Наука постоянно развивается, теоретические модели совершенствуются как благодаря работе теоретиков, так и благодаря постоянному прогрессу в наблюдениях. Не является исключением и космология – наука о природе Вселенной, её происхождении и эволюции. Развитие это не идёт равномерно. Особенно активный толчок космология получила в конце XX века благодаря появлению новых технологий, приборов и возможностей наблюдения. Но и до этого она плодотворно развивалась – в основном за счёт теоретической работы.
Центральным столпом космологии является теория Большого взрыва, признанная сегодня большинством физиков. Но хотя в своём первоначальном виде она появилась уже почти сто лет назад, сегодня её понимают уже совсем не так, как раньше.
В 1916 г. Альберт Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности, которая давала единое описание гравитации как геометрического свойства пространства и времени. В то время Эйнштейн верил в статичность Вселенной, но обнаружил, что его первоначальная формулировка теории не допускает подобного. Это объясняется тем, что массы, распределённые по Вселенной, гравитационно притягиваются и, следовательно, должны двигаться друг к другу с течением времени.
Он решил ввести в свои уравнения дополнительную константу, которая сможет «противодействовать» притягивающей силе гравитации в космических масштабах. В 1917 году Эйнштейн опубликовал свою первую работу по релятивистской космологии, в которой он добавил эту космологическую постоянную в свои уравнения поля, чтобы заставить их моделировать статическую Вселенную.
Модель Эйнштейна описывает статическую Вселенную; пространство в ней, конечно, но не имеет границ (аналогично поверхности сферы, которая имеет конечную площадь, но не имеет краёв). Однако эта так называемая «модель Эйнштейна» неустойчива к малым возмущениям — в конце концов, она начинает расширяться или сжиматься. Позднее стало ясно, что модель Эйнштейна — лишь одна из большого набора возможностей, соответствующих космологическому принципу.
Последний говорит о том, что пространственное распределение материи во Вселенной является равномерным и изотропным на достаточно больших масштабах, поскольку предполагается, что все силы на крупных масштабах действуют во Вселенной одинаково и, следовательно, не должны приводить к наблюдаемым неравенствам в крупномасштабном структурировании в ходе эволюции материи.
Космологические решения общей теории относительности были найдены Александром Фридманом в начале 1920-х гг. Его уравнения описывают вселенную Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера, которая может расширяться или сжиматься, а её геометрия может быть открытой, плоской или замкнутой. Однако такая вселенная не может быть статичной — даже со специально добавленной космологической константой. Последняя, кстати, потом всё же пригодилась – но уже в роли тёмной энергии, отвечающей за расширение Вселенной.
В числе прочего Фридман исследовал вопрос кривизны Вселенной
В 1910-х годах Весто Мелвин Слайфер понял, что смещение спектра спиральных туманностей – это на самом деле доплеровское смещение, означающее, что эти туманности удаляются от нас. Но тогда ещё не существовало надёжных методов определения расстояния до таких далёких астрономических объектов.
В 1927 г. бельгийский католический священник Жорж Леметр независимо вывел уравнения Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера и, зная об удалении спиральных туманностей, экстраполировав этот процесс вспять, выдвинул предположение о том, что Вселенная родилась из «первобытного атома» – ведь если сейчас от нас всё удаляется, то раньше всё было ближе, друг к другу, плотнее и горячее. Получалось, что Вселенная родилась из некоего «космического яйца».
Мало кто обратил внимание на выводы Леметра, но одним из тех, кто всё же их заметил, был сам Эйнштейн, который довольно резко отреагировал на них: «Ваши расчёты верны, но ваше понимание физики отвратительно».
Однако к 1929 году именно расчёты Эйнштейна оказались под ударом из-за «систематических наблюдений других галактик», проведённых американским астрономом Эдвином Хабблом, а выводы Леметра стали находить всё больше сторонников.
Хаббл показал, что спиральные туманности на самом являются галактиками, подобными той, в которой мы живём – галактике Млечный Путь. Он определил расстояния до их по яркости переменных звёзд, цефеид. Он обнаружил зависимость между красным смещением галактики и её расстоянием и интерпретировал это как свидетельство того, что галактики удаляются от Земли во всех направлениях со скоростями, пропорциональными расстоянию до них. Этот факт сегодня известен как закон Хаббла.
В 1929 г. в Великобритании состоялось заседание Королевского астрономического общества, на котором были рассмотрены эти неожиданные данные, и известный математик Артур Эддингтон вызвался найти решение этой загадки. Узнав об этом, Леметр послал Эддингтону копию своей работы 1927 г., и в марте 1931 г. Общество опубликовало её перевод на английский язык в своём журнале Monthly Notices.
