w 1869 roku baptystyczny fundamentalista Cyrus Reed teed poinformował o swoim boskim objawieniu, że Ziemia jest pusta. Na pierwszy rzut oka nic nowego. Jules Verne pięć lat wcześniej zbadał podobną koncepcję w swojej przygodowej podróży science-fiction do centrum Ziemi. Ale podczas gdy Verne wyobrażał sobie podziemną jaskinię fantastycznych stworzeń, Teed szczerze oświadczył, że dosłownie żyjemy wewnątrz kuli. W tej dziwnej kosmologii Słońce, planety, gwiazdy i galaktyki zajmują wnętrze Ziemi. Skorupa ziemska jest nieskończenie grubą warstwą skały otaczającą cały wszechświat.

motywowany swoją nową kosmologią, Teed opublikował książkę, rozpoczął nową religię, zgromadził uczniów i założył nowe miasto na Florydzie. Dla wielu idee Teeda brzmią jak olej wężowy tak gęsty, że tylko najbardziej łatwowierni mogli go wchłonąć. Jednak jego wpływy nie ograniczały się do Stanów Zjednoczonych, ani do XIX wieku. Anty-intelektualne nastroje w partii nazistowskiej obejmowały teorię wklęsłej ziemi-lub Hohlwelttheorie, jak to się nazywa w języku niemieckim. Według holenderskiego astronoma Gerarda Kuipera, Elementy nazistowskiej armii mogły nawet opowiadać się za patrzeniem w niebo, aby szpiegować aliantów po drugiej stronie świata. W końcu nie ma gdzie się schować wewnątrz kuli ziemskiej.

w jaki sposób idee Teeda zdobyły przyczółek na wyższych szczeblach III Rzeszy? Mniej kosmiczne, bardziej konspiracyjne pojęcie pustej Ziemi zostało wprowadzone w Europie przez angielskiego pisarza Edwarda Bulwera-Lyttona. W swojej noweli Vril: The Power of the Coming Race (1871) Bulwer-Lytton przedstawia rasę Mistrzów żyjącą we wnętrznościach Ziemi. W tej atmosferze kulturowej wiara w pustą ziemię mogła przyciągnąć niemieckich nacjonalistów. W czasie I wojny światowej niemiecki pilot Peter Bender przeszedł na idee Teeda jako jeniec wojenny. Według geografa Duane a Griffina z Bucknell University w Pensylwanii, Bender przedstawił Hohlwelttheorie elitarnemu Nazistowi Hermannowi Göringowi, który nadzorował tworzenie Gestapo. Z tą wstępną uwerturą alternatywne kosmologie mogły przeniknąć do myśli nazistowskiej. Jak pisze Nicholas Goodrick-Clarke w the Occult Roots of Nazism (1992), „fantazje mogą osiągnąć status przyczynowy, gdy zostaną zinstytucjonalizowane w przekonaniach, wartościach i grupach społecznych”.

gdy partia nazistowska doszła do władzy w Niemczech, antysemityzm zmusił niemiecko-żydowskiego fizyka Alberta Einsteina do zamieszkania w USA. Podobnie jak Teed, Einstein rozwinął głęboko sprzeczne z intuicją rozumienie wszechświata. Aby wyjaśnić kilka ciekawych obserwacji dotyczących światła, Einstein wywnioskował, że musi ono zawsze mieć taką samą prędkość dla wszystkich obserwatorów. Co więcej, czas i przestrzeń zmieniają się w miarę zbliżania się do prędkości światła. Oto bardzo szybkie przedmioty kurczą się na długość i doświadczają innego upływu czasu! Więc bliźniaki mogą się różnić w wieku, jeśli jeden zacznie podróżować znacznie szybciej niż drugi.

bierzemy za pewnik, że czas i odległość są takie same dla wszystkich, tak jak bierzemy za pewnik, że kosmos zawiera ziemię, a nie odwrotnie. Jednak obie idee zostały zakwestionowane. Skąd mamy wiedzieć, że Einstein ma rację, a Teed się myli?

