în 1869, fundamentalistul Baptist Cyrus Reed Teed a raportat revelația sa divină că Pământul era gol. La prima vedere, nimic nou. Jules Verne explorase un concept similar cu cinci ani înainte în călătoria sa de aventură science-fiction către centrul Pământului. Dar, în timp ce Verne și-a imaginat o peșteră subterană de creaturi fantastice, Teed a declarat cu seriozitate că trăim literalmente în interiorul sferei. În această cosmologie ciudată, Soarele, planetele, stelele și galaxiile ocupă interiorul Pământului. Scoarța terestră este un strat infinit de gros de rocă care acoperă întregul univers.motivat de noua sa cosmologie, Teed a publicat o carte, a început o nouă religie, a adunat discipoli și a fondat un nou oraș în Florida. Pentru mulți, ideile lui Teed sună ca un ulei de șarpe atât de gros încât doar cei mai creduli ar putea bea. Cu toate acestea, influența sa nu s-a limitat la Statele Unite, nici la secolul al 19-lea. Sentimentul anti-intelectual din cadrul Partidului Nazist a îmbrățișat teoria concavă a pământului gol – sau Hohlwelttheorie așa cum se numește în Germană. Potrivit astronomului olandez Gerard Kuiper, elemente ale armatei naziste ar fi putut chiar să susțină privirea în sus prin cer pentru a spiona aliații din cealaltă parte a lumii. La urma urmei, nu există nici un loc pentru a ascunde în interiorul unui glob.
cum au câștigat ideile lui Teed un punct de sprijin în eșaloanele superioare ale celui de-al Treilea Reich? O noțiune mai puțin cosmică și mai conspirativă a unui pământ gol a fost introdusă în Europa de romancierul englez Edward Bulwer-Lytton. În nuvela sa Vril: puterea cursei viitoare (1871), Bulwer-Lytton descrie o rasă stăpânitoare care trăiește în intestinele Pământului. În această ambianță culturală, credința într-un pământ gol ar fi putut atrage naționaliștii germani. Într-adevăr, în timpul Primului Război Mondial, un pilot German pe nume Peter Bender s-a convertit la ideile lui Teed ca prizonier de război. Potrivit geografului Duane a Griffin de la Universitatea Bucknell din Pennsylvania, Bender l-a prezentat pe Hohlwelttheorie elitei naziste Hermann G Otrivring, care a supravegheat crearea Gestapo-ului. Cu această uvertură inițială, cosmologiile alternative s-ar fi putut strecura în gândirea nazistă. După cum scrie Nicholas Goodrick-Clarke în rădăcinile oculte ale nazismului (1992), fanteziile pot atinge un statut cauzal odată ce au fost instituționalizate în credințe, valori și grupuri sociale.
pe măsură ce Partidul Nazist a ajuns la putere în Germania, antisemitismul l-a determinat pe fizicianul evreu-German Albert Einstein să își stabilească reședința în SUA. La fel ca Teed, Einstein a dezvoltat o înțelegere profund contraintuitivă a Universului. Pentru a explica mai multe observații curioase despre lumină, Einstein a dedus că trebuie să aibă întotdeauna aceeași viteză pentru toți observatorii. Mai mult, timpul și spațiul se schimbă pe măsură ce se apropie viteza luminii. Iată, obiectele foarte rapide se contractă în lungime și experimentează o trecere diferită a timpului! Deci, gemenii ar putea să difere în vârstă dacă unul începe să călătorească mult mai repede decât celălalt.
considerăm de la sine înțeles că timpul și distanța sunt aceleași pentru toată lumea, la fel cum considerăm de la sine că cosmosul conține Pământul și nu invers. Cu toate acestea, ambele idei au fost contestate. De unde știm că Einstein are dreptate și Teed greșește?