Большинство учёных, прочитавших работу Леметра, по мнению CERC, «согласились с тем, что Вселенная расширяется», но «воспротивились предположению о том, что у Вселенной было начало». Одним из тех, кто, безусловно, сопротивлялся, был Эддингтон, написавший в журнале Nature, что представление о начале мира «отвратительно».
В ответ Леметр опубликовал в журнале Nature письмо, озаглавленное «Начало мира с точки зрения квантовой теории»:
«Сэр Артур Эддингтон утверждает, что с философской точки зрения представление о начале нынешнего порядка природы ему противно. Я скорее склонён думать, что современное состояние квантовой теории предполагает начало мира, сильно отличающееся от нынешнего порядка природы. Термодинамические принципы с точки зрения квантовой теории можно сформулировать следующим образом: (1) Энергия, имеющая постоянное общее количество, распределена в виде дискретных квантов. (2) Число отдельных квантов постоянно растёт. Если мы вернёмся назад в течение времени, то должны обнаружить все меньше и меньше квантов, пока не найдём всю энергию Вселенной упакованной в нескольких или даже в единственном кванте».
Это столкновение между ними выглядит довольно необычно, если учесть, что несколькими годами ранее Эддингтон-профессор говорил о Леметре-учёном, что тот был «очень блестящим студентом, удивительно быстрым и с ясным взглядом, обладающим большими математическими способностями», как говорится в характеристике Леметра, опубликованной Американским музеем естественной истории.
С учётом космологического принципа закон Хаббла позволял предположить, что Вселенная расширяется. Было предложено два основных объяснения этого расширения. Одно из них — теория Большого взрыва Леметра, которую впоследствии отстаивал и развивал Георгий Гамов.
Другим объяснением была модель устойчивого состояния Фреда Гойла, в которой новая материя образуется по мере удаления галактик друг от друга. В этой модели Вселенная примерно одинакова в любой момент времени. Именно ему мы и обязаны термином «Большой взрыв».
28 марта 1949 г. Фред Гойл выступал в эфире Би-би-си, обсуждая свои представления о том, как началась Вселенная, — а именно, что на самом деле она не начиналась. Гойл не считал, что у Вселенной есть точная точка отсчёта, и отстаивал свою любимую модель устойчивого состояния: представление о том, что Вселенная постоянно создаёт новую материю везде и всегда, даже если отматывать время назад до бесконечности. За год до этого, в 1948, он с двумя коллегами опубликовал работу на эту тему.
Он подчёркивал контраст между теорией стационарного состояния и «гипотезой о том, что вся материя Вселенной была создана в результате одного «большого взрыва» в определённое время в далёком прошлом». Он считал эту идею «иррациональной» и выходящей за рамки науки". Да и само название «Большой взрыв» звучало довольно иронично – взрыв в нашем понимании это explosion, а Гойл употребил слово bang, которое ближе к «бабаху» или «буму».
Правда, историк Хельга Краг в своей статье от 2013 г. утверждает, что Гойл не использовал это выражение в насмешливом тоне — он был категорическим противником теории большого взрыва, но название не обязательно должно было насмехаться над ней. Он просто считал, что это подходящее описание для взрывной идеи, и оно подчёркивало её отличие от теории, которую он отстаивал.
Интересно, что опровергал он, на самом деле, не совсем ту идею, которой придерживались сторонники «Большого взрыва». Он критиковал идею, что всё содержимое Вселенной появилось в результате взрыва, а на самом деле идея состояла в том, что *сама Вселенная* появилась в результате этого «взрыва».
В том же 1948 году физики Георгий Гамов (кстати, подопечный Фримана), Ральф Алфер и Роберт Герман разработали подробную теоретическую картину Большого взрыва. Они поняли, что Вселенная сразу после взрыва должна была быть не только чрезвычайно плотной, но и чрезвычайно горячей. При таких высоких температурах большая часть содержимого Вселенной находилась бы не в виде вещества, а в виде интенсивного излучения. Этот ранний период сейчас называется радиационной эрой.
По мере расширения Вселенной общее количество света и вещества должно было заполнять всё больший объём пространства, поэтому плотность каждого из них должна была уменьшаться. Но при расширении пространства растягивались и волны проходящего через него света. А чем больше длина волны света, тем меньше его энергия. Поэтому расширение пространства привело к тому, что плотность энергии света стала уменьшаться даже быстрее, чем плотность вещества. В результате большая часть энергии Вселенной вскоре оказалась не в виде излучения, а в виде материи, и сегодня мы живём во Вселенной с преобладанием материи.
Эти трое учёных признали, что лучистая энергия Большого взрыва должна существовать во Вселенной и сегодня, хотя её интенсивность сильно уменьшилась в результате расширения пространства. Альфер и Герман вычислили современную температуру, соответствующую этой энергии. Полученный ими ответ составил 5°К. Лучистая энергия при температуре 5°К находится в основном в диапазоне частот микроволн.