aby dotrzeć do sedna sprawy, zajrzyj do konstrukcji modeli – uproszczonych opisów rzeczywistości, które wyjaśniają, jak zmienne zmieniają się w czasie. Czerwony punkt, który nazywamy Marsem, porusza się po rozgwieżdżonym firmamencie. Jak wyjaśnimy tę nocną wariancję? Potrzebny jest model. Od starożytności do rewolucji naukowej, model Marsa ewoluował. Dla starożytnych Greków Mars był wędrującą gwiazdą Aresa, boga wojny. Z tej wczesnej perspektywy, w której Astronomia i astrologia jeszcze się nie rozeszły, Mars był niebiańskim Wędrowcem uosabiającym cechy bóstwa watażki. To Wyjaśnienie nocnego ruchu planety, podczas startu, jest mniej niż zadowalające. Solidny model to nie tylko ręczne faliste Wyjaśnienie, ale opis matematyczny, który uwzględnia wszystkie wariancji w danych. Konkretnie, dlaczego Mars porusza się wolniej niż niektóre planety i szybciej niż inne? I dlaczego od czasu do czasu odwraca kierunek, zjawisko znane jako ruch wsteczny, przez kilka miesięcy, tylko po to, aby zapętlić się z powrotem w pierwotnym kierunku?

wczesna próba modelowania większości cech ruchu planet została opracowana przez starożytnego greckiego astronoma Eudoksusa z Cnidus, a opisana przez filozofa Arystotelesa. W tym modelu skomplikowany system 27 krystalicznych sfer otaczających ziemię wyjaśnił ruchy niebios, w tym ruchy wsteczne Planet. Później, inny model Hipparchusa z Nicejski powołał się na serię orbit planet wokół Ziemi. Pierwsza Orbita-zwana deferent – była idealnym okręgiem wokół Ziemi, podczas gdy druga Orbita-zwana epicyklem-poruszała się wzdłuż obwodu deferent. Wkład Hipparcha został uwieczniony przez wieki w pracach egipskiego astronoma, matematyka i geografa Ptolemeusza z Aleksandrii, który przerobił tę koncepcję na coś tak trwałego, że kwestionowanie jej było niczym innym jak bluźnierstwem. Wystarczy zapytać Galileusza, który był prześladowany za tę herezję przez Inkwizycję w XVII wieku.

to tak jakby nauka wstała i powiedziała: 'Cholera, musi być prostsze Wyjaśnienie!”

ponieważ ugruntowane modele uwikłane są w nasze poczucie rzeczywistości, wątpienie w nie jest często aktem buntu, jeśli nie zupełnym świętokradztwem. Dziś oczywiście wiemy, że Ptolemeusz się mylił. Model heliocentryczny wprowadzony przez polskiego astronoma Mikołaja Kopernika w 1543 roku umieszcza planety po eliptycznych orbitach wokół Słońca i najlepiej wyjaśnia dane (w tym ruch wsteczny). Co więcej, wiemy już, że planety nie są ani gwiazdami, ani nawet sferami. Angielski fizyk i matematyk Sir Isaac Newton jako pierwszy zdał sobie sprawę, że Ziemia i inne planety są w rzeczywistości „spłaszczonymi sferoidami”, Globami, które są zgniatane po trochu na każdym biegunie ze względu na swój obrót.

Dlaczego Kopernik triumfował nad Ptolemeuszem? Wybór najprostszego, najbardziej wybrednego modelu jest kryterium decydującym o prawdzie zwanym brzytwą Occama. To tak, jakby nauka wstała i powiedziała: „cholera, musi być prostsze Wyjaśnienie!”Jeśli ktoś musi utkać skomplikowaną opowieść, w której wystarczy prosta historia, pozostań przy prostej historii. Epicykle Ptolemeusza dały jego modelowi wystarczającą ilość liny, by mógł się powiesić. Jak mówi popularne powiedzenie: „wszystko powinno być tak proste, jak to możliwe, ale nie prostsze.”

jednak obok elegancji Kopernika przychodzą reakcjoniści, tacy jak Teed.

uosobienie pseudonaukowej fantazji, Hohlwelttheorie zmniejsza miliardy lat świetlnych w większości pustej przestrzeni – usianej 100 miliardami galaktyk i 1 miliardami miliardów gwiazd – do maleńkiego punktu w centrum wszechświata pustej Ziemi. Podczas gdy Hohlwelttheorie może wydawać się zupełnie nie do obrony, drugi quiksotyczny matematyk z Aleksandrii-Mostafa a Abdelkader-stanął na wysokości zadania. W latach 80. Abdelkader opisał gimnastykę matematyczną potrzebną do stworzenia kosmosu Wewnątrz-Na Zewnątrz. Wśród innych założeń ta geometryczna inwersja łączy środek Ziemi z nieskończonością. Wyobraź sobie, jeśli chcesz, cięcie szwu w koszykówce. Kiedy obracasz gumę na lewą stronę, wszystko poza piłką – ty, pokój, w którym się znajdujesz, cały wszechświat – jest zasysane do środka. Powietrze, które było wcześniej wewnątrz piłki, tworzy teraz atmosferę poza piłką, rozciągającą się w kierunku nieskończoności. Et voila! Niegdyś skromna koszykówka zawiera teraz Wszechświat. Podczas gdy ta słowna analogia jest nieprecyzyjna, abstrakcyjna matematyka z referatu Abdelkadera dokona tej transformacji dokładnie. Aby to zaakceptować, przekonaj siebie, że „wewnątrz” i „na zewnątrz” są tak samo dowolne, jak lewa i prawa, lub góra i dół.

