Novembri-detsembrikuu 2019 teadusuudiseid Reedalt
1. Universumi iseloomustab laiamastaapne
tühjus, kus tiirleb kõigi lõpmatute galaktikate parvede seas Linnutee koos
Päikesesüsteemiga (Lühisünopsis)
Ideed Universumi kohta on tänapäeval revolutsiooniliselt
muutunud. Mida näeme, pole kõik see, mis reaalselt on olemas. Paljude uuringute
ja vaatluste seast ilmneb, et
müstiline tume aine on praegu kosmose peamine koostisosa koos nägematu tumeda
energiaga, mis näib kiirendavat Universumi paisumist.
Tavalist ainet (prootoneid,
neutroneid, elektrone jt. tuvastatavaid liike) kokku on alla 5% Universumi kogu
“sisust”, mis tegelikult võtab kummaliselt vähe ruumi. Matemaatiliste
arvutuste järgi, lähtudes elementaarosakeste raadiustest, kogu vaadeldava,
meile teada oleva mateeria võib paigutada kuupi, mille küljed on vaid 0, 00034
valgusaastat.
Järeldub, et elame Universumis, mis ise nagu looks mateeriat ... et oleme osake kummituslikust tühjusest – nimetagem seda kvantvaakumiks.
2. Galaktikaid “seob” määratu, otsatu kosmiline võrgustik (Lühisünopsis)
Kõik mõõtmiste piirkonda kuuluvad galaktikad Kosmoses on omavahel ühendatud neid siduva, peamiselt vesinikust koosnevate gaasiniitide (ingl. gas filament) võrgustikku viimaste uuringute järgi. Võrgutaolised tuhmid kogumid on ühed suurimatest Universumis, mis ulatuvad miljonite valgusaastate kaugusele kui galaktikate nn. ehituskivid.
3. Kvantvaht (Lühisünopsis)
Teooria näitab, et vaakum on täidetud tohutu energiaga, mis on varjatud.
Paljud teoreetilised lähenemised, mis töötavad gravitatsiooni kvantteooria suunas, viitavad, et kvantvaakum peaks olema täidetud energiaga, mis on koguni 10 astmes 120 korda suurem kui vaatlused lubavad.
Klassikalise füüsika pidev ruum ja aeg muutuks juhuslikult kõikuvaks olekuks, mida kuulus füüsik Wheeler nimetas „kosmosevahuks“. Vaht eksisteeriks nn. Plancki skaalal, režiimis, kus pikkused on 10 astmes –35 meetrit, aeg 10 astmes −44 sekundit ja energiad on astmes 10 astmes 19 GeV. (Need skaalad on iseloomulikud Suure Paugu algushetkedele).
Põhjalikumalt:
P. Brax, “What makes the Universe accelerate? A review on what dark energy could be and how to test it,” Rep. Prog. Phys. 81, 016902 (2017).
“Quantum Foam” Scrubs Away Gigantic Cosmic Energy
https://physics.aps.org/articles/v12/105
4. Neuronite ja galaktilise veebi kummaline
sarnasus (Sünopsis)
http://nautil.us/issue/74/networks/the-strange-similarity-of-neuron-and-galaxy-networks-rp
(viite panen erandina algusesse)
Teadvuse ja inimese aju juhtiv uurija Christof Koch on ca saja miljardi neuroni ja saja triljoni ühendusega
inimaju nimetanud „kõige keerukamaks
objektiks teadaolevas universumis”.
Universumis on palju keerulisi objekte. Näiteks võivad galaktikad rühmituda
tohututeks struktuurideks (klastriteks, filamentideks, jt.), mis ulatuvad
sadadesse miljonitesse valgusaastasse. Piir nende struktuuride ja kosmilisteks
tühimikeks nimetatud ruumi naabruses asuvate lõikude vahel võib olla vägagi
keeruline.
Teisest aspektist aga näit.
aatomites olevad elektronid liiguvad ümber oma tuumade ühte moodi, arvestamata
galaktilisi süsteeme, või elusolendite rakke, või mida iganes, kus nad
funktsioneerivad.
Astrofüüsik ja neuroloog ühendasid
jõud, et kvantitatiivselt võrrelda galaktikavõrkude ja neuronaalsete võrkude
keerukust. Ilmnes, et mitte ainult aju ja kosmilise veebi (võrgustiku) keerukus
pole tegelikult sarnased, vaid ka sarnased on nende struktuurid. “Nii kuidas
ülal, nii ka all” (Hermes Trismegistus).
(Ajude ja galaktikate klastrite võrdlemine
nõuab andmete töötlemist, mis on saadud ühelt poolt kasutades teleskoope ja
arvulisi simulatsioone, teiselt poolt elektronmikroskoopiat, funktsionaalset
magnetresonantsi).
Kosmilise veebi ulatus on vähemalt mõnikümmend miljardit valgusaastat. See on
ca 27 suurusjärku suurem kui inimese aju. Ühes neist Kosmilise veebi
galaktikatest on inimajude kodu.
Tähelepanuväärne, et inimese aju neuronite koguarv langeb vaadeldava universumi galaktikate arvuga samasse suurusjärku.