Алфер и Герман фактически предсказали, что современная Вселенная должна быть погружена в слабый, но равномерный океан микроволновой энергии, идущей со всех сторон, — остаточное свечение после Большого взрыва. В те времена радиоастрономия находилась в зачаточном состоянии, и те немногие радиоастрономы, которые могли знать, как использовать имеющиеся технологии для поиска микроволнового фонового излучения, не знали об опубликованном теоретическом предсказании. Таким образом, в течение нескольких лет продолжалась дискуссия между теориями стационарного состояния и Большого взрыва в отсутствие каких-либо убедительных наблюдательных доказательств в пользу одной из них.
В 1955 году аспирант-радиоастроном Т. А. Шмаонов в Пулковской обсерватории под руководством советских радиоастрономов С. Э. Хайкина и Н. Л. Кайдановского провёл измерения радиоизлучения из космоса на длине волны 3,2 см и экспериментально обнаружил шумовое СВЧ-излучение, которое, правда, не связал с Большим взрывом. Это сделали через 10 лет американские радиаострономы Арно Пензиас и Роберт Вудроу Вильсон из Bell Telephone Laboratories в Холмдейле.
Реликтовое излучение
В том же 1948 году Гамов, Алфер и Бете опубликовали работу о происхождении химических элементов. Они утверждали, что при Большом взрыве образуются водород, гелий и более тяжёлые элементы в определённых пропорциях, что объясняет их обилие в ранней Вселенной. Хотя первоначальная теория не учитывала ряд процессов, важных для образования тяжёлых элементов, последующие разработки показали, что нуклеосинтез Большого взрыва (как потом стали называть этот процесс) согласуется с наблюдаемыми ограничениями для всех первородных элементов. Считается, что элементы тяжелее лития возникли на более поздних этапах жизни Вселенной в результате звёздного нуклеосинтеза, в процессе образования, эволюции и гибели звёзд.
Кстати, Бете стал соавтором работы в результате шутки — Гамов решил добавить его имя к этой работе, чтобы список авторов Alpher, Bethe, Gamow напомнил буквы греческого алфавита α, β и γ (альфа, бета, гамма).
В итоге экспериментально были обнаружены и подтверждены четыре столпа теории Большого взрыва: расширение Вселенной, наличие реликтового излучения, изобилие в прошлом лёгких элементов и недостаток тяжёлых, и преобладание в прошлом менее развитых галактики и звёзд в них.
Идея космического яйца нравилась и до сих пор нравится не всем физикам, тем более что в этом случае возникла необходимость в космической курице. Если единичный взрывной момент положил начало всему этому, то что же произошло до него? Что было до того, как Вселенная начала жить?
Попыток ответить на этот вопрос (или избежать его) было много, и устойчивое состояние Гойла было одной из них. Открытие и изучение реликтового излучения, ставшего результатом Большого взрыва, случившееся в 1950-е годы, опровергло первоначальную модель Гойла. Однако он продолжал пытаться скорректировать её в соответствии с новыми данными; в 1993 г. он и его коллеги предложили модифицированную версию космологии устойчивого состояния, допускающую периодические небольшие всплески творения, «минивзрывы», но она до сих пор в целом опровергается.
Гойл, умерший в 2001 г., не просто придумал название «Большому взрыву». Вместе с Вилли Фаулером он показал, что тяжёлые элементы Вселенной, из которых состоит жизнь и большинство вещей, её поддерживающих, образовались внутри звёзд и в результате их гибели во взрывах сверхновых. За эту работу Фаулеру была присуждена Нобелевская премия по физике, но Гойлу она, к большому недоумению Фаулера, не досталась. Некоторые утверждают, что комитет отверг кандидатуру Гойла потому, что в 1973 г. он публично и резко критиковал их решение наградить Энтони Хьюиша (за открытие первого пульсара) и проигнорировать его ученицу Джоселин Белл Бернелл.
До 1970-х годов считалось, что Большой взрыв породил Вселенную и всё её содержимое, возникнув из некоей бесконечно малой точки – сингулярности. Однако в конце 70-х появилась новая теория – космологической инфляции. Согласно ей, ранняя Вселенная расширялась с экспоненциальной скоростью, а потом, по окончании этого периода, продолжила расширяться, но уже медленнее. Ускорение этого расширения за счёт тёмной энергии началось после того, как возраст Вселенной уже превысил 7,7 млрд. лет (5,4 млрд. лет назад). Наибольшие вклады в теорию внесли советский и американский физик Андрей Линде, российский физик-теоретик Алексей Старобинский и американский физик Алан Гут – в 2014 году они втроём получили за эту теорию премию Кавли.