jako konsekwencja fizyki Abdelkadera, większość wszechświata jest odwzorowana na maleńki punkt w centrum lub źródle pustej Ziemi. Opisując tę Nie do pomyślenia transformację w 2012 roku, Griffin pisze:

Pluton kurczy się do rozmiarów pojedynczej bakterii unoszącej się siedem metrów od źródła, podczas gdy Alfa Centauri, gwiazda najbliższa naszemu słońcu, staje się nieskończenie małą plamką znajdującą się zaledwie milimetr od źródła. Każda inna gwiazda i obiekt w kosmosie znajduje się zatem w kuli o średnicy mniejszej niż dwa milimetry, która unosi się 6371 kilometrów nad naszymi głowami.

zmarły amerykański pisarz naukowy Martin Gardner genialnie interpretuje matematykę Abdelkadera w jego sceptycznym tour of fringe science On The Wild Side (1992). W dziwnej nowej fizyce Świata Abdelkadera promienie świetlne poruszają się nie w liniach prostych, ale raczej w zakrzywionych łukach. Jak wiatraczek pasący się wewnątrz pustej kuli ziemskiej, łuki światła słonecznego oświetlają bliską wewnętrzną powierzchnię ziemi, ale zakrzywiają się i tęsknią za daleką powierzchnią nocy. Z tego powodu wydaje się, że słońce zachodzi, mimo że krzywizna Ziemi jest wklęsła.

Święty Mikołaj, podobnie jak Mars, jest tylko modelem – ale takim, którego nie można obalić ani zachować

ale jeśli inne planety są bliżej nas niż Hiszpania jest do Nowej Zelandii, dlaczego dotarcie do nich trwa tak długo? Dobre pytanie. W matematyce tej kosmologii prędkości i rozmiary poruszających się obiektów zbliżają się do zera, gdy jeden zbliża się do centrum wszechświata-znajdującego się w centrum Ziemi. Według Gardnera, akrobacje umysłowe Abdelkadera tworzą ” spójną fizykę, której nie można sfałszować żadną możliwą obserwacją ani eksperymentem!”

jak coś tak głupiego może nie być sfałszowane? Takie pytanie traktuje nierzetelność jako alibi, a nie odpowiedzialność. Zakłada naiwnie, że modelki są niewinne, dopóki nie udowodnią winy.

jednak wiele arbitralnych twierdzeń jest nie do zaakceptowania. Twierdzenie dziecka, że Święty Mikołaj istnieje, nie może być jeszcze widziany przez żadną kamerę ani instrument naukowy, jest po prostu niemożliwe do udowodnienia, a zatem nie do sprawdzenia. Intelektualnie mówiąc, to jest mniej jak noszenie tarczy, a bardziej jak noszenie kamienia młyńskiego. Święty Mikołaj, podobnie jak Mars, jest tylko modelem-ale takim, którego nie można obalić ani zachować.

pogląd, że modele można traktować poważnie tylko wtedy, gdy są sfałszowane, wywodzi się od nieżyjącego już filozofa Nauki Karla Poppera. Model zbudowany jest nie na betonowym fundamencie, ale na szczudłach, które można szybko odrzucić w przypadku pojawienia się nowych informacji. Jak pisał Popper w Logic of Scientific Discovery (1934), „bez względu na to, ile przypadków białych łabędzi mogliśmy zaobserwować, nie uzasadnia to wniosku, że wszystkie łabędzie są białe”. Dobry model skrada się ku pewności; goni horyzont dowodu, ale nigdy go nie dotyka.

absolutna pewność nigdy nie jest punktem odniesienia dla modelu naukowego. Aby być uznane za naukowe, model musi dokonać przewidywania, które mogą być poparte eksperymentem później. Aby odnieść sukces, eksperyment musi zweryfikować tę prognozę. Dopiero wtedy Naukowiec Ufa modelowi-ale nigdy w pełni. Na ten temat Popper pisze: „gra w naukę jest w zasadzie bez końca. Ten, kto pewnego dnia postanowi, że naukowe stwierdzenia nie wymagają dalszych testów i że można je uznać za ostatecznie zweryfikowane, odchodzi z gry.”