pentru a ajunge la fundul lucrurilor, uitați – vă la construcția modelelor-descrieri simplificate ale realității care explică modul în care variabilele se schimbă în timp. Un punct roșu pe care îl numim Marte se mișcă pe firmamentul înstelat. Cum explicăm această variație nocturnă? Este nevoie de un model. De la antichitate până la revoluția științifică, modelul omenirii despre Marte a evoluat. Pentru grecii antici, Marte era steaua rătăcitoare a lui Ares, zeul războiului. Din această perspectivă timpurie, în care astronomia și astrologia încă nu se divergeau, Marte era un rătăcitor ceresc care întruchipa trăsăturile unei zeități războinice. Această explicație pentru mișcarea nocturnă a planetei, deși este un început, este mai puțin decât satisfăcătoare. Un model robust nu este doar o explicație ondulată manual, ci o descriere matematică care explică toate variațiile datelor. Mai exact, de ce Marte se mișcă mai încet decât unele planete și mai repede decât altele? Și de ce inversează ocazional Direcția, un fenomen cunoscut sub numele de mișcare retrogradă, timp de câteva luni, doar pentru a se întoarce în direcția inițială?o încercare timpurie de a modela majoritatea trăsăturilor mișcării planetare a fost dezvoltată de astronomul grec antic Eudoxus din Cnidus și descrisă de filosoful Aristotel. În acest model, un sistem complex de 27 de sfere cristaline care înconjoară Pământul a explicat mișcările cerurilor, inclusiv mișcările retrograde ale planetelor. Mai târziu, un alt model al lui Hipparchus din Niceea a invocat o serie de orbite planetare în jurul Pământului. Prima orbită-numită deferent – a fost un cerc perfect în jurul Pământului, în timp ce a doua orbită – numită epiciclu-s-a deplasat de-a lungul circumferinței deferentului. Contribuția lui Hipparchus a fost imortalizată timp de secole în opera astronomului, matematicianului și geografului egiptean Ptolemeu din Alexandria, care a modificat conceptul în ceva atât de durabil încât punerea la îndoială a acestuia nu a fost decât o blasfemie. Întrebați-l pe Galileo, care a fost persecutat pentru această erezie de către Inchiziție în secolul al 17-lea.
este ca și cum știința se ridică și spune: La naiba, trebuie să existe o explicație mai simplă!deoarece modelele consacrate se încurcă cu simțul realității noastre, a ne îndoi de ele este adesea un act de sfidare, dacă nu chiar un sacrilegiu total. Astăzi, desigur, știm că Ptolemeu a greșit. Modelul heliocentric introdus de astronomul polonez Nicolaus Copernicus în 1543 plasează planetele în orbite eliptice în jurul Soarelui și explică cel mai bine datele (inclusiv mișcarea retrogradă). Mai mult, acum știm că planetele nu sunt nici Stele, nici măcar sfere. Fizicianul și matematicianul englez Sir Isaac Newton a fost primul care a realizat că Pământul și alte planete sunt de fapt sferoide oblate, globuri care sunt strivite puțin la fiecare pol datorită rotației lor.
de ce a triumfat Copernic asupra lui Ptolemeu? Selectarea celui mai simplu și mai parsimonios model este un criteriu pentru a decide adevărul numit briciul lui Occam. Este ca și cum știința se ridică și spune: ‘La naiba, trebuie să existe o explicație mai simplă! Dacă cineva trebuie să tese o poveste complicată în care o poveste simplă va fi suficientă, rămâneți cu povestea simplă. Epiciclurile lui Ptolemeu au dat modelului său suficientă frânghie pentru a se spânzura. După cum spune zicala populară: ‘totul ar trebui făcut cât mai simplu posibil, dar nu mai simplu.’
cu toate acestea, alături de eleganța lui Copernic vin reacționarii, cum ar fi Teed.