Теория получила дальнейшее развитие в начале 1980-х годов. Она объясняет происхождение крупномасштабных структур космоса. Квантовые флуктуации в микроскопической инфляционной области, увеличенные до космических размеров, становятся семенами роста структуры во Вселенной. Многие физики также считают, что инфляция объясняет, почему Вселенная кажется одинаковой во всех направлениях (изотропной), почему космическое микроволновое фоновое излучение распределено равномерно, почему Вселенная плоская и почему в ней не наблюдается магнитных монополей.
Во время инфляции во Вселенной материи и излучения не было, а был, скорее всего, какой-то другой тип энергии, возможно, присущий самому пространству, и эта энергия не уменьшалась по мере расширения Вселенной. Поэтому инфляция, то есть расширение Вселенной, имело экспоненциальный характер, благодаря чему при экстраполяции в прошлое мы можем прийти к сколь угодно малому размеру Вселенной, но никогда не дойдём до точки, где он равен нулю. И только после того, как это расширение закончилось, произошёл Большой взрыв (в тот момент размер Вселенной никак не мог быть меньше примерно кубического метра), Вселенная наполнилась веществом и излучением, и начала расширяться и охлаждаться.
Узнавайте о новых акциях и промокодах первыми из нашего Telegram-канала ????
Комментарии (36)
mikb2220
02.11.2023 12:29+5Поправка: Джоселин Белл Бурнелл - не ученик, а ученица. Женщина, открывшая пульсар. Практически совершила открытие в детском возрасте. Подтверждения не получила и совершила открытие уже будучи аспирантом. Да, не получила Нобелевскую совершенно не заслуженно. Обиделась на всю жизнь и вместо науки занялась борьбой за равенство женщин.
phx
02.11.2023 12:29И все таки, что было раньше
курица или яйцобольшой взрыв или инфляция?
MishaRash
02.11.2023 12:29+1Тут терминологическая путаница.
Большому взрыву, определённому как самое начало Вселенной из точки, положено быть до инфляции. Правда, какую-либо достоверную информацию об этом периоде получить крайне сложно или вовсе невозможно. В том и было одно из преимуществ инфляции, что она, размазывая всё, что было перед ней, позволила обойтись без высокоэнергетической квантовой гравитации, которая должна проявляться в совсем уж ранней Вселенной.
С другой стороны, классическую (не столь существенно квантовую) космологическую модель, основанную на общей теории относительности, часто называют "теорией Большого взрыва", и она становится применима позже. Соответственно некоторые сокращённо говорят, что "Большой взрыв начался после инфляции."
Astroscope
02.11.2023 12:29+1Оффтопик и даже переход на личности
В том же 1948 году Гамов, Алфер и Бете опубликовали работу о происхождении химических элементов.
Какие-то подозрительно радиоактивные фамилии у этой троицы ученых мужей. Их бы в повествовании расставить в алфавитном - греческом, разумеется, порядке. :)
svv63
02.11.2023 12:29+5https://ru.wikipedia.org/wiki/Теория_Альфера_—_Бете_—_Гамова
Для достижения юмористического эффекта и красивого названия работы, которое привлекло бы большее внимание, Гамов решил добавить в соавторы этой статьи своего друга — выдающегося физика Ганса Бете. В итоге получилась игра греческих букв α, β и γ (альфа, бета, гамма).
MishaRash
02.11.2023 12:29Хотя первоначальная теория не учитывала ряд процессов, важных для образования тяжёлых элементов, последующие разработки показали, что нуклеосинтез Большого взрыва (как потом стали называть этот процесс) согласуется с наблюдаемыми ограничениями для всех первородных элементов.
Есть же проблема с литием. Хоть и предложен ряд потенциальных решений, ни одно ещё не было окончательно принято.
V_Scalar
02.11.2023 12:29Энергия перешла в энергию/массу покоя частиц. Но этот процесс не прекратился и сейчас , энергия медленно переходит в энергию связи частиц
Если принять эту очевидную мысль не понадобится никаких тёмных сущностей
MishaRash
02.11.2023 12:29Вы думаете, это объясняет проблему лития? На неё вроде бы ни тёмная материя, ни тёмная энергия особо не влияют.
V_Scalar
02.11.2023 12:29Вы думаете, это объясняет проблему лития?
Космическая проблема лития это не космологическая проблема, а чисто ядерная. Связь между нуклонами самое плохо изученное взаимодействие. Лучшие из моделей предсказывала некий близкодействующий потенциал (нуклоны в навалку), но исследования показывают что ядра (особенно это заметно у лёгких) имеют кластерную структуру состоящую из альфа частиц. Например бериллий 9 состоит из двух кластеров разнесённых на довольно большое расстояние и нейтрона между ними. Бериллий 8 дважды магическое ядро, но оно вопреки всем законам крайне нестабильное моментально распадается на 2 кластера (это объясняется в моей теории если захотите обсудим).