Popper stwierdził, że tylko modele testowalne są modelami naukowymi. Jeśli nie da się udowodnić twierdzenia, to model nie jest sfałszowany – a nie nauka. Nieżyjący już brytyjski filozof Bertrand Russell zilustrował ten punkt w 1952 roku żartobliwie oświadczając, że „pomiędzy Ziemią a Marsem znajduje się chiński czajniczek obracający się wokół Słońca po eliptycznej orbicie”. Zbyt mały, aby mógł być widoczny przez teleskopy, ani istnienie, ani nieistnienie takiego czajnika nie może być przetestowane przez żaden rozsądny eksperyment-przekonuje Russell. „Ale gdybym miał dalej mówić, że skoro moje twierdzenie nie może być obalone, to niedopuszczalne jest założenie ze strony ludzkiego rozumu, aby w to wątpić, powinienem być słusznie uważany za mówiącego bzdury.”

Jak pokazuje czajniczek Russella, nie można poważnie traktować nieprawdziwych twierdzeń lub modeli. Nie są nauką. W przeciwnym razie, wszystko pójdzie-czajniki, ziemia na lewą stronę, nazwij to. Wniosek Russella odzwierciedla „brzytwa Hitchensa”, powiedzenie zmarłego pisarza Christophera Hitchensa: „to, co można udowodnić bez dowodów, można odrzucić bez dowodów.”Brzytwa Hitchensa, oczywiście, należy do tego samego zestawu narzędzi, co brzytwa Occama, twierdzenie, że najprostszy, najbardziej wybredny model jest kryterium decydowania o prawdzie, i ostrze, które ścina Teed. Prostsze modele są łatwiejsze do sfałszowania, a tym samym bardziej przyjazne dla nauki. Prosty model wymaga mniej danych, aby go sfałszować, podczas gdy skomplikowany model wymaga więcej.

prawdopodobieństwo, że Ziemia jest wszechświatem-pojemnikiem jest równoważne 80 rzutom monetą w postaci reszek

chociaż hohlwelttheorie nie można obalić ani sfałszować, większość poważnych myślicieli odrzuca ją, ponieważ jest niepotrzebnie skomplikowana (brzytwa Occama), brakuje dowodów (brzytwa Hitchensa) i jest nie do zmierzenia (czy możemy nazwać to brzytwą Poppera?).

ale nasze maszynki do golenia to nie wszystkie doskonałe narzędzia. Gdy liczba lub swoistość twierdzeń dokonanych przez model jest niejasna, brzytwa Occama wydaje się subiektywna. Czy prostota jednego naukowca to węzeł gordyjski innego naukowca? Na przykład sam Abdelkader mógł znaleźć prostotę w Hohlwelttheorie. Pokonując te miliardy lat świetlnych bez życia międzygalaktycznej pustki, Abdelkader ratuje nas przed trudnością uwierzenia w fantastyczny ogrom wszechświata i „wynikającą z tego redukcję ziemi do nieskończoności”.

chociaż brzytwa Occama nie jest dokładnym algorytmem, to można rzeczywiście obliczyć dowolne skupienie Hohlwelttheorie na Ziemi. Dlaczego Ziemia, w szczególności, jako wszechświat-Pojemnik? Dlaczego nie inne niezliczone planety we wszechświecie? Dlaczego planeta, jeśli o to chodzi-nie może księżyc lub gwiazda być przedmiotem tej samej sfery-matematyki inwersji stosowanej przez Abdelkadera?

ponieważ matematyczna inwersja użyta przez Abdelkadera może być zastosowana do dowolnej sfery, Ziemia jest podzbiorem wszystkich obiektów sferycznych we wszechświecie, a tylko jedna odwrócona sfera może logicznie zawierać wszechświat i wszystkie jego inne sfery, bardzo specyficzne twierdzenie, że Ziemia jest wszechświatem-pojemnikiem (a nie Księżycem, Marsem, czy ulubioną gwiazdą) jest jeszcze mniej prawdopodobne niż ogólne założenie, że Wszechświat jest zawarty wewnątrz kuli. Gdy policzymy liczbę N wszystkich takich ciał, które mogą istnieć we wszechświecie, prawdopodobieństwo, że Ziemia jest pojemnikiem wszechświata wynosi 1/n. ponieważ we wszechświecie jest co najmniej 1024 takich kulistych ciał, prawdopodobieństwo, że Ziemia wypełnia uprzywilejowaną rolę pojemnika wszechświata jest mniejsze niż 1/1024. To tak, jakby rzucać 80 monetami i mieć je wszystkie jako Reszki.

