ataxbrasGURU
46piorunów10 największych problemów i paradoksów fizyki
https://www.youtube.com/watch?v=MVu_hRX8A5w
Sabina, #niemraodfizy, opublikowała swój autorski wybór problemów i paradoksów fizyki, które uważa za najbardziej fascynujące. Wybór arbitralny i dyskusyjny, ale na sobotę jak znalazł.
Podsumowanie po polsku (AI):
_10. Mózgi Boltzmanna_
Według obecnych teorii kosmologicznych, za około 10^100 lat materia we wszechświecie będzie bardzo rozrzedzona i skupi się jedynie przypadkowo, podobnie jak atomy poruszające się w gazie. Teorie te przewidują również, że wszechświat będzie trwał wiecznie, a wieczność to naprawdę długi czas. W tym okresie może się zdarzyć, że kilka atomów przypadkowo połączy się w cząsteczkę. Jest to mało prawdopodobne, ale jeśli poczekamy wystarczająco długo, na pewno się to stanie. Czekając jeszcze dłużej, przypadkowo powstanie komórka, a po jeszcze dłuższym czasie - cały mózg. W rzeczywistości, dokładnie taki sam mózg jak nasz pojawi się gdzieś na końcu wszechświata, i to nie tylko raz, ale nieskończenie wiele razy przez przypadek. Znaczenie tego zjawiska pozostaje zagadką.
_9. Dlaczego liczby rzeczywiste?_
Zgodnie z najlepszymi współczesnymi teoriami fizyków, natura w swojej istocie opiera się całkowicie na mechanice kwantowej. Mechanika kwantowa bazuje na liczbach zespolonych, które zawierają część rzeczywistą i urojoną, wymagając użycia pierwiastka z minus jeden. Jednak z jakiegoś powodu wszystko, co możemy zaobserwować, zawsze wyrażane jest w liczbach rzeczywistych. To wydaje się niezwykle dziwne. Dlaczego obserwowalny świat opiera się tylko na liczbach rzeczywistych? To tak, jakby fizyka kwantowa ukrywała przed nami jakąś część fizyki. Czy istnieje głębszy powód takiego stanu rzeczy, czy może oznacza to, że istnieje część rzeczywistości, której jeszcze nie nauczyliśmy się obserwować?
_8. Paradoks utraty informacji w czarnych dziurach_
W fizyce kwantowej informacja nie może zostać zniszczona. Jednak czarne dziury wydają się ją niszczyć. Jeśli coś wpada do czarnej dziury, znika na zawsze. Jedyną rzeczą, która wydostaje się z czarnej dziury, jest promieniowanie Hawkinga, które jest całkowicie przypadkowe i nie zawiera żadnej informacji poza swoją temperaturą. Co się więc dzieje? Albo fizyka kwantowa jest błędna, albo nasze rozumienie czarnych dziur jest nieprawidłowe.
_7. Grawitacja kwantowa_
Jedną z najsłynniejszych konsekwencji fizyki kwantowej jest to, że cząstki mogą znajdować się w dwóch miejscach jednocześnie. Ale co dzieje się z ich polem grawitacyjnym? Można by sądzić, że jeśli cząstka jest w dwóch miejscach, to jej pole grawitacyjne powinno zachowywać się podobnie. Jednak w teorii Einsteina nie może to nastąpić - teoria ta po prostu na to nie pozwala. Zatem albo grawitacja nie ma właściwości kwantowych, albo pole grawitacyjne cząstek znajdujących się w dwóch miejscach nie porusza się razem z cząstkami. Które z tych założeń jest prawdziwe?
_6. Paradoks Fermiego_
Gdzie są wszyscy kosmici? Dlaczego o nich nie słyszeliśmy? Jednym z najbardziej zdumiewających odkryć ostatnich dekad w fizyce było to, że systemy planetarne są znacznie bardziej powszechne, niż ktokolwiek sądził. Jednocześnie biochemicy odkryli również wiele sposobów łączenia cząsteczek w cykle autokatylityczne - zasadniczo samowystarczalne cykle, które mogą skutkować systemami zdolnymi do reprodukcji. To w zasadzie elementy składowe życia. Dlaczego więc nie słyszeliśmy o kosmitach? Czy jesteśmy zbyt niezauważalni, ponieważ wszechświat jest pełen życia? Czy oni się ukrywają i nas obserwują, czy może czekają, aż rozwiniemy odpowiednią technologię i nawiążemy z nimi kontakt jako pierwsi?