simbolul fanteziei pseudoștiinței, Hohlwelttheorie micșorează miliarde de ani lumină din spațiul în mare parte gol – presărat cu 100 de miliarde de galaxii și 1 milion de miliarde de miliarde de stele – până la un punct minuscul din centrul universului pământului gol. În timp ce Hohlwelttheorie ar putea suna cu totul imposibil de apărat, un al doilea matematician quixotic din Alexandria – Mostafa a Abdelkader – a ajuns la provocare. În anii 1980, Abdelkader a descris gimnastica matematică necesară pentru a concepe un cosmos interior-exterior. Printre alte ipoteze, această inversiune geometrică tranzacționează centrul Pământului cu infinitul. Imaginați-vă, dacă vreți, tăind o cusătură într-un baschet. Pe măsură ce întoarceți cauciucul în interior, totul din afara mingii-tu, camera în care vă aflați, întregul univers – este aspirat în interior. Aerul care a fost anterior în interiorul mingii formează acum o atmosferă în afara mingii care se extinde spre infinit. Și voil-ul! Un baschet odinioară umil conține acum Universul. În timp ce această analogie verbală este imprecisă, matematica abstractă a lucrării lui Abdelkader realizează cu exactitate această transformare. Pentru a o îmbrățișa, convingeți-vă că ‘înăuntru’ și ‘afară’ sunt la fel de arbitrare ca stânga și dreapta sau sus și jos.ca o consecință a fizicii lui Abdelkader, cea mai mare parte a Universului este cartografiată într-un punct mic din centrul sau originea pământului gol. Descriind această transformare de neconceput în 2012, Griffin scrie:
Pluto se micșorează la dimensiunea unei singure bacterii care plutește la șapte metri de origine, în timp ce Alpha Centauri, steaua cea mai apropiată de propriul nostru soare, devine o specie infinitezimală mică situată la doar un milimetru de origine. Prin urmare, toate celelalte stele și obiecte din cosmos sunt conținute într-o sferă mai mică de doi milimetri, care se află la 6.371 kilometri deasupra capetelor noastre.
regretatul scriitor american de științe Martin Gardner interpretează strălucit matematica lui Abdelkader în turneul său sceptic al științei fringe pe partea sălbatică (1992). În noua fizică ciudată a lumii lui Abdelkader, razele de lumină nu călătoresc în linii drepte, ci mai degrabă în arcuri curbate. Ca o roată care pășune în interiorul unui glob gol, arce de lumină solară luminează suprafața interioară apropiată a Pământului, dar se curbează în jur și ratează suprafața îndepărtată a nopții. Din acest motiv, Soarele pare să apună, chiar dacă curbura Pământului este concavă.
Moș Crăciun, la fel ca Marte, este doar un model – dar unul care nu poate fi respins sau reținut
dar dacă alte planete sunt mai aproape de noi decât Spania este de Noua Zeelandă, De ce durează atât de mult pentru a ajunge la ele? Întrebare corectă. În matematica acestei cosmologii, vitezele și dimensiunile obiectelor în mișcare se apropie de zero pe măsură ce unul se apropie de centrul universului – situat în centrul Pământului. Potrivit lui Gardner, acrobația mentală a lui Abdelkader creează o fizică consistentă care nu poate fi falsificată de nicio observație sau experiment imaginabil!
cum poate ceva atât de stupid să nu fie falsificabil? O astfel de întrebare tratează nefalsificabilitatea ca un alibi mai degrabă decât o răspundere. Presupune, naiv, că modelele sunt nevinovate până la proba contrarie.
cu toate acestea, multe afirmații arbitrare sunt nefalsificabile. Afirmația unui copil că Moș Crăciun există încă nu poate fi văzută de nicio cameră sau instrument științific este doar asta – nefalsificabilă și, prin urmare, netestabilă. Din punct de vedere intelectual, acest lucru este mai puțin ca purtarea unui scut și mai mult ca purtarea unei pietre de Moară. Moș Crăciun, ca și Marte, este doar un model – dar unul care nu poate fi respins sau reținut.
ideea că modelele pot fi luate în serios numai dacă falsificabile provine de la filosoful târziu al științei Karl Popper. Un model nu este construit pe o fundație de beton, ci pe picioroange care pot fi aruncate rapid deoparte în cazul în care sosesc informații noi. După cum a scris Popper în logica descoperirii științifice (1934), ‘indiferent câte cazuri de lebede albe am observat, acest lucru nu justifică concluzia că toate lebedele sunt albe’. Un model bun se strecoară spre certitudine; urmărește orizontul dovezii, dar nu îl atinge niciodată.
certitudinea absolută nu este niciodată punctul de referință pentru un model științific. Pentru a fi considerat științific, un model trebuie să facă o predicție care poate fi susținută prin experiment ulterior. Pentru a avea succes, experimentul trebuie să verifice această predicție. Numai atunci un om de știință are încredere în model – dar niciodată pe deplin. În acest sens, Popper scrie: ‘jocul științei este, în principiu, fără sfârșit. Cel care decide într-o zi că afirmațiile științifice nu necesită niciun test suplimentar și că pot fi considerate ca fiind verificate în cele din urmă, se retrage din joc.’