Так вот мы видим что альфа частица это крайне стабильная и энергетически выгодная структура, а литий наоборот не стабильное состояние. Теперь мы вспомним что в ранней вселенной в радиационную эпоху условия были ещё жёстче — соответственно кирдык литию наступал ещё чаще, вот его и меньше.Изменение фундаментальных констант может быть одним из возможных решений, и это означает, что, во-первых, атомные переходы в металлах, находящихся в областях с большим красным смещением , могут вести себя иначе, чем наши собственные. Кроме того, связи Стандартной модели и массы частиц могут различаться; в-третьих, необходимо варьирование параметров ядерной физики. [6]
MishaRash
02.11.2023 12:29Вы как-то резко перескочили с бериллия на литий. Ладно, бериллий не предсказали, но литий-6 и 7 же стабильные экспериментально.
V_Scalar
02.11.2023 12:29литий-6 и 7 же стабильные экспериментально.
сейчас они стабильные, всё можно точно рассчитать. В ранней вселенной они не стабильные у нас только есть догадки на этот счёт. Например тяжёлые элементы родились внутри звёзд уже в поздние времена и всё хорошо согласуется с ядерной физикой. Причём это составные частицы, есть ещё и элементарные, например считается что тогда тяжёлые элементарные частицы которые сейчас долго не живут были стабильные
Gudd-Head
02.11.2023 12:29расстояния до их
Наверное, до "них"?
5°К
Кельвин - единица термодинамической температуры в Международной системе единиц (СИ) пишется без значка градуса в отличие от градусов Цельсия °С и Фаренгейта °F.
Anton-ivanin
02.11.2023 12:29+4Эддингтон, конечно, был тот ещё .удила) Чандрасекара с его абсолютно правильной теорией вырождения электронного газа раздавил потому что "должен быть какой-то закон природы не позволяющий звёздам вести себя столь отвратительно", Леметра с похожей формулировкой про "отвратительность". Предрассудки, когда человек просто верит, что чего-то не может быть, не взирая на аргументы, это ужасная вещь. А когда этот человек ещё и признанный авторитет, то совсем тяжело
UstasAlex
02.11.2023 12:29+1Все эти теории пытаются объяснить что было после, но не объясняют, что было до. Откуда взялась (или постоянно возникает) та масса энергии/материи. Куда расширяется наша вселенная. Потому как ее расширение означает, что она имеет границы, а что за ними? И мне кажется, что без привлечения размерностей более высокого порядка, чем нам известно, не обойтись. Хотя бы для объяснения нашей вселенной.
MishaRash
02.11.2023 12:29Все эти теории пытаются объяснить что было после, но не объясняют, что было до.
То, что было до, крайне сложно или невозможно наблюдать, а без данных получается не физика. (Хотя циклическая модель Вселенной Пенроуза даёт проверяемые предсказания, проявляющиеся позже.) Даже про всё, что было до рекомбинации (380 тысяч лет после Большого взрыва), у нас только непрямые выводы, в основном из реликтового излучения.
Откуда взялась (или постоянно возникает) та масса энергии/материи.
На космических масштабах энергия не обязана сохраняться, потому что нет инвариантности по времени из-за расширения Вселенной.
Куда расширяется наша вселенная. Потому как ее расширение означает, что она имеет границы, а что за ними?
Нет, не означает. Пространство с метрикой Фридмана прекрасно расширяется безо всяких границ и дополнительных измерений.
Favorite101
02.11.2023 12:29+1В 1989 году Джон А. Уилер представил гипотезу о природе информации, считая ее фундаментальной концепцией в физике. Эта идея, известная как "It from Bit" (Всё из Бита), предполагает, что все сущности имеют информационно-материальную природу.
Связывая эту концепцию с работами Ника Бострома (компьютерная Вселенная) и Айвена Сазерленда (Предельный дисплей), можно перевести фразу "It from Bit" как "Код порождает Материю". Это предположение может помочь понять природу Большого Взрыва.
Так, до момента Большого Взрыва нашей материальной Вселенной не существовало, и вопрос "Что было до Большого Взрыва?" не имеет смысла. Это можно сравнить с ситуацией на обычном компьютере, где до запуска программы на дисплее ничего не отображается. Как только программа запущена, появляется изображение, которое эволюционирует в соответствии с правилами, заданными программой.
В предельном дисплее Сазерленда информация переходит не в изображение, а в материю, которая начинает развиваться в соответствии с законами сохранения. Этот переход информации в материю можно назвать взрывом, как предложил математик М. Фридман в 1922 году.
Согласно предложенному выше, компьютерная программа, из которой произошла наша Вселенная путем перехода кода в материю, была создана предыдущей материальной Вселенной, развившейся в предыдущем цикле эволюции до возникновения естественного интеллекта (ЕИ), способного создавать искусственный интеллект (ИИ). Сегодня наша цивилизация создает этот ИИ и его программа, переходя в материю, может создать следующую материальную Вселенную, которая также начнет развиваться согласно законам сохранения.