_5. Złożoność i emergencja_
Problem ten jest ściśle związany z poprzednim. Wydaje się, że złożoność wszechświata rośnie - powstają nowe struktury, struktury reprodukujące się, życie, a nawet reakcje na filmiki na YouTube. Ale czym dokładnie jest złożoność i dlaczego prawa natury ją powodują? Złożoność jest ściśle związana z emergencją - pojawianiem się nowych cech i funkcji. Jednak w obu przypadkach nie mamy dobrej formalnej definicji ani pojęcia, dlaczego wszechświat miałby być taki, jaki jest. Autorka wierzy, że rozwiązanie tego problemu fizycznego jest warunkiem koniecznym do zrozumienia świadomości.
_4. Paradoks dziadka_
Teorie Einsteina dotyczące przestrzeni i czasu dopuszczają podróże w czasie, na przykład przez tunele czasoprzestrzenne prowadzące wstecz w czasie. Jest to przynajmniej matematycznie możliwe. Ale gdyby takie podróże w czasie były fizycznie możliwe, otworzyłyby drzwi do paradoksów, takich jak słynny paradoks dziadka. Co by się stało, gdybyś wrócił w czasie i przypadkowo zabił swojego dziadka, przez co nigdy się nie urodzisz i nie możesz wrócić w czasie? Co dokładnie temu zapobiega? Dlaczego podróże w czasie nie są możliwe, czy może jednak są, a my po prostu nie odkryliśmy jeszcze, jak to działa?
_3. Strzałka czasu_
Fundamentalne prawa natury odkryte dotąd przez fizyków działają tak samo w przód w czasie, jak i wstecz. Jednak w naszym codziennym życiu przód i tył w czasie można wyraźnie rozróżnić. Fizycy zwykle tłumaczą to tym, że z jakiegoś powodu nasz wszechświat zaczął w stanie bardzo niskiej entropii i od tego czasu entropia po prostu rośnie. Jednak Hossenfelder uważa, że to wyjaśnienie nie działa, ponieważ sama entropia nie jest jasno zdefiniowana - zawsze zależy od arbitralnych wyborów. Fundamentalnie entropia wszechświata wynosiła zero na początku i nadal wynosi zero dzisiaj. Oznacza to, że wzrost entropii to tylko inna nazwa, którą nadaliśmy tej samej obserwacji - mianowicie temu, że czas ma kierunek.
_2. Kot Schrödingera_
Myślowy eksperyment Erwina Schrödingera o martwym i żywym kocie ilustruje absurdalną konsekwencję fizyki kwantowej - jej efekty nie pozostają ograniczone do skal mikroskopowych, ale nieuchronnie przelewają się na zakres makroskopowy, który możemy obserwować na co dzień. W eksperymencie Schrödingera atom jednocześnie rozpada się i nie rozpada, jednocześnie uwalnia truciznę i nie uwalnia, jednocześnie zabija kota i nie zabija. Nie obserwujemy tego w rzeczywistości. Ale dlaczego nie? Wyraźnie zachowanie kwantowe w pewnym momencie znika. Ale co sprawia, że znika? Czy to rozmiar obiektu, jego masa, czy jak sugeruje Penrose - grawitacyjna energia własna, czy może coś zupełnie innego?
_1. Paradoks transportera_
To pytanie o to, czy Kirk (ze Star Treka) umiera, gdy przechodzi przez transporter. Hossenfelder uważa, że to naprawdę jest pytanie fizyczne. Zgodnie z fizyką, gdybyś znał pozycje wszystkich atomów w ciele Kirka i ich ruch, mógłbyś zeskanować te informacje, rozmontować Kirka na atomy, przesłać je gdzie indziej i z powrotem je złożyć - przynajmniej w teorii. A ponieważ wszystkie atomy są takie same, po co wysyłać atomy? Można wysłać tylko informację i złożyć Kirka z innych atomów. Ale czy to wtedy ten sam Kirk, czy zabiłeś Kirka i teraz masz kopię? Fizyka kwantowa mówi, że nie można zrobić dokładnej kopii żadnego stanu bez zniszczenia oryginału. Ale to tak naprawdę nie odpowiada na pytanie o to, co dzieje się z Kirkiem wewnętrznie - jakie są jego doświadczenia? Czy umiera, czy nie? Autorka myśli nad tym od 30 lat.

Problem 10 i 1 to są dosłownie memy. Szczególnie musk Bolcmana, no prośba. Każdy inteligentny człowiek wie, że z komórek zrobi się c⁎⁎j. Kosmiczny. Wiec na jakiekolwiek mózgi braknie po prostu materii, szkoda.
Skąd to wiem? Nie siedzę w arbitralnych modelach, siedzę w rzeczywistości. I jak ktoś próbuje np przelać sztukę na jakiś losowy kawałek muru to widzę, co się tam zwykle pojawia. To nie są mózgi.
Co do tych modeli...