Popper a susținut că numai modelele testabile sunt modele științifice. Dacă nu se poate face nicio afirmație testabilă, atunci modelul nu este falsificabil – și nu știință. Regretatul filozof Britanic Bertrand Russell a ilustrat acest punct în 1952 declarând cu umor că ‘între Pământ și Marte există un ceainic chinezesc care se învârte în jurul Soarelui pe o orbită eliptică’. Prea mici pentru a fi văzute de telescoape, nici existența, nici inexistența unui astfel de ceainic nu pot fi testate printr-un experiment rezonabil, susține Russell. Dar dacă ar fi să continui să spun că, din moment ce afirmația mea nu poate fi infirmată, este o presupoziție intolerabilă din partea rațiunii umane să mă îndoiesc de ea, ar trebui să fiu considerat pe bună dreptate că vorbesc prostii.’
după cum arată ceainicul lui Russell, afirmațiile sau modelele nefalsificabile nu pot fi luate în serios. Nu sunt știință. În caz contrar, orice merge – Ceainice, pământuri din interior, îl numiți. Concluzia lui Russell este oglindită de’ Razorul lui Hitchens’, o zicală a regretatului scriitor Christopher Hitchens: ‘ceea ce poate fi afirmat fără dovezi poate fi respins fără dovezi. Aparatul de Ras al lui Hitchens, desigur, aparține aceluiași set de instrumente ca aparatul de Ras al lui Occam, afirmația că cel mai simplu și mai parsimonios model este un criteriu pentru a decide adevărul și lama care se taie la Teed. Modelele mai simple sunt mai ușor de falsificat și, prin urmare, mai amiabile cu știința. Un model simplu necesită mai puține date pentru a-l falsifica, în timp ce un model complicat necesită mai multe.
probabilitatea ca pământul să fie containerul universului este echivalentă cu 80 de aruncări de monede care apar ca capete
deși Hohlwelttheorie nu poate fi infirmată sau falsificată, majoritatea gânditorilor serioși o resping pentru că este inutil de complicată (briciul lui Occam), nu are dovezi (briciul lui Hitchens) și este nefalsificabilă (să numim acest briciul lui Blade Popper?).
dar aparatele noastre de ras nu sunt toate instrumente perfecte. Când numărul sau specificitatea afirmațiilor făcute de un model sunt neclare, briciul lui Occam se simte subiectiv. Este simplitatea unui om de știință nodul Gordian al altui om de știință? În acest caz, Abdelkader însuși ar fi putut găsi simplitate în Hohlwelttheorie. Învingând acele miliarde de ani lumină de vid intergalactic fără viață, Abdelkader ne salvează de dificultatea de a crede în imensitatea fantastică a Universului și ‘reducerea consecventă a Pământului la un infinitezimal’.
deși briciul lui Occam nu este un algoritm exact, focalizarea arbitrară a lui Hohlwelttheorie asupra Pământului poate fi într-adevăr cuantificată. De ce Pământ, în special, ca universul-container? De ce nu oricare dintre celelalte nenumărate planete din Univers? De ce o planetă, de altfel – nu ar putea o lună sau o stea să fie supusă aceleiași matematici de inversare a sferei folosite de Abdelkader?deoarece inversiunea matematică folosită de Abdelkader poate fi aplicată oricărei sfere, Pământul este un subset al tuturor obiectelor sferice din Univers și o singură sferă inversată poate conține în mod logic Universul și toate celelalte sfere ale sale, afirmația foarte specifică că Pământul este containerul Universului (și nu Luna, Marte sau steaua preferată) este chiar mai puțin probabil să fie adevărată decât premisa generală că Universul este conținut în interiorul unei sfere. Când numărăm numărul n al tuturor acestor corpuri care ar putea exista în univers, probabilitatea ca pământul să fie containerul universului este 1/n. deoarece există cel puțin 1024 de astfel de corpuri sferice în univers, probabilitatea ca pământul să umple rolul privilegiat al containerului universului este mai mică de 1/1024. Acest lucru este ca se clatina 80 monede și având-le pe toate veni ca capete.