Этот процесс может породить бесконечную цепочку параллельных Вселенных, что можно связать с гипотезой Хью Эверетта о существовании параллельных Вселенных.
Здесь мы видим сочетание концепций из физики и информатики, позволяющее размышлять о природе нашей Вселенной и ее месте в бесконечной цепи Вселенных...
Kenya-West
02.11.2023 12:29Есть ещё серия публикаций про Вселенную Стивена Вольфрама, там похожая идея:
Favorite101
02.11.2023 12:29Спасибо за ссылки. В статье С. Вольфрама Почему мы живем не в Матрице, а в матрице? 15 минут назад нашел раздел "Все из бита", очень близкий по теме моему комментарию. Т.е. какую-то правду удалось найти и на этой основе можно думать дальше...
kauri_39
02.11.2023 12:29до момента Большого Взрыва нашей материальной Вселенной не существовало, и вопрос "Что было до Большого Взрыва?" не имеет смысла. Это можно сравнить с ситуацией на обычном компьютере, где до запуска программы на дисплее ничего не отображается
Смысл в таком вопросе есть, и ниже на него даётся ответ:
компьютерная программа, из которой произошла наша Вселенная путем перехода кода в материю, была создана предыдущей материальной Вселенной, развившейся в предыдущем цикле эволюции до возникновения естественного интеллекта (ЕИ), способного создавать искусственный интеллект (ИИ)... Этот процесс может породить бесконечную цепочку параллельных Вселенных
Отличное решение вопроса об образовании нашей Вселенной - её породил ИИ предыдущей вселенной. Сам его использую в своей модели мира: раз есть понятие бесконечности, то может быть и такой космологический её пример.
Только непонятно, зачем ИИ создавать другую Вселенную, чем ему прежняя не угодила? Да, эволюция постоянно заставляет создавать что-то новое. Например, новые виды организмов, способных выживать в новых условиях, расширять свою нишу обитания, главенствовать в ней. Иначе - смерть от конкурентов или от природной стихии. Наша глобальная цивилизация тоже заботится о своём выживании: придумывает разные способы снижать расход ограниченных ресурсов планеты, учится изменять орбиты опасных для неё астероидов. А что угрожало предыдущей вселенной с её ИИ, способным породить другую вселенную? Найдём угрозу - получим более реальную модель мироздания.
V_Scalar
02.11.2023 12:29А вот представим ситуацию: допустим вы святой дух, носитесь над водами, стало вам скучно и решили вы слепить, твердь, людей и тд.
А в наличии имеются только простейшие частицы, которые имеют только импульс проще говоря умеют только сталкиваться, отскакивать, из них ведь ничего не слепишь. Тогда вы создаёте неравновесную систему в которой самоорганизуются диссипативные структуры - заряды. Проще говоря вам надо нагреть участок, создать градиент энергии, чтобы он начал расширяться и охлаждаться, тогда в нём образуются поток энергии вниз по градиенту, на неоднородностях (топологических дефектах будут образовываться микроскопические смерчи, эти смерчи и являются зарядами имеющими полуцелый спин. Теперь вы можете отдохнуть сидя на облаке и понаблюдать как заряды соединяются в протоны, ядра и тд
UstasAlex
02.11.2023 12:29Вы уже знаете или, хотя бы предполагаете, механизм перехода информации в энергию/материю и обратно? Или, может, доказали возможность существования информации отдельно от них?
А про нашу цивилизацию не нужно обольщаться. Она (по крайннй мере западная) ищет наиболее эффективный метод самоуничтожения. Возможно, и с помощью ИИ. Хотя пока про реальный ИИ, именно интеллект, даже смешно говорить.
Favorite101
02.11.2023 12:29С. Вольфрам ищет механизм перехода информации в материю согласно гипотезе Джона А. Уилера "It from Bit". Возможный путь этого процесса описал Айвен Сазерленд в виде т.н. Ultimate Display (Предельный дисплей). По сути, надо найти принцип действия Предельного дисплея, т.к. любое преобразование основано на некотором эффекте, реализующем это преобразование. Возможно, в преобразовании "информация ==> материя" будет задействован бозона Хиггса.
Некоторая тонкость: информация переходит в материю, но не в энергию. У энергии та же размерность, что и у информации, не путайте.
Favorite101
02.11.2023 12:29... непонятно, зачем ИИ создавать другую Вселенную, чем ему прежняя не угодила?
Вы же сами и ответили на этот вопрос: "Эволюция постоянно заставляет создавать что-то новое: новые виды организмов, способных выживать в новых условиях, расширять свою нишу обитания, главенствовать в ней. Иначе - смерть от конкурентов или от природной стихии. Наша цивилизация тоже заботится о своём выживании.
