Video

Transskribo

Kio estas la vera naturo de la universo?

Por respondi al ĉi tiu demando,

homoj elpensas rakontojn por priskribi la mondon.

Ni testas niajn rakontojn kaj lernas, kio estas konservinda kaj kio estas forĵetinda.

Sed ju pli lernas ni,

des pli kompleksa kaj stranga fariĝas niaj rakontoj.

Kelkaj el ili tiom multe,

ke scii pri kio ili vere temas estas malfacile.

Kiel kordoteorio.

Fama, polemika, kaj ofte miskomprenata rakonto.

pri la naturo de ĉio.

Kial ni elpensis ĝin kaj ĉu ĝi estas ĝusta,

aŭ nur estas ideo, kiun ni devas forĵeti?

Por kompreni la veran naturon de realeco,

ni proksime rigardis aferojn, kaj miriĝis.

Estis mirindaj pejzaĝoj en la polvo,

bestoĝardenoj de bizaraj estaĵoj,

kompleksaj proteinrobotoj.

Ĉiuj estis el strukturoj de molekuloj,

kiuj estis el nenombreblaj aferoj eĉ pli malgrandaj:

Atomoj.

Ni pensis, ke ili estas la fina tavolo de realeco,

ĝis ni kunfrakasis ilin tre potence

kaj malkovris aferojn kiuj ne plu estas dividebla:

Elementaj partikloj.

Sed nun, estis problemo.

Ili estas tiom malgranda, ke ni ne plu povis rigardi ilin.

Pensu pri ĝi: kio estas vidi?

Por vidi ion, oni bezonas lumon, elektromagneta ondo.

Ĉi tiu ondo trafas la surfacon de la afero

kaj reflektiĝas reen de ĝi en vian okulon.

La ondo portas informojn de la objekto,

kiujn via cerbo uzas por krei bildon.

Oni do ne povas vidi ion, ne interagante kun ĝi.

Vidi estas tuŝi, aktiva procezo, ne pasiva.

Ĉi tio ne estas problemo pri la plejmulto da aferoj.

Sed partikloj estas

Sed partikloj estas tre,

Sed partikloj estas tre, tre

Sed partikloj estas tre, tre, tre, eta.

Tiom eta, ke la elektromagnetaj ondoj uzataj de ni por vidi

estas tro granda por tuŝi ilin

Videbla lumo nur preterpasas ilin.

Ni povas provi solvi ĉi tion per kreado de elektromagnetaj ondoj

kun tre pli malgrandaj kaj pliaj ondolongoj.

Sed ju da ondolongoj, signifas des pli energio.

Do, kiam ni tuŝas partiklon per ondo, kiu havas multe da energio

ĝi ŝanĝas ĝin.

Rigardante partiklon, oni ŝanĝas ĝin.

Ni do ne povas precize mezuri elementajn partiklojn.

Ĉi tiu fakto estas tiom grava, ke ĝi havas nomon:

Necerteca principo de Heisenberg.

La fundamento de ĉiom da kvantuma mekaniko.

Do, kio aspektas partiklo tiukaze?

Kio estas ĝia naturo?

Ni ne scias.

Se ni rigardas tre intense,

ni povas vidi nebulan sferon de influo,

sed ne la partiklojn mem.

Ni nur scias, ke ili ekzistas.

Sed se tio estas la kazo,

kiel ni povas fari ian sciencon per ili?

Ni faris kion homoj faras kaj elpensis novan rakonton:

Matematika fiktivaĵo.

La rakonto de la punktpartiklo.

Ni decidis, ke ni ŝajnigu, ke partiklo estas punkto en spaco.

Ajna elektrono estas punkto kun iu elektra ŝargo kaj iu maso.

Ĉiuj estu nedistingeblaj de ĉiuj aliaj.

Tiel ĉi, fizikistoj povis difini ilin

kaj kalkuli ĉiujn iliajn interagojn.

Ĉi tio nomiĝas la kvantuma kampa teorio, kaj solvias multajn problemojn.

Ĉiom da la norma modelo de partikla fiziko estas bazitaj sur ĝi

kaj ĝi tre bone prognozas multajn aferojn.

Ekzemple, kelkaj kvantumaj atributoj de la elektrono

estis testita kaj estas ĝusta ĝis

0,

0,00

0,0000

0,000000

0,00000000

0,0000000000

0,000000000000

0,0000000000002 %.

Do, kvankam partikloj ne vere estas punktoj,

trakti ilin kvazaŭ ili estus punktoj

donas al ni sufiĉe bonan bildon de la universo.

La ideo ne nur antaŭenigis la sciencon,

ĝi ankaŭ kondukis al multaj realmondaj teknologioj, kiujn ni ĉiutage uzas.

Sed estas grandega problemo:

Gravito.