briciul lui Occam ne spune că Hohlwelttheorie este un model rău, deoarece există alternative mai simple care explică datele la fel de bine. Dar poate ne gândim prea mult. Nu este atacarea Hohlwelttheorie cu un instrument de gândire atât de sofisticat, cum ar fi lovirea unui țânțar cu un baros? Dacă putem respinge Hohlwelttheorie doar cu intuiție, ce nevoie avem pentru setul de instrumente științifice?
și totuși, intuiția este un filtru prost pentru știință. Cu multe decenii înainte de Abdelkader, un alt individ a sugerat, de asemenea, că geometria fundamentală a Universului a fost înțeleasă greșit și că o călătorie prin spațiu Schimbă dimensiunea unui obiect. Teoria relativității a lui Einstein a sunat probabil la fel de ridicol ca Hohlwelttheorie când a fost introdusă pentru prima dată. Cu noile sale modele de timp, spațiu și gravitație, omenirea a ieșit din epoca intuiției.
confuzia amețitoare a fost sentimentul fizicii de la sfârșitul secolului al 19-lea. Lumina de la stele îndepărtate arată aceeași viteză în raport cu Pământul, indiferent dacă Pământul se deplasează spre sau departe de o anumită stea. Pentru a salva fizica, Einstein a propus că viteza luminii este aceeași peste tot pentru toți observatorii. Indiferent dacă vă deplasați spre un fascicul laser sau departe de acesta, lumina sa se apropie de dvs. cu aceeași viteză relativă.
și există mai mult – timpul trece mai lent pentru un observator cu cât călătorește mai repede. Mărind spre un fascicul laser, ceasul nostru încetinește, limitând viteza relativă dintre noi și lumină. Da, așa este – un ceas staționar pe pământ bate mai repede decât un ceas în mișcare pe o navă spațială.
ciocanul este ridicat și, cu această primă răsucire, Einstein se îndepărtează de intuiție. Pe măsură ce urmărim povestea celui mai celebru fizician din istorie, lucrurile devin și mai ciudate. Deoarece timpul și distanța sunt legate de viteză, obiectele se contractă în lungime pe măsură ce călătoresc mai repede. Într-adevăr, o lance aruncată cu aproape viteza luminii s-ar contracta la un ciot scurt. Așa merge teoria relativității speciale a lui Einstein, modelul care explică de ce viteza luminii este constantă în toate cadrele de referință.
folosind intuiția ca balustradă, s-ar putea privi modelul lui Einstein și să vedem nebunia. Folosind știința, se vede că rațiunea
atât relativitatea specială, cât și hohlwelttheorie distrug ipotezele umane de bază: una cu succes, cealaltă fără succes. Relativitatea specială ne spune că timpul și spațiul sunt relative. Hohlwelttheorie ne spune că trăim în interiorul Pământului. Frânghia care a salvat relativitatea specială este, de asemenea, frânghia care a spânzurat hohlwelttheorie: criteriul falsificabilității lui Popper. Relativitatea specială oferă multe falsificări posibile, toate acestea supraviețuind până acum testelor experimentale.
exemplu: luați două ceasuri atomice sincronizate cu precizie nanosecundă; țineți unul pe pământ și zburați celălalt pe un jet în jurul lumii de două ori. Relativitatea specială spune că vremurile lor vor diferi – și într-adevăr, o fac. Orice alt rezultat ar fi fost game over pentru Einstein. O astfel de accesibilitate la experimentare este exact ceea ce menține relativitatea specială pe linia de plutire. Folosind intuiția ca balustradă, s-ar putea privi modelul lui Einstein și să vedem nebunia. Folosind știința, se vede rațiunea.
