Léiríonn an íomhá seo éifeacht lionsa imtharraingthe mar gheall ar shaobhadh an spáis de réir maise. Seo tuar amháin inar thug teoiric Einstein ar choibhneasacht an freagra ceart i gcás nár thug Newton é. Ach fiú leis seo, tá sé dodhéanta Einstein a ‘chruthú’ i gceart. Creidmheas íomhá: NASA, ESA, agus Johan Richard (Caltech, SAM); Buíochas: Davide de Martin & James Long (ESA / Hubble).

Is Miotas é Cruthúnas Eolaíoch

Is féidir leis an eolaíocht a lán rudaí a dhéanamh, ach tá sé dodhéanta teoiric eolaíochta a chruthú.

Chuala tú trácht ar na teoiricí eolaíochta is mó atá againn: teoiric na héabhlóide, teoiric an Big Bang, teoiric na domhantarraingthe. Chuala tú freisin faoi choincheap cruthúnais, agus na héilimh go gcruthóidh píosaí áirithe fianaise bailíocht na dteoiricí seo. Cruthaíonn iontaisí, oidhreacht ghéiniteach, agus DNA teoiric na héabhlóide. Cruthaíonn leathnú Hubble na Cruinne, éabhlóid réaltaí, réaltraí, agus eilimintí troma, agus cúlra cúlra micreathonn cosmaí teoiric an Big Bang. Agus cruthaíonn rudaí ag titim, cloig GPS, gluaisne pláinéadach, agus sraonadh solas réalta teoiric na domhantarraingthe.

Ach amháin is bréag iomlán é sin. Cé go soláthraíonn siad fianaise an-láidir do na teoiricí sin, ní cruthúnas iad. Déanta na fírinne, maidir leis an eolaíocht, tá sé dodhéanta rud ar bith a chruthú.

Go teoiriciúil, d’fhéadfadh baint a bheith ag airíonna éagsúla láthair mhór dearg Iúpatar, ar leithligh ón gcuid eile den atmaisféar, le difríochtaí teirmeacha a thagann ó thíos. Fiú má thagann an fhianaise isteach chun tacú leis an smaoineamh seo, ní cruthúnas eolaíoch a bheidh ann. Creidmheas íomhá: Ealaín le Karen Teramura, UH IfA le James O'Donoghue agus Luke Moore.

Is áit chasta í an réaltacht. Níl le déanamh againn ach iad a threorú, ó thaobh eimpíreach de, na cainníochtaí is féidir linn a thomhas agus a urramú. Fiú amháin ag an am sin, níl na cainníochtaí sin ach chomh maith leis na huirlisí agus an trealamh a úsáidimid chun na breathnuithe agus na tomhais sin a dhéanamh. Níl na faid agus na méideanna ach chomh maith leis na bataí tomhais a bhfuil rochtain agat orthu; níl tomhais gile ach chomh maith le do chumas fótóin a chomhaireamh agus a chainníochtú; ní thugtar fiú am féin ach an clog a chaithfidh tú a phasáiste a thomhas. Is cuma cé chomh maith agus atá ár dtomhais agus ár mbreathnuithe, tá teorainn le cé chomh maith agus atá siad.

Sainmhíneoidh clog solais, arna fhoirmiú ag fótón ag preabadh idir dhá scáthán, am do bhreathnadóir. Ní féidir fiú teoiric na coibhneasachta speisialta, mar aon leis an bhfianaise thurgnamhach ar fad, a chruthú. Creidmheas íomhá: John D. Norton.

Ní féidir linn gach rud a urramú nó a thomhas freisin. Fiú mura mbeadh an Cruinne faoi réir na rialacha bunúsacha chandamach a rialaíonn í, mar aon lena neamhchinnteacht bhunúsach, ní bheifí in ann gach stát de gach cáithnín a thomhas faoi gach coinníoll an t-am ar fad. Ag pointe éigin, ní mór dúinn eachtarshuíomh. Tá sé seo thar a bheith cumhachtach agus thar a bheith úsáideach, ach tá sé thar a bheith teorannaithe freisin.

Ciallaíonn cuaire an spáis go ritheann cloig atá níos doimhne isteach i tobar imtharraingthe - agus mar sin, i spás cuartha níos déine - ar ráta difriúil ná na cinn i gcuid níos éadroime, níos lú cuartha den spás. Cé go n-oibríonn ár gcuid tuartha maidir le satailítí GPS thar a bheith maith, fiú amháin ní féidir leis seo a chruthú go bhfuil Gaolmhaireacht Ghinearálta ceart. Creidmheas íomhá: NASA.

D’fhonn teacht ar mhúnla atá in ann a thuar cad a tharlóidh faoi dhálaí éagsúla, caithfimid cúpla rud a thuiscint.

  1. Cad is féidir linn a thomhas, agus cé chomh beacht agus atá sé.
  2. Cad a tomhaiseadh go dtí seo, faoi choinníollacha tosaigh ar leith.
  3. Cad iad na dlíthe atá ag na feiniméin seo, ie, na caidrimh bhreathnaithe atá ann idir chainníochtaí ar leith.
  4. Agus cad iad na teorainneacha do na rudaí atá ar eolas againn faoi láthair.