Kosmilise veebi ehitusplokid on tähtede, gaasi ja tumeaine enda gravitatsiooni halod. (Kokku peaks galaktikate arv vaadeldavas universumis olema suurusjärgus 100 miljardit). Protsessid ülal mainitute ehitusblokkide vahel tekitavad ämblikuvõrgusarnase mustri. Tavaline ja tume aine kondenseeruvad nöörisarnasteks filamentideks; ristmikel moodustuvad galaktikate klastrid, jättes suurema osa ülejäänud kosmilisest ruumist tühjaks.
Inimese aju kortikaalne hall aine (moodustab üle 80 protsendi aju massist), sisaldab umbes 6 miljardit neuronit (19 protsenti aju neuronitest) ja ligi 9 miljardit teisi rakke, mis pole neuronid. Väikeaju sisaldab umbes 69 miljardit neuronit (80,2 protsenti aju neuronitest) ja umbes 16 miljardit rakku, mis pole neuronid.
Kosmilise veebi ja inimaju keerukate võrkude puhul täheldatud ligikaudset sarnasust võib tõlgendada kui tõestust iseorganiseeritud struktuuride tekkimise kohta.
Ajuvõrgu ühenduvuse uusima analüüsi põhjal on sõltumatutes uuringutes jõutud järeldusele, et täiskasvanud inimese aju kogu mälumaht peaks olema umbes 2,5 petabaiti, mis pole kaugel kosmilise veebi jaoks hinnatud 1-10 petabaiti vahemikust!
Analüüs on piirdunud proovidega, mis tehtud väga erinevate mõõtmistehnikatega. Uurimised jätkuvad.
(Kordan viidet http://nautil.us/issue/74/networks/the-strange-similarity-of-neuron-and-galaxy-networks-rp
5. Objektiivset reaalsust ei ole, näitab kvantkatse (Lühisünopsis)
Ajakirja Science Advances avaldatud
artiklis näidatakse, et aatomite ja osakeste mikromaailmas, mida juhivad
kvantmehaanika veidrad reeglid, on kahel erineval vaatlejal õigus oma
faktidele. St.
faktid võivad olla tegelikult subjektiivsed.
Teooria kohaselt võivad osakesed olla mitmes kohas või olekus korraga - seda nimetatakse superpositsiooniks. Kuid see on juhul, kui neid ei järgita. Kui vaatad kvantisüsteemi, valib kvantsüsteem konkreetse asukoha või oleku – purustades superpositsiooni. Fakt, et loodus nii käitub, on laboris korduvalt tõestatud – näiteks kuulsas topeltpilu katses.
On tehtud mitmeid katseid, mõtteeksperimente. Teatud eelduste kohaselt saab tõestada, et kvantmehaanika mõõtmised on vaatlejatele subjektiivsed ja kvantmehaanika alaste katsetatud mudelite puhul peame objektiivsuse idee ümber mõtlema.
Artiklis esitatud katsed viitavad sügavalt filosoofilistele probleemidele objektiivse reaalsuse põhimõttelise olemuse kohta.
Teavet erialase kirjanduse põhjal
Universumi paisumine
Edwin Hubble avastas, et Universum paisub, st. Universumis paisub aegruum kiirenevalt.
Arvatakse, et Universumi kiirenevat paisumist põhjustab tumeenergia. Millega konkreetselt tegemist on, ei teata, aga hinnanguliselt võiks tumedat energiat Universumis andmetel (avaldatud 2018 a.) olla 74%, tumedat ehk varjatud ainet 22% ja meie nähtavat tavalist ainet 4% kogu Universumist.
Tänapäevase kosmoloogia alustala – Hubble’i seadus väidab, et kõik galaktikad väljaspool Kohalikku Gruppi liiguvad meist eemale; mida kaugem galaktika, seda kiiremini meist eemaldub. Tänapäevased vaatlused näitavad, et Universum paisub kiirenevalt. Paisumiskiiruse järgi on leitud, et meie Universumi vanuseks on umbes 13,8 miljardit aastat.
Universum paisub, aga kas meie paisume koos Universumiga? Vastus on „ei”. Meie nukleone hoiavad koos tugevad tuumajõud, aatomeid ja molekule elektrostaatilised jõud, Päikesesüsteemi ning galaktikaid hoiavad koos gravitatsioonijõud, mis on oluliselt tugevamad kui paisumine. Seega ei meie, ega Päikesesüsteem, galaktikad ja isegi mitte galaktikaparved ei paisu koos Universumi paisumisega.
Albert Einsteini üldrelatiivsusteooria lõi kaasaegsetele kosmoloogilistele mudelitele matemaatilise alusraamistiku; kosmoloogiline printsiip sõnastati kosmoloogiliseks printsiibiks 1933. aastal Edward Milne poolt.
Kosmoloogilise printsiibi kohaselt on Universum homogeenne ja isotroopne, tal pole keskpunkti, piire; ta on lõpmatu. Universum on isotroopne st. erinevates suundades Universumi suuremastaabiline struktuur ei erine.