dacă Einstein și Abdelkader par să conveargă, este în utilizarea geometriei pentru a anula lumea așa cum o știm. Relativitatea specială a lui Einstein folosește un instrument simplu cunoscut sub numele de contracția Lorentz pentru a descrie modul în care obiectele se contractă în lungime pe măsură ce se apropie de viteza luminii. Dezvoltat de fizicianul olandez Hendrik a Lorentz în 1892, acest instrument calculează contracția obiectelor rapide folosind nimic mai mult decât algebra de liceu. Abdelkader ar fi putut fi inspirat de contracția Lorentz atunci când și-a dezvoltat cadrul matematic pentru Hohlwelttheorie. Așa cum Einstein a emis ipoteza că obiectele se contractă pe măsură ce se apropie de viteza luminii, Abdelkader a emis ipoteza că obiectele devin mai mici pe măsură ce se apropie de centrul universului pământului gol. Frumusețea matematicii strălucește în ambele modele. Cu toate acestea, lumina științei nu strălucește pe modelul lui Abdelkader.
Einstein oferă o oportunitate pentru modelul său de a fi dovedit greșit. Nu același lucru se poate spune despre Hohlwelttheorie. În timp ce Abdelkader tânjea să salveze Pământul din vastul gol al spațiului, Einstein a căutat să explice date care arată că lumina călătorește cu o viteză constantă în toate cadrele de referință. Și în timp ce motivația lui Abdelkader era antropocentrică, cea a lui Einstein ar fi putut fi împărtășită de un marțian sau de orice altă ființă simțitoare. Abdelkader, desigur, nu a făcut predicții testabile, totuși Einstein a făcut multe.
teoriile și legile fizice nu sunt simple ecuații. Ele înseamnă cu adevărat ceva despre lumea materială în care trăim. Diferența dintre Einstein și predecesorul său, Newton, este un exemplu în acest sens. Newton a descris gravitația ca o forță, în timp ce Einstein a descris-o ca curbură. Teoria generală a relativității a lui Einstein afirmă că spațiul și timpul se află pe un continuum în patru dimensiuni cunoscut sub numele de spațiu-timp. Masa deformează însăși țesătura spațiu-timpului ca o minge de baschet care deformează o foaie de cauciuc. Asta e tot gravitația-spațiu-timp deformat. Fizicianul teoretician american John Archibald Wheeler a spus-o în 1990: ‘Spațiu-timpul spune materiei Cum să se miște; Materia spune spațiu-timpului cum să se curbeze.’
deci gravitația nu este fiara familiară pe care o crezi. Deoarece spațiu-timpul este deformat (sau curbat) de masă, obiectele nu cad în sensul în care credem de obicei că o fac. Spre deosebire de Newton, gravitația nu este nici măcar o forță. Nimic nu trage un obiect care cade în jos spre Pământ. Obiectul ‘falling’ urmează o linie dreaptă în spațiu-timp curbat.într-adevăr, aroma universului lui Einstein este complet diferită de cea a lui Newton. cu toate acestea, inginerii aerospațiali ar putea ridica din umeri alegerea dintre fizica lui Newton și fizica lui Einstein. Alegerea nu este între soluția corectă și soluția incorectă, ci, mai degrabă, soluția adecvată și soluția necorespunzătoare. Dacă nava dvs. spațială nu călătorește aproape de viteza luminii sau aproape de o masă extrem de mare, soluția potrivită este soluția mai simplă: mecanica newtoniană. Probabil din acest motiv, inginerii din spatele misiunii New Horizons a NASA către Pluto au condus prin spațiu nu de fizica lui Einstein, ci de cea a lui Newton. rezultatele sunt incredibil de precise. După ce a călătorit peste Sistemul Solar timp de nouă ani și jumătate, zborul navei spațiale New Horizons de pe Pluto în 2015 a fost oprit cu doar 72 de secunde.