brzytwa Occama mówi nam, że Hohlwelttheorie jest złym modelem, ponieważ istnieją prostsze alternatywy, które równie dobrze wyjaśniają dane. Ale może myślimy zbyt ciężko. Czy atakowanie Hohlwelttheorie nie jest tak wyrafinowanym narzędziem myślenia, jak uderzenie komara młotem? Jeśli możemy odrzucić Hohlwelttheorie tylko intuicją, po co nam zestaw narzędzi naukowych?

a jednak intuicja to kiepski filtr dla nauki. Wiele dekad przed Abdelkaderem inna osoba również zasugerowała, że fundamentalna geometria wszechświata została źle zrozumiana i że podróż przez przestrzeń zmienia rozmiar obiektu. Teoria względności Einsteina prawdopodobnie brzmiała prawie tak samo śmiesznie, jak Hohlwelttheorie po raz pierwszy wprowadzona. Dzięki nowym modelom czasu, przestrzeni i grawitacji ludzkość wyszła z epoki intuicji.

zawrót głowy był uczuciem fizyki końca XIX wieku. Światło z odległych gwiazd wykazuje taką samą prędkość względem ziemi, niezależnie od tego, czy Ziemia porusza się w kierunku, czy od danej gwiazdy. Aby uratować fizykę, Einstein zaproponował, że prędkość światła jest wszędzie taka sama dla wszystkich obserwatorów. Niezależnie od tego, czy poruszasz się w kierunku wiązki laserowej, czy od niej, jej światło zbliża się do Ciebie z taką samą względną prędkością.

i jest więcej – czas płynie wolniej dla obserwatora, im szybciej podróżuje. Zbliżając się do wiązki laserowej, nasz zegar zwalnia, ograniczając względną prędkość między nami a światłem. Tak, to prawda – stacjonarny zegar na Ziemi tyka szybciej niż ruchomy zegar na statku kosmicznym.

młotek jest uniesiony, a przy tym pierwszym skręcie Einstein odcina się od intuicji. Gdy śledzimy historię najsłynniejszego fizyka w historii, rzeczy stają się jeszcze dziwniejsze. Ponieważ czas i odległość są powiązane przez prędkość, obiekty kurczą się na długość, gdy podróżują szybciej. W rzeczy samej, Lanca rzucona z prędkością niemal światła skurczyłaby się do krótkiego skrętu. Podobnie jak teoria szczególnej teorii względności Einsteina, model, który wyjaśnia, dlaczego prędkość światła jest stała we wszystkich klatkach odniesienia.

używając intuicji jako poręczy, można zobaczyć model Einsteina i zobaczyć szaleństwo. Korzystając z nauki, widzi się rozum

zarówno szczególna teoria względności, jak i Hohlwelttheorie niszczą podstawowe ludzkie założenia: jedno z powodzeniem, drugie bezskutecznie. Szczególna teoria względności mówi nam, że czas i przestrzeń są względne. Hohlwelttheorie mówi nam, że żyjemy wewnątrz Ziemi. Liną, która uratowała szczególną względność, jest również lina, która zawiesiła Hohlwelttheorie: kryterium fałszowalności Poppera. Szczególna teoria względności oferuje wiele możliwych fałszerstw, z których wszystkie przetrwały do tej pory testy eksperymentalne.

przykład: weź dwa zsynchronizowane zegary atomowe z nanosekundową precyzją; trzymaj jeden na ziemi, a drugi lataj odrzutowcem dookoła świata dwa razy. Szczególna teoria względności mówi, że ich czasy będą się różnić-i rzeczywiście tak jest. Każdy inny wynik byłby skończony dla Einsteina. Taka dostępność do eksperymentów jest właśnie tym, co utrzymuje szczególną teorię względności na powierzchni. Używając intuicji jako poręczy, można zobaczyć model Einsteina i zobaczyć szaleństwo. Korzystając z nauki, widzi się rozsądek.