Má thuigeann tú na rudaí seo, tá na comhábhair cheart agat chun teoiric eolaíoch a fhoirmiú: creat chun an méid atá ar eolas againn cheana a mhíniú a tharlaíonn chomh maith le tuar cad a tharlóidh faoi chúinsí nua gan tástáil.

Má fhéachann tú níos faide agus níos faide i gcéin, féachann tú níos faide agus níos faide isteach san am atá thart. Is é an ceann is faide a fheicimid siar in am ná 13.8 billiún bliain: ár meastachán d’aois na Cruinne. Is é an t-eachtarshuíomh é ar ais go dtí na hamanna is luaithe a d'eascair smaoineamh an Big Bang. Cé go bhfuil gach rud a bhreathnaímid ag teacht le creat Big Bang, ní rud é is féidir a chruthú riamh. Creidmheas íomhá: NASA / STScI / A. Felid.

Clúdaíonn na teoiricí is fearr atá againn, cosúil le teoiric na héabhlóide thuasluaite, teoiric an Big Bang, agus Gaolmhaireacht Ghinearálta Einstein, na bunáiteanna seo go léir. Tá creat cainníochtúil bunúsach acu, a chuireann ar ár gcumas a thuar cad a tharlóidh faoi chúinsí éagsúla, agus ansin dul amach agus na tuartha sin a thástáil go heimpíreach. Go dtí seo, léirigh na teoiricí seo go raibh siad bailí go soiléir. Nuair is féidir cur síos a dhéanamh ar a gcuid tuartha le nathanna matamaitice, is féidir linn a rá ní amháin cad ba cheart a tharlú, ach cé mhéid. D'éirigh thar barr leis na teoiricí seo go háirithe, i measc go leor eile, tomhais agus breathnuithe a rinneadh chun na teoiricí seo a thástáil.

Ach chomh bailíochtaithe is atá sé sin - agus chomh cumhachtach agus atá sé roghanna eile a fhalsú - tá sé dodhéanta go hiomlán aon rud a chruthú san eolaíocht.

Cruthúnas matamaiticiúil go bhfuil díorthach [f (x) - g (x)] cothrom le díorthach f (x) lúide díorthach g (x). San eolaíocht, tá fiú cruthúnais matamaitice níos lú ná 100% cinnte, toisc nach bhfuil sé 100% cinnte go mbaineann na rialacha matamaitice le do chóras fisiceach. Creidmheas íomhá: Paul Dawkins / Ollscoil Lamar.

San eolaíocht, ar a dhícheall, tá an próiseas an-chosúil, ach le caveat: ní bhíonn a fhios agat riamh cathain a scoirfidh do phostálacha, rialacha, nó céimeanna loighciúla de chur síos na Cruinne go tobann. Ní bhíonn a fhios agat riamh cathain a thiocfaidh do bhoinn tuisceana neamhbhailí go tobann. Agus níl a fhios agat riamh an ndéanfaidh na rialacha a chuir tú i bhfeidhm go rathúil i gcásanna A, B, agus C iarratas rathúil ar chás D.

Ní amháin go bhfuil réaltraí ag bogadh ar shiúl uainn is cúis le hathshruthú, ach go ndéanann an spás eadrainn féin agus an réaltra an solas a athlonnú ar a thuras ón bpointe i bhfad i gcéin go dtí ár súile. Ar ndóigh, tá sé seo bunaithe ar thoimhde nach bhfuil aon bhealach againn lena bhailíocht a thástáil. Má tá sé mícheart, b’fhéidir gurb é sin na tátail uile a bhainimid as seo. Creidmheas íomhá: Larry McNish ó Ionad RASC Calgary.

Is léim an chreidimh é glacadh leis go ndéanfaidh, agus cé gur léim mhaith chreidimh iad seo go minic, ní féidir leat a chruthú go bhfuil na leaids seo bailí i gcónaí. Má athraíonn dlíthe an dúlra le himeacht ama, nó má iompraíonn siad go héagsúil faoi dhálaí éagsúla, nó i dtreonna nó in áiteanna éagsúla, nó mura bhfuil siad infheidhme maidir leis an gcóras a bhfuil tú ag déileáil leis, beidh do thuar mícheart. Agus sin an fáth go mbíonn gach rud a dhéanaimid san eolaíocht, is cuma cé chomh maith agus a dhéantar tástáil air, réamhobair i gcónaí.