lumea lui Newton este un univers cu bile de biliard, în timp ce lumea lui Einstein este o sală de oglinzi
în același timp, Griffin a observat că acceptarea fizicii lui Abdelkader nu ar face nicio diferență vizibilă în viața de zi cu zi: Din punct de vedere practic, experimentăm universul ca spațiu euclidian cu suprafața Pământului sau (ocazional) Soarele ca cadru de referință și putem trece întreaga noastră viață fără a fi nevoie să luăm vreodată o perspectivă Arhemediană care privește cadrul în sine. La fel ca Newton și Einstein, Copernic și Abdelkader converg în mod ciudat în tărâmul lumesc.în multe cazuri, fizica lui Newton și fizica lui Einstein spun unei sonde spațiale să facă practic același lucru. Deși convergente în acest sens, ele diferă cu totul în metafizică. Lumea lui Newton este un univers de biliard. Obiectele în mișcare nu au limită de viteză. Regulile jocului sunt clare: forțele acționează instantaneu, având efect imediat de la orice distanță. Lumea lui Einstein, pe de altă parte, este o sală de oglinzi. Spațiu-timpul – însăși țesătura realității-este îndoită. Timpul și spațiul sunt relative. Forțele sunt limitate de viteza luminii.
regretatul fizician american Thomas Kuhn a remarcat că teoriile științifice succesive oferă adesea relatări complet diferite ale realității. La fel cum Casa de biliard a lui Newton și sala Oglinzilor lui Einstein sunt două locuri complet diferite, se poate imagina un al treilea.
această arenă alternativă pentru realitate provine de la fizicianul teoretic olandez Erik Verlinde care, în 2011, a derivat Modelul gravitației lui Newton din alte prime principii sau adevăruri fundamentale din fizică. Deci, de ce este redescoperirea lui Verlinde a unui model vechi de trei secole o afacere mare? Deoarece gravitația în sine este un prim principiu și, prin urmare, nu ar trebui să fie derivabilă din alte legi. Fie că ne gândim la gravitație ca masă care atrage masa, fie ca spațiu-timp care deformează masa, faptul gravitației nu poate fi redus la nimic mai simplu. Ca atare, nu ar trebui să fie posibilă redescoperirea acesteia din alte domenii disparate ale fizicii. Acest lucru ar fi ca deducerea Constituției SUA din Constituția Federală Elvețiană.cu excepția cazului în care, desigur, gravitația nu este un prim principiu. În acest spirit, Verlinde încadrează gravitația ca fenomen emergent. Fenomenele emergente apar atunci când interacțiunile la scară mică dau naștere la noi legi, principii și structuri la scară mai mare. Luați în considerare frumoasele cristale de gheață pe care le numim fulgi de zăpadă. Formarea fulgilor de zăpadă este determinată de termodinamică, legile care guvernează transferul energiei termice între molecule. Și totuși, cristalele nu există pe scara moleculelor individuale. Ele apar doar la o scară mai mare, când multe molecule schimbă energia într-un anumit mod.atât cât putem obține fulgi de zăpadă din termodinamică, Verlinde susține că putem obține gravitația din termodinamică. Dacă Universul ar fi un program de calculator, nu ar exista nicio linie pentru gravitație în cod. În acest punct de vedere, gravitația este mai puțin ca un articol constituțional și mai mult ca un efect secundar.
după ce a prins mingea, Verlinde continuă să alerge cu ea. După ce a derivat modelul de gravitație al lui Newton, el continuă în aceeași lucrare din 2011 să obțină piese importante ale modelului lui Einstein. Dar ce se schimbă asta? Nu este gravitația încă gravitație? Poate că nu: Verlinde vede loc pentru îmbunătățiri.
materia întunecată ar putea fi o încercare disperată de a reconcilia o teorie eșuată cu observația
ca mulți alți fizicieni, Verlinde este tulburată de un aparent neajuns al modelului lui Einstein. În ciuda numeroaselor sale triumfuri, relativitatea generală nu reușește să prezică modul în care galaxiile se rotesc. Pentru a-l salva pe Einstein, fizicienii au emis pur și simplu ipoteza că există mult mai multă masă în jurul galaxiilor decât ceea ce putem vedea de fapt. Masa invizibilă, numită materie întunecată, depășește materia obișnuită cu mai mult de cinci la unu! Fără influența sa gravitațională, nu există nicio modalitate de a reconcilia datele astronomice cu relativitatea generală.