_8. Paradoks utraty informacji w czarnych dziurach_
W fizyce kwantowej informacja nie może zostać zniszczona. Jednak czarne dziury wydają się ją niszczyć. Jeśli coś wpada do czarnej dziury, znika na zawsze. Jedyną rzeczą, która wydostaje się z czarnej dziury, jest promieniowanie Hawkinga, które jest całkowicie przypadkowe i nie zawiera żadnej informacji poza swoją temperaturą. Co się więc dzieje? Albo fizyka kwantowa jest błędna, albo nasze rozumienie czarnych dziur jest nieprawidłowe.
Co to za założenie? Wzięli je z teorii kwantowej, która aktualnie się nie klei z resztą?
Skąd mogą wiedzieć, że zniszczyło to ten koncept zwany informacją, jak nie mogą w żaden sposób zaglądnąć do środka?
Tak samo, skąd mogą wiedzieć, że te "wyparowywanie" na poziomie cząstek wirtualnych jest przypadkowe? Wymyślili sobie arbitralne założenia i robią problemy. To, że z naszej perspektywy ciąg przyczynowo-skutkowy jest w pewnym momencie nie do zaobserwowania wg obecnej wiedzy, nawet bardzo bardzo teoretycznie, bo poleci za horyzont zdarzeń, to nie znaczy, że przestaje istnieć, wtf.
@TRPEnjoyer Nic nie poradzisz, mózgi Bolzmanna i tak się pojawią, o ile obecne zrozumienie ewolucji Wszechświata jest poprawne. I Twoje zdroworozsądkowe rozumienie tego nic nie zmieni. Co więcej, jakiś mózg Bolzmanna będzie miał te same myśli, co Ty teraz. Nieskończoną ilość razy.
To wynika tylko z tego, że w nieskończonie trwającym Wszechświecie, gładkim w sensie rozkładu materii i energii (w studni potencjału), zdarzy się wszystko, nieskończoną ilość razy. Chyba, że nasza próżnia nie jest doskonała (a chyba nie jest). Wtenczas może wróci ona do stanu doskonałego i będzie tylko bezwymiarowa pustka.
Co do paradoksu informacyjnego, to tak, wziął się on z mechaniki kwantowej. Wszelkie zdarzenia w mechanice kwantowej są dwustronne - to znaczy, działają niezależnie od strzałki czasu. To zaś wynika z operatora unitarnego, którym posługujemy się w opisie zjawisk kwantowych (i on działa - opisuje je prawidłowo i zgodnie z obserwacją). Ten operator wymaga zachowania informacji w izolowanym układzie kwantowym - bez tego nie działa. To tak w skrócie. Więc jest solidna (poparta empirią) baza obliczeniowa wymagająca zachowania informacji. A czarna dziura, tak jak ją teraz rozumiemy, przerywa ten łańcuch przekształceń i wymazuje informację. To sprzeczne z tym, co wiemy o mechanice kwantowej (znowu - nie "mamy wyliczone", ale "obserwujemy"). Nawet wziąwszy pod uwagę promieniowanie Hawkinga (o którym nie wiemy, czy jest), paradoks dalej istnieje (bo to promieniowanie nie niesie informacji o przeszłych losach układu). Więc, albo nasze modele czarnych dziur są wadliwe, albo nie uwzględniają jeszcze jakiś zjawisk (jak teoria holograficzna), albo nasze rozumienie mechaniki kwantowej jest do dupy (ale działa, więc pewnie nie jest).
Z tym poleceniem za horyzont zdarzeń to jeszcze pół biedy. Bo ciąg przyczynowo-skutkowy dalej może tam działać (chyba, że coś dziwnego dzieje się w osobliwości). Ale już nie będzie dwustronny. Problemem jest rozerwanie lokalnego stanu kwantowego na część niewiadomą i wiadomą - nic już nam wtedy nie działa. Wbrew pozorom, w tym nie ma wielu założeń, większość to wnioskowanie z tego co już wiemy i obserwujemy.
Ale wiem też, że naukowcy to debile :grinning:
Mam nadzieję, że pomogłem.
Nic nie poradzisz, mózgi Bolzmanna i tak się pojawią, o ile obecne zrozumienie ewolucji Wszechświata jest poprawne. I Twoje zdroworozsądkowe rozumienie tego nic nie zmieni. Co więcej, jakiś mózg Bolzmanna będzie miał te same myśli, co Ty teraz. Nieskończoną ilość razy.
@ataxbras Nieprawda. Za każdym razem będzie powstawać kutas. Nieskończenie wiele, nieskończoną ilość razy. Jak wiesz nieskończoność nieskończoności nie równa, więc jak pisałem moja wizja przesaturuje wszystkie możliwe kombinacje i nie będzie mózgów, będzie tzw kosmiczna chujnia.
Skąd to wiem? Bredzę. Ale nadal bredzę mniej niż ci od tego "eksperymentu myślowego", czy jak to nazwać.
A czarna dziura, tak jak ją teraz rozumiemy, przerywa ten łańcuch przekształceń i wymazuje informację.
