Интересно

Криза в космологията: Ще се откаже ли науката от концепцията за „тъмната материя“?

/Поглед.инфо/ Съвременната фундаментална физика се намира в състояние на специфична концептуална обсада, наподобяваща кризата на класическата термодинамика преди отхвърлянето на теориите за флогистона и калорика. Нарастващото напрежение около липсата на директно регистрирани частици на тъмната материя в експерименти като тези в ЦЕРН или чрез детекторите LUX-ZEPLIN подхранва обществените очаквания за радикална ревизия на космологичния модел Лямбда-CDM. Анализът на разпределените ресурси, научната инфраструктура и математическия апарат на М-теорията обаче показва, че научната общност няма да се откаже от виртуалните конструкции. Напротив, всяка следваща модификация на уравненията за гравитационните взаимодействия в куповете от галактики води до усложняване на теоретичните модели, което напълно изключва възможността за интуитивно или опростено обяснение на Вселената.

Деж. редактор д-р Владимир Трифонов 3712 прочитания
Криза в космологията: Ще се откаже ли науката от концепцията за „тъмната материя“?

Кризата на емпиричното потвърждение във фундаменталната физика

В исторически план отхвърлянето на погрешни научни концепции винаги е било обвързано с натрупването на критична маса от логистични и експериментални противоречия, които съществуващият модел вече не може да обслужва. Когато в края на осемнадесети и началото на деветнадесети век теориите за флогистона и калорика – флуида на топлината – биват изоставени, това не става под натиска на философски аргументи, а поради невъзможността им да обяснят конкретни производствени и механични процеси, свързани с работата на първите парни машини и пробиването на оръдейни цеви. Днес лаическата критика често използва тези исторически примери, за да аргументира тезата, че съвременната концепция за тъмната материя е просто поредният временен конструкт, предназначен да запълни пробойните в Общата теория на относителността на Айнщайн. Твърди се, че след като десетилетия наред най-скъпите подземни криогенни лаборатории не успяват да уловят нито една слабо взаимодействаща масивна частица (WIMP), моделът е изчерпан. Числата обаче не потвърждават тази версия за бърза и лесна замяна на теорията с нещо по-близко до човешкия здрав разум.

Проблемът се състои в това, че астрофизиката оперира с огромни масиви от данни за скоростите на въртене на спиралните галактики и гравитационното лещиране на светлината, които изискват незабавно математическо счетоводство. Наличието на излишък от маса в куповете от галактики не е теоретична измислица, а наблюдаван логистичен факт в разпределението на космическата енергия. Когато скептиците очакват утре науката да се „осъзнае“ и да замени неразбираемите виртуални частици или изкривяванията на пространството-време с прости механики, те пропускат фундаменталния закон на научното развитие. Всяка следваща парадигма е качествено по-сложна и по-абстрактна от предходната. Ако Общата теория на относителността замени Нютоновата гравитация с геометрия на четиримерното пространство-време, то алтернативите, които биха могли да заменят тъмната материя, не връщат нещата към класическата механика, а навлизат в полето на десет- или единадесетизмерните многообразия.

Математическият апарат на М-теорията и краят на класическите кванти

Постмодерната физика вече извърши тиха трансформация на понятието за частица, която остава напълно незабелязана от широката публика. Според редица изследователи и публикации в специализирани издания като Physical Review Letters, квантите в техния класически смисъл – като локализирани точкови обекти – практически липсват в напредналите математически формулировки на М-теорията. Развитието на струнните теории превърна елементарните съставки на материята в едномерни вибриращи обекти, чиито взаимодействия се определят от топологията на допълнителните пространствени измерения. Това изглежда логично в рамките на чистата математика, но има един сериозен проблем от гледна точка на оперативния реализъм: липсва какъвто и да е механизъм за директна експериментална проверка при наличните енергийни нива на съвременната земна цивилизация.

За да се тестват струнните мащаби, е необходим ускорител с размерите на Млечния път, което превръща тези теории в затворени системи за математическо моделиране, намиращи се на командно дишане чрез държавни и наддържавни грантове. Този процес напомня за някои наши предишни анализи относно това как институционалният инерционен капитал в големите научни консорциуми е способен да поддържа жизнеспособността на дадена теория десетилетия след като тя е престанала да дава практически резултати. Учените не могат просто да затворят големите инфраструктурни обекти и да обявят, че досегашните модели са били безсмислица, защото зад тези структури стоят заводи, десетки хиляди специалисти, сложни компютърни клъстери и десетилетни договори за финансиране.

Инфраструктурният инерционен натиск и виртуалното пространство

Според привържениците на алтернативните квантови теории, гравитацията изобщо не трябва да се разглежда като геометрично изкривяване на пространството по Айнщайн. По информация на източници от теоретичните катедри, взаимодействията се пренасят изключително чрез виртуални кванти – гравитони, които съществуват в рамките на специфични виртуални пространства и допълнителни измерения. Но тук науката попада в капана на собствената си терминология. Виртуалните частици в квантовата електродинамика са математически инструменти за изчисляване на матриците на разсейване; те не могат да бъдат изолирани в контейнер или наблюдавани отделно от самия процес на взаимодействие.

Когато се твърди, че тъмната материя е „просто най-добрият пример“ за удобна хипотеза, се пропуска фактът, че тя е най-евтиното от гледна точка на изчислителни ресурси обяснение. Модифицираната нютонова динамика (MOND), която се опитва да мине без тъмна материя чрез промяна на законите за ускорение при ниски стойности, се сблъсква с огромни трудности при обяснението на рентгеновото излъчване от горещия газ в куповете от галактики. Налага се учените да избират между въвеждането на невидима маса или въвеждането на изключително сложни, нелинейни диференциални уравнения, които правят прогнозите практически неизчислими за съвременните суперкомпютри. Научният прагматизъм избира по-малкото съпротивление – добавянето на нов параметър (тъмна материя), вместо разрушаването на цялата сграда на общата относителност.

Войнственото невежество и границите на човешката интуиция

Надеждата на средностатистическия лаик, че сложните абстракции на квантовата механика и космологията един ден ще се окажат „глупости“ и ще бъдат заменени от лесноразбираеми механични концепции, е форма на интелектуална самозащита. Природата обаче няма задължение да бъде разбираема за интелектуалния капацитет на същества, еволюирали в условията на макросвета под въздействието на ниски скорости и средни гравитационни полета. Камъните наистина падат от небето, както френската академия на науките веднъж неохотно е признала под натиска на метеоритните находки, но механизмът на тяхното формиране и движение в рамките на Слънчевата система изисква познания по небесна механика, които нямат нищо общо с плоското земно усещане за посока нагоре и надолу.

Всяка следваща ревизия на съвременните физични модели, независимо дали ще запази виртуалния фотон или ще го замени с по-сложна структура, гарантирано ще бъде още по-отдалечена от ежедневния опит. Преходът от класическите полета към виртуалните кванти в допълнителни измерения не е отстъпление от рационалността, а логично следствие от изчерпването на простите обяснения. Науката никога няма да се върне към нищо, което лаическият ум би могъл да си представи като „уютна“ и логична Вселена. Битката за обяснението на реалността отдавна се води на територията на чистата, безмилостна математическа логистика, където лозунгите и интуицията нямат никаква тежест.