu teoriju koja objašnjava skroz male čestice koje i ne vidimo golim okom? Te dvije teorije ne pričaju.

Jedno od tih pitanja je i pitanje zašto je Svemir tako rijedak, skoro prazan prostor, odnosno zašto se sva materija zbog svoje gravitacije nije sažela odmah poslije Velikog praska? Odgovor na to pitanje je da se Svemir tako brzo raširio da gravitacija nije imala vremena da ga ponovo sažme. Ta hipoteza ili pretpostavka se naziva inflacijom, međutim koliko god elegantna ona bila, ona još uvijek poslije nekoliko desetina godina nije eksperimentalno dokazana, a čini se da i neće biti barem ne na pravi način, jer čini se da  svi eksperimentalni podaci potvrđuju neku od pretpostavki iz teorije inflacije, a upravo je to zabrinjavajuće jer teorija inflacije ima toliko pretpostavki da u njoj “sve prolazi”. O tome postoji i članak u online časopisu Wired gdje autor kaže sljedeće:

“Izvinjenje MERRIAM, Webster, i svi ostali koji su se ikada uputili na posao katalogizacije kako govornici engleskog jezika koriste reči, ali nauka nije imenica. Mislim, da, tehnički jest.1 Ali razgovorno, većina ljudi koristi ‘znanost’ kao što je Mark Watney radio u filmu “Marsovac”, kada je rekao da će “iznaukovati sranje” od problema uzgajanje hrane na Marsu. Nauka glagol je proces ispitivanja, postavljanje hipoteza, eksperimentisanje, i tako, tako često samo pravljenje grešaka. Iznova i iznova i iznova. Dok ne postanete uglavnom u pravu. ( S obzirom da ni jedna nauke nije nikada
kompletna). U idealnom slučaju, proces je demokratski: Svako može iznaukovati sranje bilo čega. U stvarnosti, većina ljudi “rade” nauku posredno-čitajući o novim otkrićima i imaju vjeru da pronalazači nisu šarlatani. Iako to nije sasvim slijepa  vjera: Mi im vjerujemo jer naučnici raspravljaju u javnosti.

Ovi argumenti se stalno dešavaju. Ponekad traju decenijama. Naučnici psuju jedan drugom, izražavaju nezadovoljstvo i prestaju govoriti u potpunosti. Ali čak i u najgorem  neslaganju, naučnici uglavnom prešutno se slažu da svi rade znanost/nauku. Ne raditi nauku je uvreda, obično rezervisana za pojedince koji falsifikuju podatke ili vode dnevne emisije o ishrani. U pogledu štreber borbi, to da jedan mainstream znanstvenik optužuje drugog mainstream znanstvenika da se ne bavi naukom je slično kao kad Kanye West upada u 2009 VMA govor od Taylor Swift i implicira da ona ne zaslužuje najbolji ženski video.

Nedavno, trio mainstream fizičara je optužio stotine, možda i hiljade, drugih mainstream fizičara da se ne bave naukom u vrlo javnom forumu. Njihov članak, objavljen u februaru u časopisu Scientific American, cilja na inflacijsku teoriju Svemira, koja je u proteklih 35 godina, postala ono što najviše fizičari koriste da objasne porijeklo (i sadašnje stanje) Svemira. Objavljivanjem u SciAm, ovi autori nisu samo pitali  posredno naučnu javnost-tebe i mene – da prihvatimo njihovu teoriju kao ispravnu. Oni od nas traže da odlučimo šta to znači baviti se naukom.

Ovo cijelo iskušenje seže do Velikog praska. Kao, teorija. To nije strašno kontroverzno, ali ima nekoliko problema. U ranim 1980-ih, fizičari su pokušavali da naprave smisao od toga što: Veliki Prasak ne objašnjava zašto je Svemir tako ravan. Ravan, u ovom smislu, ne znači zgnječen ili tanak. To samo znači da je većina Svemira u osnovi prazna, bezlični vakuum; galaksije, zvijezde, planete, i kako god želite nazvati Pluton, svi su statistički odraz. Eksperimenti mjerenja širine kosmosa su  pokazali da nema šanse da je Veliki prasak bio dovoljno energičan da baci Svemir toliko široko. Svemir bi se trebao  srušiti  nazad u samog sebe. Umjesto toga, svemir se i dalje širi.

Tri fizičara-Alan Guth MIT, Andrei Linde Stanford, i Paul Steinhardt sa Princeton – a počeli su da rade na inflaciji kao potencijalnom rješenju. Ili neposredno prije ili odmah nakon Velikog praska (zavisi od toga koji od inflatornih modela prihvatite), postojao je balon brze inflatorne energije koji se brzo širio. Ovo je turbo napunilo Veliki prasak. Svemir je postao širok i ravan. To je u suštini ogromno, uniformno ništavilo, osim nekih regija vakuuma koje su nešto gušće od drugih. Ove privlače atome, koji čine molekule, koje čine čestice prašine, koje čine stijene, koje privlače gasove koji se toliko sgusnu da sagorijevaju, vrte … ostalo znate.

Stvar je u tome, bez inflacije (ili nečeg) Svemir bi se širio presporo, i težina od sve te materija bi izazvala kolaps nazad u samu sebe.

Inflacija je tako dobro objasnila proces da je počela da dominira mainstream fiziku. To nije teorija, sama po sebi-ne kao što je teorija relativnosti teorija. To je više kao
tematski povezana grupa konkurentnih hipoteza, što Guth naziva “kišobran”. Oni dijele neke ključne osobine, naime, valove u kosmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju. I hipoteze predviđaju da će ove osobine biti u skladu sa određenim numeričkim mjerenjima. Neki od tih kriterija su ispunjeni; na primjer, 1998. godine fizičari su našli dokaz tamne energije, što čini 70 posto nestale materije koje inflacija predviđa. Potvrđivanje drugih kriterijuma je bilo više nedostižno.