Я расширил круг выживающих объектов природы, предложив универсальный закон сохранения (существования, дления, бытия, жизни). Этому закону подчиняются объекты косной и живой природы, без наличия интеллекта и наделенные им, объекты материальные и абстрактные/ментальные.
Для наглядности представлены подзаконы эволюции, входящие в указанный выше универсальный закон сохранения (закон повышения жизнеспособности Системы), в виде графа - направленного, устойчивого и замкнутого, поскольку эволюция не останавливается, а продолжается от цикла к циклу. Этот граф назван Универсальной схемой эволюции (УСЭ):
Действенность УСЭ можно проверить, подставляя в неё вместо общего термина "Система" имя любого объекта, эволюцию которого требуется изучить.
Изначально УСЭ построена на законах развития технических систем, выявленных и успешно использующихся в течение десятилетий в ТРИЗ при решении изобретательских задач. Многолетние попытки опровергнуть УСЭ (фальсифицирование по Попперу) не удались.
А что угрожало предыдущей вселенной с её ИИ, способным породить другую вселенную? Найдём угрозу - получим более реальную модель мироздания.
... что угрожало предыдущей вселенной с её ИИ, способным породить другую вселенную? Найдём угрозу - получим более реальную модель мироздания.
Порождение новой Вселенной - это повышение гарантированного выживания нашей Вселенной за счет "размножения" Вселенных. Это тот же процесс, что и в живой природе. Персональное (личное) выживание и выживание за счет порождения следующего поколения особей, т.е. выживание индивида и выживание вида.
UstasAlex
02.11.2023 12:29+1В виде, приведенном на рисунке, схема абсолютно некорректна. Эволюция ничего не "заставляет", не "выявляет" и не "создает". Она лишь отсеивает те, создавшиеся в результате случайных измегений, системы, которые менее соответствуют существующим в данный момент внешним для них условиям. Для эволюции, между прочим, совершенно без разницы развивается или деградирует система, в смысле сложности, функций и т.д. Если для приспособления нужна деградация, значит сохранятся именно такие.
Кстати, для сведения. В процессе возникновения homo sapiens его мозг постоянно увеличивался. Но последние несколько тысяч лет он медленно, но непрерывно уменьшается.
Favorite101
02.11.2023 12:29В виде, приведенном на рисунке, схема абсолютно некорректна.
Ну-у-у, это слишком смелое заявление. Когда УСЭ была уже создана, неожиданно (!) оказалось, что она описывает Схему решения задач, хотя с самого начала работы над ней ни о чем таком я и не задумывался, а приводил в логичную структуру явно интуитивно полученный список законов эволюции ТС.
Дальше-больше... Оказалось, что два верхних блока УСЭ (Блок 1 и Блок 13) еще в 1957 году были предложены Саймоном и Ньюэллом как главные элементы Универсального решателя задач (General Problem Solver) .
image.png где:
- в качестве исходной системы (Initial Object) рассматривается система с пониженной жизнеспособностью (система с проблемами), а
- в качестве желательной системы (Desired Object) – система с повышенной жизнеспособностью (система без проблем или с меньшим их количеством).
- в качестве оператора (Operator) рассматривается минимальное преобразование, переводящее исходную систему в желательную, или, если такой перевод за один шаг невозможен, в систему, наиболее близкую к желательной.
Artificial Intelligence. A Knowledge-Based Approach by Morris W.Firebaugh University of Wisconsin – Parkside PWS-Kent Publishing Company Boston 1988, p. 172.Подход Саймона-Ньюэлла позволил построить схему мышления, которую они назвали Универсальный решатель задач (General Problem Solver), и который использовался на практике.
Работа по созданию УСЭ основывалось на постоянном сборе информации об эволюции широчайшего круга объектов и сравнении найденных примеров с тем, что предлагает УСЭ. Так, изучение публикаций по психологии привело к т.н. Схеме мышления из книги А.А. Жданова Автономный искусственный интеллект, которая даже до терминологии совпала с УСЭ. А особенно УСЭ-подход укрепился после изучения книги On Intelligence (J. Hawkins, S. Blakesly, 2004, ISBN13 978-0-80507853-4).
Эволюция ничего не "заставляет", не "выявляет" и не "создает". Она лишь отсеивает те, создавшиеся в результате случайных изменений, системы, которые менее соответствуют существующим в данный момент внешним для них условиям.
Вы здесь потеряли причинно-следственную связь. Эволюция именно выявляет системы, возникшие в результате случайных изменений, которые менее соответствуют существующим в данный момент внешним для систем условиям, и отсеивает эти системы.
В процессе возникновения homo sapiens его мозг постоянно увеличивался. Но последние несколько тысяч лет он медленно, но непрерывно уменьшается.