pentru Verlinde, povestea materiei întunecate sună familiar. În 1859, astronomul francez Urbain Le Verrier a descris o anomalie pe orbita planetei Mercur. Legile lui Newton nu explică în totalitate repoziționarea treptată (numită ‘precesie’) a orbitei în formă de ou a planetei. Pentru a înțelege situația, Le Verrier a emis ipoteza existenței unei planete nevăzute care orbitează aproape de soare. Numit Vulcan, influența gravitațională a acestei mase suplimentare ar explica anomalia lui Le Verrier prin perturbarea orbitei lui Mercur, reconciliind astfel precesiunea orbitală a lui Mercur cu legile lui Newton. Vulcanul, desigur, nu a fost niciodată descoperit. Relativitatea generală a explicat precesiunea orbitală a lui Mercur în 1915, eliminând necesitatea unui astfel de model.
suna familiar? Verlinde crede asta. La fel ca epiciclurile lui Ptolemeu și vulcanul lui Le Verrier, materia întunecată ar putea fi o încercare disperată de a reconcilia o teorie eșuată cu observația. Poate că este timpul să începeți o nouă pagină? Verlinde a făcut exact asta la sfârșitul anului 2016. În lucrarea ‘Emergent Gravity and The Dark Universe’, el dă o nouă credință unei idei care a apărut în 1983 cu fizicianul israelian Mordehai Milgrom: când gravitația devine suficient de slabă, ideea merge, influența ei scade mai puțin odată cu distanța. Numai cu această modificare, Universul nu mai este umplut cu materie invizibilă. Materia întunecată merge poof! Într-adevăr, cu parsimonie de partea lui, Verlinde ar putea în cele din urmă să mânuiască briciul lui Occam ca sabie.
știința este un rezervor de rechini. Este ușor să-ți bați joc de cineva care crede că Pământul este plat. Dar după ce s-a gândit la relativitatea specială, Pământul plat ar putea avea un ultim râs. Un videoclip din 2014 al educatorului American și al personalității internetului Michael Stevens demonstrează că, în unele cadre de referință, Pământul este de fapt un disc plat. Nu, serios. În cadrul de referință al unei raze cosmice care se deplasează spre planeta noastră cu aproape viteza luminii, Pământul este literalmente un disc plat de 17 metri grosime, orientat spre particulă.
amintiți-vă, obiectele care se deplasează aproape de viteza luminii se contractă în direcția lor de mișcare. Și cine poate spune că particula nu este de fapt în repaus în timp ce Pământul se mișcă spre ea? Da, totul este acolo în fizică. Pământul se deplasează spre particulă cu aproape viteza luminii și este contractat imens în direcția sa de mișcare. Ca Stevens pune în video:
știința, desigur, respinge o teorie dacă una mai bună se potrivește mai mult observațiilor noastre, dar de ce obsesia egoistă cu observațiile noastre? O particulă de raze cosmice ar putea folosi aceeași metodă științifică pe care o folosim noi și să concluzioneze că Pământul era, de fapt, plat.
filosoful German Friedrich Nietzsche, un precursor al postmodernismului din secolul 19, a scris: „nu există fapte, ci doar interpretări. Dar chiar și aceasta este o interpretare. Ceea ce Nietzsche a scris cu adevărat a fost: ‘es gibt keine Tatsachen, sondern nur Interpretationen. Și aceasta, totuși, este o interpretare a modelelor de cerneală pe o bucată de hârtie.și poate că Nietzsche s – a înșelat-ar putea exista ceva mai fundamental decât interpretările. La urma urmei, pentru ca teoriile gravitației să existe în primul rând, trebuie să existe ceva care trebuie explicat. Chiar și o negare completă și totală a gravitației în oricare dintre diferitele sale formulări – Newtoniană, relativistă, emergentă – ar admite că există ceva ce observăm că ar putea fi doar o iluzie. Nimic nu poate submina faptul fundamental că există o observație de bază numită gravitație care trebuie explicată. Toate interpretările se abat de la această observație, înrădăcinată în experiența comună a ființelor umane.
așa cum scriitorul de știință Isaac Asimov a scris odată într-o scrisoare exasperată către un student patronant:
John, când oamenii credeau că Pământul este plat, s-au înșelat. Când oamenii au crezut că Pământul este sferic, s-au înșelat. Dar dacă credeți că gândirea Pământului este sferică este la fel de greșită ca și gândirea Pământului plat, atunci viziunea voastră este mai greșită decât ambele la un loc.