Skąd to niby wiemy? Nie jestem pewny, czy po prostu nie mam jakiejś bardzo trudnej, niszowej wiedzy, czy sobie coś wymyślili i tyle, tak jak wymyślono nieskończoną gęstość środka czy że czarne dziury są wieczne. Okazało się, że to drugie na pewno nie zgadli, Hawking rozpisał teorie i podobno już potwierdzili obserwowalnie
https://news.mit.edu/2021/hawkings-black-hole-theorem-confirm-0701
>
> paradoks dalej istnieje (bo to promieniowanie nie niesie informacji o przeszłych losach układu)
Znowu: nie niesie tej (super teoretycznie) obserwowalnej informacji, bo horyzont zdarzeń? Czy problem jest, że "mieli za drobno" i wg obecnej wiedzy nie do odzyskania, bo poziom cząstek wirtualnych to już za dużo? Nie wiem skąd doszli do wniosku, że informacja jest fizycznie niszczona.
Z tym poleceniem za horyzont zdarzeń to jeszcze pół biedy. Bo ciąg przyczynowo-skutkowy dalej może tam działać (chyba, że coś dziwnego dzieje się w osobliwości). Ale już nie będzie dwustronny. Problemem jest rozerwanie lokalnego stanu kwantowego na część niewiadomą i wiadomą - nic już nam wtedy nie działa. Wbrew pozorom, w tym nie ma wielu założeń, większość to wnioskowanie z tego co już wiemy i obserwujemy.
No ja nie widzę powodu, dla którego miało by to przestać działać. I nikt mądrzejszy w tych tematach reszty nie przekonał. I nie widzę problemu, że informacja robi się niedostępna/niewiadoma.
>
> Ale wiem też, że naukowcy to debile :grinning:
Szczerze? Liznąłem temat, ale z bezpiecznej odległości, i mam wrażenie, że na jednego Feynmana przypada minimum kilku typków, którym dużo bliżej do tego schizo-autysty https://en.wikipedia.org/wiki/Kurt_G%C3%B6del który w swoim "geniuszu" wolał umrzeć z głodu niż przezwyciężyć fobię, albo samemu zacząć gotować. Gratulacje.
Physicists observationally confirm Hawking’s black hole theorem for the first timePhysicists at MIT and elsewhere have used gravitational waves to observationally confirm Hawking’s black hole theorem for the first time.MIT News | Massachusetts Institute of Technology@TRPEnjoyer
> Skąd to wiem? Bredzę. Ale nadal bredzę mniej niż ci od tego "eksperymentu myślowego", czy jak to nazwać.
I bredzić będą wszystkie kopie Ciebie nieskończoną ilość razy. Ten eksperyment myślowy jest całkiem na poważnie. Bo albo Wszechświat będzie trwał wiecznie w stanie statycznym, albo się skończy w jakiś sposób. W tym pierwszym przypadku to nie będzie już eksperyment myślowy, ale rzeczywistość. I kutasy też tam będą.
> (...) czarne dziury są wieczne.
Nie są, w każdym razie nie w świetle tego, co na ten moment możemy o nich powiedzieć. I ten eksperyment nie jest sprzeczny z "odparowaniem" czarnych dziur drogą promieniowania Hawkinga.
W pewnym sensie ta wiedza jest niszowa, bo trzeba na jej przyswojenie poświęcić kawałek czasu. A większość nigdy tego nie zrobi. Niemniej - polecam.
> No ja nie widzę powodu, dla którego miało by to przestać działać. I nikt mądrzejszy w tych tematach reszty nie przekonał. I nie widzę problemu, że informacja robi się niedostępna/niewiadoma.
Bardzo mi z tego powodu wszystko jedno.
> Szczerze? Liznąłem temat, ale z bezpiecznej odległości, i mam wrażenie, że na jednego Feynmana przypada minimum kilku typków, którym dużo bliżej do tego schizo-autysty https://en.wikipedia.org/wiki/Kurt_G%C3%B6del który w swoim "geniuszu" wolał umrzeć z głodu niż przezwyciężyć fobię, albo samemu zacząć gotować. Gratulacje.
Liźnij tak, żeby poczuć smak. Przez szybę to nie to samo.
A co do Gödela - gość miał problemy psychiczne. Ale tylko człek zdrowo pierdolnięty mógłby się bawić w enumerację - https://en.wikipedia.org/wiki/Gödel_numbering. I tacy schizo-autyści są potrzebni, bo bez nich bylibyśmy sporo lat do tyłu, jeśli chodzi o rozwój technologiczny. A Feynman miał farta, że umiejętności związane ze zrozumieniem i analizowaniem rzeczy na wysokim poziomie abstrakcji nie okupił niestabilnością psychiczną. Bo to często idzie w parze.
Kurt_G%C3%B6delWikipedia