И ничего удивительного! Древнему человеку для хранения большого и постоянно растущего объёма информации о внешнем мире нужен был большой мозг, который помогал надежно информацию хранить и использовать её для своего выживания.
Но со временем информация переносилась на внешние носители (письменность и другие методы всё более гарантированного сохранения и обработки информации, доступа к ней), большой мозг становился ненужным...
Так, у меня есть такой "внешний мозг" в виде собранной и прошитой линками/шифрами обширной картотеки. Картотека именно "думает" вместо меня, моментально собирая по заданному шифру вместе факты, чего я сам бы никогда не смог сделать.
kauri_39
02.11.2023 12:29Угрозы вы так и не назвали. Представители живой природы смертны, и чтобы не погиб их вид, их сообщество, чтобы из исходного вида получился новый, более совершенный вид организмов требуется их размножение. У вас разумные вселенные - управляемые с помощью ИИ - тоже смертны?
Какое-то противоречие получается. У ИИ хватает ума породить эволюционирующую Вселенную с точной настройкой её фундаментальных параметров, а на решение собственных внутренних проблем, от которых он умрёт вместе со своей вселенной, ума не хватает. А может, исходную вселенную угрожают убить конкурирующие с ней вселенные? В ходе внутривидового и межвидового отбора, как "и в живой природе"? Выживание разумных вселенных - это преодоление угрозы их смерти. Называем угрозу - назовём и способ выживания.
Ваш универсальный закон сохранения, по-моему, должен выводиться из конкретных примеров эволюции. И должен предсказывать что-то новое, которое хотя бы в будущем может возникнуть. А пока это очень абстрактная схема без очевидных причин и следствий.
Favorite101
02.11.2023 12:29У вас разумные вселенные - управляемые с помощью ИИ - тоже смертны?
Пока рано говорить о разумных Вселенных, управляемых ИИ. А вот о закономерном конце цивилизации и вовсе не из-за неразумности населяющих планету людей говорить можно.
Период биологической основы жизни длиной в 4.0 млрд лет подходит к концу. Это показывают работы независимых исследователей. Появление цифровой цивилизации и цифровых технологий может рассматриваться как новый способ взаимодействия и сохранения информации и знаний, включая информацию о природе и биологической жизни на Земле. Это также может быть рассмотрено как новая форма сохранения человеческой культуры и интеллектуального достижения. В результате возникший ИИ оставит человечество/цивилизацию её судьбе и покинет планету... См. "Зонд фон Неймана".
... на решение собственных внутренних проблем, от которых ИИ умрёт вместе со своей вселенной, ума не хватает.
ИИ не умрет со своей Вселенной. Никакого противоречия нет. См. "Зонд фон Неймана".
А может, исходную вселенную угрожают убить конкурирующие с ней вселенные?
Это перенос путей эволюции земной цивилизации на масштабы Мультиверса. Антропоцентризм-с... Хотя у Ли Смолина есть свои соображения на этот счет:
"... крах черных дыр может привести к созданию новой Вселенной. Эта дочерняя Вселенная будет иметь фундаментальные константы и параметры, аналогичные последствий родительской Вселенной, хотя с некоторыми изменениями, обеспечивающими как наследование, так и мутации, как того требует естественный отбор.
... Вселенная с «неудачными» параметрами достигнет тепловой смерти, прежде чем будет воспроизводить, что означает, что определенные универсальные параметры становятся более вероятными, чем другие".
Smolin, Lee. Life of Cosmos. 1999; Oxford University Press; 368 pages, ISBN 0195126645
Ваш универсальный закон сохранения, по-моему, должен выводиться из конкретных примеров эволюции. И должен предсказывать что-то новое, которое хотя бы в будущем может возникнуть
Этот закон и выведен из конкретных примеров эволюции. С помощью этого закона, представленного в виде компьютерной программы, удалось получить решение задачи, точнее, даже двух - одна из которых представляется пока нерешаемой, а по поводу второй идут споры. Как раз в рамках темы о Большом взрыве.
taujavarob
02.11.2023 12:29"Он решил ввести в свои уравнения дополнительную константу, которая сможет «противодействовать» притягивающей силе гравитации в космических масштабах."
В ОТО нет такого понятия как "сила гравитации".
Pshir
Просто невероятное количество опечаток. И называть в русском тексте Георгия Гамова Джорджем - это, конечно, очень сильно.
valisak Автор
Я прогонял текст через проверку правописания перед публикацией.
Если опечатки остались, можно выделить текст, нажать ctrl-enter и отправить, я поправлю.
Гамова исправил, спасибо.
bromzh
А если Ландау его называет не Георгием (и всякими производными), это ок?
Человек большую часть карьеры работал не в СССР, и скорее всего его чаще называли Английским аналогом. По-моему, оба варианта ок. В конце концов, вы же поняли о ком речь.