Godinama, naučnici su bili u potrazi za preciznim mjerenjima tipa gravitacionog zračenja koje je ostalo od Velikog praska. Jedan nedavni eksperiment u potrazi za tom takozvanom B-Mode polarizacijom koristi satelit Evropske svemirske agencije koji se zove Planck. I u 2013. godini, naučnici koji tumače rezultate iz Plancka su rekli da se oni uklapaju u jednu od inflatornih hipoteza.

Eureka? Ne, ako se pita tri druga fizičara koji su prisustvovali konferenciji za novinare ESA gdje su objavljeni rezultati Plancka. Oni su bili Avi Loeb, šef odjela za astronomiju Harvardskog univerziteta; Anna Ijjas, onda student i sada post-doc u Princeton Centra za teorijske nauke; i Steinhardt, jedan od originalnih arhitekata teorije inflacije. Smatrali su da je ESA smjestio podatke Plancka u najpogodniju inflatornu hipotezu. Ali, najvažnije, ne i najjednostavniju. Fizika bi trebalo da daje jednostavnost, a podaci od Plancka zapravo su učinili da jednostavniji inflatorni modeli imaju manje smisla.

Objavili su kritiku inflacije u časopisu Physics Letters B-koji je na kraju postao SciAm članak-prozvali su ono što su vidjeli kao grešku uklapanja podataka Plancka na inflaciju. Oni su otišli još dalje. Oni su istakli da inflatorna energije nikada nije bila direktno opažena, te je stoga samo hipoteza. Još više uznemirujuće za njih bila je činjenica da su neki inflatorni modeli predviđali postojanje multiverzuma, koji po definiciji postoji izvan pravila ovog univerzuma i na taj način ne može se testirati pomoću iteracija nauke o ovom univerzuma.

Ali najveći zločin inflacije bila je njena fleksibilnost: Autori tvrde da inflacija sadrži toliko hipoteza da možete najmanje jednu od njih fitovati oko bilo kakvih novih podatke koji izađu. Ukratko, inflacija se nikada ne može opovrgnuti. Ljudi koji studiraju to, dakle, ne čine znanost/nauku, ne bave se naukom.

Imali su mnogo drugih, konkretnijih pritužbi na inflaciju. Možete pročitati o tim u SciAm, ali oni nisu neophodni da završite ovaj članak. Sve što trebate znati je ono što vjerojatno već sumnjate: Njihove optužbe su podigle veliku buru. Četiri istaknuta inflacionista (Guth, Linde, David Kaiser MIT, i Yasunori Nomura, direktor UC Berkeley Centra za teorijsku fiziku) napisali su odgovor braneći naučnost njihove teorije u Scientific American. Oni su čak otišli tako daleko da je s njima odgovor potpisalo skoro 30 drugih fizičara-teškaša poput Stephena Hawkinga i Rainier Weiss. Originalni SciAm trio zatim je napisao pobijanje pobijanja sa detaljima o tome zašto su oni u pravu i ostali su u krivu.

Ovo cijelo dešavanje predstavlja za ostatak od nas dva poklona. Prvi je štreber drama-ako zaista želite ići u detalje, pročitajte članak u UnDark, ili u Atlanticu.

Drugi poklon je prilika da preispitamo šta je nauka-glagol, rad, proces, uopšte više. Ono oko čega se ove dvije grupe u suštini prepiru je vrijeme. Za SciAm trio, inflacija je imala dovoljno vremena. U stvari, oni kažu da nema tog vremena koje će ikada dati inflacionistima dovoljno podataka da potvrde jednu od svojih hipoteza. Više vremena samo daje inflationistima više vremena da jure svoja matematička nagađanja na tanje i tanje udove. Inflacija, kažu, je slomljena. Vrijeme je da se počne u potragu za za nekim novim okvirom. Oni čak nude svoj vlastiti-šarmantno nazvan Big Bounce (Veliki sažetak).

Pro-inflationists kažu da je potrebno samo više vremena. Nauka treba vremena. Fizika uzima puno vremena. Ovi naučnici i dalje rade na tome koja od hipoteze radi, a koje ne. Mnogi teorijski okviri prolaze kroz periode kao što je ovaj, u kojem naučnici uspoređuju iste podatke protiv više teorija odjednom, eliminirajući one loše usput. Obično se to samo događa mnogo brže.

Sve što je … super. Sjajno, jer ura, nauka!

Ali i “super”, jer se postavlja pitanje kako to dovraga da vi, posredna naučna javnost, odlučite koju pilulu da popijete (koja hipoteza i teorija je ispravna). OK, možda bi mogli ići putem Karl Poppera i biti uz onog koji pruži najviše empirijskih utemeljenih  istraživanja. Loša strana je da će ono što se računa kao nauka djelovati vrlo sporo za vas. Ili, ako imate puno potrošnog vremena i nezasiti um, možete usvojiti filozofske okvire kao “post-empirijske potvrde.” To su tek startni bodovi, i SciAm trio kao i inflacionisti su u ovim odgovarajućim ekstremima.

U osnovi, to je poziv da mislite za sebe. Fizičari još uvijek računaju ove stvari-kao i većina naučnika, cijelo vrijeme. Na vama je samo da odlučite koliko strpljenja imate za odgovore … i ako dođe vrijeme kada teorija nema smisla, da li imate hrabrosti reći nekoliko hiljada fizičara da se zapravo ne bave naukom.” (1)

Reference:

(1) https://www.wired.com/2017/05/physicists-cant-agree-science-even-means-anymore/

Advertisements