Jeśli Einstein i Abdelkader zdają się zbiegać, to jest to użycie geometrii, aby cofnąć świat, jaki znamy. Szczególna teoria względności Einsteina używa prostego narzędzia znanego jako skurcz Lorentza do opisania sposobu, w jaki obiekty kurczą się w długości, gdy zbliżają się do prędkości światła. Narzędzie to, opracowane przez holenderskiego fizyka Hendrika a Lorentza w 1892 roku, oblicza skurcz szybkich obiektów używając jedynie algebry gimnazjalnej. Abdelkader mógł być zainspirowany skurczem Lorentza, gdy rozwijał swoje ramy matematyczne dla Hohlwelttheorie. Tak jak Einstein wysunął hipotezę, że obiekty kurczą się w miarę zbliżania się do prędkości światła, tak Abdelkader wysunął hipotezę, że obiekty stają się mniejsze w miarę zbliżania się do środka wszechświata pustej Ziemi. Piękno matematyki świeci w obu modelach. Jednak światło nauki nie świeci na model Abdelkadera.

Einstein daje szansę, by jego model okazał się błędny. Tego samego nie można powiedzieć o Hohlwelttheorie. Podczas gdy Abdelkader pragnął uratować Ziemię z ogromnej pustki przestrzeni, Einstein starał się wyjaśnić dane pokazujące, że światło porusza się ze stałą prędkością we wszystkich klatkach odniesienia. I chociaż motywacja Abdelkadera była antropocentryczna, Einstein mógł być podzielany przez Marsjanina lub inną czującą istotę. Abdelkader, oczywiście, nie miał sprawdzalnych przewidywań, ale Einstein zrobił wiele.

teorie i prawa fizyczne to nie tylko równania. Naprawdę coś znaczą w materialnym świecie, w którym żyjemy. Różnica między Einsteinem a jego poprzednikiem, Newtonem, jest przykładem. Newton opisał grawitację jako siłę, podczas gdy Einstein opisał ją jako krzywiznę. Ogólna teoria względności Einsteina twierdzi, że przestrzeń i czas znajdują się w czterowymiarowym kontinuum znanym jako czasoprzestrzeń. Masa wypacza samą tkaninę czasoprzestrzeni jak koszykówka wypacza gumową prześcieradło. To wszystko grawitacja jest wypaczona czasoprzestrzeń. Jak ujął to w 1990 roku amerykański fizyk teoretyczny John Archibald Wheeler: „czasoprzestrzeń mówi, jak się poruszać; Materia mówi czasoprzestrzeni, jak zakrzywiać.”

więc grawitacja nie jest znajomą bestią, o której myślisz. Ponieważ czasoprzestrzeń jest wypaczona (lub zakrzywiona) przez masę, obiekty nie spadają w takim sensie, w jakim zazwyczaj myślimy, że tak robią. W przeciwieństwie do Newtona, grawitacja nie jest nawet siłą. Nic nie „ciągnie” spadającego obiektu w kierunku Ziemi. „Spadający” obiekt podąża po linii prostej w zakrzywionej czasoprzestrzeni.

rzeczywiście, smak wszechświata Einsteina jest zupełnie inny niż ten Newtona. jednak inżynierowie z kosmosu mogą wzruszyć ramionami wyborem między fizyką Newtona a fizyką Einsteina. Wybór nie polega na wyborze właściwego i niewłaściwego rozwiązania, ale raczej na odpowiednim i niewłaściwym rozwiązaniu. Jeśli twój statek kosmiczny nie porusza się w pobliżu prędkości światła lub w pobliżu bardzo dużej masy, odpowiednim rozwiązaniem jest prostsze rozwiązanie: mechanika Newtonowska. Prawdopodobnie z tego powodu, inżynierowie za NASA New Horizons misji do Plutona sterowane przez przestrzeń nie przez fizykę Einsteina, ale przez Newtona. wyniki są niezwykle dokładne. Po podróży przez Układ Słoneczny przez dziewięć i pół roku, sonda New Horizons przeleciała Plutona w 2015 roku o zaledwie 72 sekundy.

świat Newtona jest wszechświatem bilardowym, podczas gdy świat Einsteina jest salą luster

z tego samego powodu Griffin zauważył, że zaakceptowanie fizyki Abdelkadera nie miałoby zauważalnej różnicy w codziennym życiu: „Z praktycznego punktu widzenia … doświadczamy Wszechświata jako przestrzeni euklidesowej z powierzchnią ziemi lub (czasami) słońcem jako naszą ramą odniesienia i możemy przejść całe nasze życie bez konieczności przyjmowania Archemedyjskiej perspektywy, która patrzy na samą ramę.”Podobnie jak Newton i Einstein, Kopernik i Abdelkader dziwnie zbiegają się w sferze przyziemności.