En kvantuma mekaniko, ĉiuj fizikaj fortoj estas portataj de apartaj partikloj.

Sed, laŭ ĝenerala relativeco de Einstein,

gravito ne estas forto kiel la aliaj en la universo.

Se la universo estas teatraĵo,

partikloj estas la aktoroj,

sed gravito estas la scenejo.

Por diri ĝin simple, gravito estas teorio de geometrio.

La geometrio de spacotempo mem.

De distancoj, kiujn ni bezonas priskribi absolute precize.

Sed ĉar ne ekzistas maniero per kiu precize mezuri aferojn en la kvantuma mondo,

nia rakonto de gravito ne kongruas kun nia rakonto de kvantuma fiziko.

Kiam fizikistoj provis aldoni graviton al la rakonto per la inventado de nova partiklo,

ilia matematiko paneis.

Kaj tio estas granda problemo.

Se oni povus kongruigi graviton al kvantuma fiziko kaj la norma modelo,

ni havus la teorion de ĉio.

Do, tre inteligentaj homoj elpensis novan rakonton.

Ili demandis: Kio estas pli kompleksa ol punkto?

Linio-

Linio aŭ kordo.

Kordoteorio naskiĝis.

Kordoteorio estas tiom eleganta,

ĉar ĝi priskribas multajn diversajn elementajn partiklojn

kiel diversajn reĝimojn de vibrado de la kordo.

Ekzakte kiel la kordo de violino, kiu vibras malsame povas produkti diversajn tonojn,

kordo povas produkti diversajn partiklojn.

Plej grave, ĉi tio inkluzivas graviton.

Kordoteorio promesis unuigi ĉiujn fundamentajn fortojn de la universo.

Ĉi tio kaŭzis enorman ekscitiĝon kaj fanfaronadon.

Kordoteorio rapide fariĝis ebla teorio de ĉio.

Bedaŭrinde, kordoteorio havas multajn

kordojn alfiksitajn.

Multe da la matematiko kiu koncernas unuforman kordoteorion

ne funkcias en nia universo kun ĝia tri spacaj kaj unu tempa dimensioj.

Kordoteorio postulas dek dimensiojn por funkcii.

Do, kordoteorio faris kalkulojn en modelaj universoj,

kaj sekve provis forigi la ses kromajn dimensiojn kaj priskribi nian propran universon.

Sed, ankoraŭ neniu sukcesis,

kaj neniu prognozo de kordo teorio estas pruvita en eksperimento.

Kordoteorio do ne rivelis la naturon de nia universo.

Oni povus argumenti, ke en ĉi tiu kazo

kordoteorio vere estas tute malutila.

La scienco tute temas pri eksperimentoj kaj prognozoj.

Se oni ne povas fari tiujn,

tiam kial kordoj estas konsiderindaj?

Vere tute temas pri kiel oni uzas ĝin.

Fiziko estas bazita sur matematiko.

Du kaj du estas kvar.

Ĉi tio estas vera; ne gravas kiel oni sentas pri ĝi.

Kaj la matematiko en kordoteorio ja funkcias.

Tial kordoteorio ankoraŭ estas utila.

Imagu, ke vi volas konstrui pramŝipon,

sed vi nur havas la konstruplanojn de malgranda remboato.

Estas multaj diferencoj:

la motoro,

la motoro, la materialoj

la motoro, la materialoj, la amplekso.

Sed ambaŭ aferoj fundamente estas samaj:

Aferoj flosantaj.

Do, studante la konstruplanojn de la remboato,

vi eble fine ankoraŭ lernos ion pri la konstrudo de pramŝipo.

Per kordoteorio,

ni povas provi respondi al kelkajn demandojn pri kvantuma gravito,

kiuj konfuzis fizikistojn dum jardekoj.

Ekzemple, kiel nigra truo funkcias

aŭ la informa paradokso.

Kordoteorio eble indikos al ni la ĝustan direkton.

Uzate en ĉi spirito,

kordoteorio fariĝas valora ilo por teoria fizikistoj,

kaj helpas ilin malkorvi novajn aspektojn de la kvantuma mondo

kaj belan matematikon.

Do, la rakonto de kordoteorio eble

ne estas la teorio de ĉio.

Sed ekzakte kiel la rankonto de la punktopartiklo,

ĝi eble estas treege utila rakonto.

Ni ankoraŭ ne scias, kio estas la vera naturo de realeco,

sed ni daŭrigas elpensi rakontojn por eltrovi.

Ĝis unu tago,

Ĝis unu tago, espereble.

Ĝis unu tago, espereble, ni scios.

Ĉi tiu video estas subtenita de la Svisa Fondaĵo de Nacia Scienco

kaj realigita per la science konsilo de Alessandro Sfondrini.