Is cothromóid aonair í an tSamhail Chaighdeánach Lagrangian a chuimsíonn cáithníní agus idirghníomhaíochtaí an tSamhail Chaighdeánaigh. Tá cúig chuid neamhspleácha ann: na glútan (1), na bosúin laga (2), an chaoi a n-idirghníomhaíonn ábhar leis an bhfórsa lag agus le réimse Higgs (3), na cáithníní taibhse a dhealraíonn iomarcaíochtaí réimse Higgs (4), agus an Taibhsí Fadeev-Popov, a théann i bhfeidhm ar iomarcaíochtaí idirghníomhaíochta laga (5). Ní chuirtear maiseanna neodrón san áireamh. Chomh maith leis sin, níl anseo ach an méid atá ar eolas againn go dtí seo; b’fhéidir nach é an Lagrangian iomlán é ag cur síos ar 3 cinn de na 4 fhórsa bunúsacha. Creidmheas íomhá: Thomas Gutierrez, a áitíonn go bhfuil ‘earráid chomhartha’ amháin sa chothromóid seo.

Fiú amháin san fhisic theoiriciúil, na heolaíochtaí is matamaiticiúla, níl ár “gcruthúnas” ar thalamh láidir go hiomlán. Mura mbeidh feidhm ag na toimhdí a dhéanaimid faoin teoiric fhisiciúil bhunúsach (nó a struchtúr matamaiticiúil) a thuilleadh - má thugaimid céim lasmuigh de raon bailíochta na teoirice - déanfaimid “rud a chruthú” nach fíor. Má insíonn duine duit go bhfuil teoiric eolaíoch cruthaithe, ba cheart duit fiafraí díobh cad a chiallaíonn siad leis sin. De ghnáth, ciallaíonn siad “chuir siad ina luí orthu féin go bhfuil an rud seo fíor,” nó tá fianaise sármhaith acu go bhfuil smaoineamh ar leith bailí thar raon ar leith. Ach ní féidir aon rud san eolaíocht a chruthú i ndáiríre. Tá sé faoi réir athbhreithnithe i gcónaí.

Sa tsamhail chaighdeánach, meastar go mbeidh nóiméad dépholl leictreach an neodróin ina fhachtóir deich mbilliún níos mó ná mar a léiríonn ár dteorainneacha breathnóireachta. Is é an t-aon mhíniú atá air ná go bhfuil rud éigin níos faide ná an tSamhail Chaighdeánach ag cosaint na siméadrachta CP seo. Is féidir linn a lán rudaí a léiriú san eolaíocht, ach ní féidir a chruthú go ndéantar CP a chaomhnú sna hidirghníomhaíochtaí láidre. Creidmheas íomhá: obair fearainn phoiblí ó Andreas Knecht.

Ní chiallaíonn sé seo go bhfuil sé dodhéanta aon rud a fhios ar chor ar bith. A mhalairt ar fad, ar go leor bealaí, is é eolas eolaíoch an t-eolas is “fíor” is féidir linn a fháil faoin domhan, b’fhéidir. Ach san eolaíocht, ní chruthaítear aon rud riamh taobh amuigh de scáth amhras. Mar a dúirt Einstein féin uair amháin:

Níl an teoiriceoir eolaíoch le bheith in éad. Is breitheamh dosháraithe agus an-chairdiúil ar a chuid oibre é an Dúlra, nó turgnamh níos cruinne a dhéanamh air. Ní deir sé riamh “Tá” le teoiric. Sna cásanna is fabhraí deir sé “B’fhéidir,” agus i bhformhór mór na gcásanna níl ann ach “Níl.” Má aontaíonn turgnamh le teoiric ciallaíonn sé an dara ceann “B’fhéidir,” agus mura n-aontaíonn sé ciallaíonn sé “Níl.” Is dócha go bhfaighidh gach teoiric “Níl” i gcónaí - an chuid is mó de na teoiricí, go gairid tar éis a luí.
De réir smaoineamh an aontaithe tá na trí fhórsa de chuid na Múnla Caighdeánach, agus fiú domhantarraingthe ag fuinneamh níos airde, aontaithe le chéile i gcreat amháin. Tá an smaoineamh seo cumhachtach, tá go leor taighde mar thoradh air, ach is tuairim é nach bhfuil cruthaithe go hiomlán. Ina ainneoin sin, tá go leor fisiceoirí cinnte gur cur chuige tábhachtach é seo chun an dúlra a thuiscint. Creidmheas íomhá: © ABCC Astráil 2015 www.new-physics.com.

Mar sin ná déan iarracht rudaí a chruthú; déan iarracht tú féin a chur ina luí. Agus bí i do léirmheastóir is crua féin agus an amhrasach is mó atá agat féin. Teipfidh ar gach teoiric eolaíoch lá éigin, agus nuair a dhéanfaidh sí, léireoidh sé sin ré nua fiosrúcháin agus fionnachtana eolaíochta. Agus de na teoiricí eolaíochta go léir a cheapamar riamh, éiríonn leis na cinn is fearr ar feadh na méideanna is faide ama agus thar na raonta is mó is féidir. Ar bhealach éigin, is fearr é ná cruthúnas: is é an cur síos is ceart ar an domhan fisiceach a shamhlaigh an daonnacht riamh.

Tá Starts With A Bang ar Forbes anois, agus athfhoilsithe ar Meán a bhuíochas lenár lucht tacaíochta Patreon. Tá dhá leabhar ag Ethan, Beyond The Galaxy, agus Treknology: The Science of Star Trek ó Tricorders go Warp Drive.