w wielu przypadkach fizyka Newtona i fizyka Einsteina nakazują sondzie kosmicznej zrobić praktycznie to samo. Podczas gdy są zbieżne w tym sensie, całkowicie odbiegają od metafizyki. Świat Newtona to świat piłki bilardowej. Poruszające się obiekty nie mają ograniczenia prędkości. Zasady gry są jasne: siły działają natychmiast, od razu z dowolnej odległości. Z drugiej strony świat Einsteina jest salą luster. Czasoprzestrzeń – sama tkanina rzeczywistości-jest wygięta. Czas i przestrzeń są względne. Siły są ograniczone przez prędkość światła.

nieżyjący już amerykański fizyk Thomas Kuhn zauważył, że kolejne teorie naukowe często dają zupełnie inne ujęcia rzeczywistości. Podobnie jak sala bilardowa Newtona i sala Luster Einsteina to dwa zupełnie różne miejsca, można sobie wyobrazić jedną trzecią.

ta alternatywna arena dla rzeczywistości pochodzi od holenderskiego fizyka teoretycznego Erika Verlinde, który w 2011 roku wyprowadził Model grawitacji Newtona z innych pierwszych zasad lub podstawowych prawd w fizyce. Dlaczego więc ponowne odkrycie przez Verlinde trzywiekowego modelu to wielka sprawa? Ponieważ grawitacja sama w sobie jest pierwszą zasadą, a zatem nie powinna być wyprowadzana z innych praw. Czy myślimy o grawitacji jako o przyciąganiu masy, czy o masowym wypaczaniu czasoprzestrzeni, fakt grawitacji nie może być zredukowany do niczego prostszego. W związku z tym nie powinno być możliwe ponowne odkrycie go z innych, odmiennych dziedzin fizyki. To byłoby jak wywnioskowanie Konstytucji USA ze szwajcarskiej Konstytucji Federalnej.

chyba że, oczywiście, grawitacja nie jest pierwszą zasadą. W tym duchu Verlinde określa grawitację jako zjawisko emergentne. Zjawiska emergentne pojawiają się, gdy interakcje na małą skalę dają początek nowym prawom, zasadom i strukturom na większą skalę. Pomyśl o pięknych kryształkach lodu, które nazywamy płatkami śniegu. Powstawanie płatków śniegu jest napędzane przez termodynamikę, prawa, które regulują przenoszenie energii cieplnej między cząsteczkami. A jednak kryształy nie istnieją w skali poszczególnych cząsteczek. Pojawiają się one tylko na większą skalę, gdy wiele cząsteczek wymienia energię w określony sposób.

podobnie jak możemy uzyskać płatki śniegu z termodynamiki, Verlinde twierdzi, że możemy uzyskać grawitację z termodynamiki. Gdyby Wszechświat był programem komputerowym, w kodzie nie byłoby linii grawitacji. W tym ujęciu grawitacja jest mniej jak artykuł Konstytucyjny, a bardziej jak efekt uboczny.

po złapaniu piłki, Verlinde biegnie z nią. Po wyprowadzeniu modelu grawitacji Newtona, kontynuuje w tym samym artykule z 2011 roku, aby uzyskać ważne fragmenty modelu Einsteina. Ale co to zmienia? Czy grawitacja nie jest jeszcze grawitacją? Być może nie: Verlinde widzi miejsce na poprawę.

ciemna materia może być desperacką próbą pogodzenia upadającej teorii z obserwacją

podobnie jak wielu innych fizyków, Verlinde jest zaniepokojony pozornym niedociągnięciem modelu Einsteina. Mimo wielu triumfów, ogólna teoria względności nie pozwala przewidzieć, w jaki sposób galaktyki się obracają. Aby uratować Einsteina, fizycy po prostu wysunęli hipotezę, że wokół galaktyk jest znacznie więcej masy niż to, co widzimy. Niewidzialna masa, zwana ciemną materią, przewyższa zwykłą materię o więcej niż pięć do jednego! Bez jego wpływu grawitacyjnego nie ma sposobu na pogodzenie danych astronomicznych z ogólną teorią względności.

Dla Verlinde historia ciemnej materii brzmi znajomo. W 1859 roku francuski astronom Urbain Le Verrier opisał anomalię na orbicie planety Merkury. Prawa Newtona nie do końca wyjaśniają stopniowe przemieszczanie się (zwane „precesją”) orbity planety w kształcie jaja. Aby zrozumieć sytuację, Le Verrier postawił hipotezę o istnieniu niewidzialnej planety krążącej blisko Słońca. Nazwany Vulcanem, oddziaływanie grawitacyjne tej dodatkowej masy wyjaśniałoby anomalię Le Verriera przez zakłócanie orbity Merkurego, godząc w ten sposób precesję orbitalną Merkurego z prawami Newtona. Wolkan, oczywiście, nigdy nie został odkryty. Ogólna teoria względności wyjaśniła precesję orbitalną Merkurego w 1915 roku, eliminując potrzebę takiego modelu.

brzmi znajomo? Verlinde tak uważa. Podobnie jak epicykle Ptolemeusza I Wolkana Le Verriera, ciemna materia może być desperacką próbą pogodzenia nieudanej teorii z obserwacją. Może czas zacząć nową stronę? Verlinde zrobił to pod koniec 2016 roku. W artykule „Emergent Gravity and The Dark Universe”, daje nowe potwierdzenie idei, która powstała w 1983 roku z izraelskim fizykiem Mordehai Milgrom: kiedy grawitacja staje się wystarczająco słaba, pomysł idzie, jego wpływ maleje mniej z odległością. Dzięki tej modyfikacji wszechświat nie jest już wypełniony niewidzialną materią. Ciemna materia PUFA! W rzeczy samej, z parsimonią po swojej stronie, Verlinde może ostatecznie władać brzytwą Occama jako swoim mieczem.

Nauka to zbiornik rekina. Łatwo wyśmiewać kogoś, kto myśli, że Ziemia jest płaska. Ale po rozmyślaniu nad szczególną teorią względności, płaski ziemianin może mieć ostatni śmiech. Wideo z 2014 roku autorstwa amerykańskiego pedagoga i osobowości internetowej Michaela Stevensa pokazuje, że w niektórych ujęciach odniesienia Ziemia jest w rzeczywistości płaską płytą. Nie, naprawdę. W ramach odniesienia do promieniowania kosmicznego poruszającego się w kierunku naszej planety z prędkością zbliżoną do prędkości światła, Ziemia jest dosłownie płaskim dyskiem o grubości 17 metrów, skierowanym w stronę cząstki.

pamiętaj, że obiekty poruszające się w pobliżu prędkości światła kurczą się w swoim kierunku ruchu. A kto powiedział, że cząstka nie jest w stanie spoczynku, gdy ziemia się do niej porusza? Tak, to wszystko jest w fizyce. Ziemia porusza się w kierunku cząstki niemal z prędkością światła i jest ogromnie zakontraktowana w jej kierunku ruchu. Jak ujął to Stevens w filmie:

Nauka oczywiście odrzuca teorię, jeśli lepsza pasuje do większej liczby naszych obserwacji, ale skąd egoistyczna obsesja na punkcie naszych obserwacji? Cząstka promieniowania kosmicznego mogłaby użyć tej samej metody naukowej, której używamy i dojść do wniosku, że Ziemia jest płaska.

niemiecki filozof Friedrich Nietzsche, XIX-wieczny prekursor postmodernizmu, napisał: „nie ma faktów, tylko interpretacje. Ale nawet to jest interpretacja. Nietzsche tak naprawdę napisał: „Es gibt keine Tatsachen, sondern nur Interpretationen.”A to wciąż jest interpretacja wzorów tuszu na kartce papieru.

a może Nietzsche się mylił-może być coś bardziej fundamentalnego niż interpretacje. Wszakĺľe aby teorie grawitacji istniaĺ 'y na pierwszym miejscu, musi byÄ ‡ coĹ” co trzeba wyjaĹ ” nić. Nawet całkowite i całkowite zaprzeczenie grawitacji w którymkolwiek z jej różnych sformułowań-Newtonowskim, relatywistycznym, emergentnym-przyznałoby, że jest coś, co obserwujemy, co może być tylko iluzją. Nic nie może podważyć fundamentalnego faktu, że istnieje podstawowa obserwacja zwana grawitacją, która wymaga wyjaśnienia. Wszystkie interpretacje odbiegają od tej obserwacji, zakorzenionej we wspólnym doświadczeniu człowieka.

jak napisał kiedyś zmarły pisarz naukowy Isaac Asimov w zirytowanym liście do protekcjonalnego ucznia:

John, kiedy ludzie myśleli, że Ziemia jest płaska, byli w błędzie. Kiedy ludzie myśleli, że Ziemia jest kulista, byli w błędzie. Ale jeśli myślisz, że myślenie o Ziemi jest kuliste jest tak samo złe jak myślenie, że ziemia jest płaska, to twój pogląd jest błędniejszy niż oba razem wzięte.