Отбросьте невозможное — и то, что останется, каким бы невероятным оно ни казалось, должно быть истиной
"Знак четырех", Артур Конан Дойл

В начале XX века были созданы две самые смелые и передовые на данный момент теории физики - теория относительности и квантовая механика. Их создатели подобно Шерлоку Холмсу с помощью строгого логического рассуждения отсекали невозможные и противоречивые теории, и поверили в то, что оставшийся вариант, каким бы невероятным он не казался, должен быть истинным. Они поверили в него, даже несмотря на то, что согласно этому последнему варианту время для разных наблюдателей может течь по-разному, а на фундаментальном уровне реальности не существует никакой определенности.

В этой серии постов я хочу рассказать о двух смелых выводах, к которым можно придти, опираясь лишь на непосредственный опыт и строгие логические рассуждения. Корни этих рассуждений уходят в глубокую древность - к истокам древнегреческой и древнеиндийской философии. Несмотря на всю кажущуюся невероятность этих выводов, в их истинности уверены многие знаменитые математики, физики, нейробиологи и философы.

Чем ярче разгораются костры знания, тем больше тьмы открывается нашим изумлённым глазам
Теренс Маккена

Этот пост - продолжение первой части, повествующей про панкомпьютационализм. Посты слабо связаны между собой логически, однако я сильно рекомендую ознакомиться с первой частью прежде, чем приступать ко второй. В этой части я хочу затронуть тему сознания и всеобщей одушевленности Вселенной.

Есть вероятность, что мы неправильно понимаем чёрные дыры.

Физики долгое время считали, что чёрные дыры — это просто: массивные гравитационные объекты, огромные количества материи и пространства-времени, сколлапсировавшие в своего рода тюрьму, из которой невозможно сбежать.

Но чем больше мы их изучаем, тем больше чёрные дыры отказываются сотрудничать с этой картиной, родившейся из общей теории относительности Альберта Эйнштейна — масштабной модели, объясняющей работу гравитации на вселенских масштабах. Мы не до конца понимаем, что происходит в центрах и на границах чёрных дыр. Чёрные дыры могут быть даже не совсем чёрными, поскольку они могут испускать небольшое количество излучения. И, пожалуй, самое неприятное то, что они не очень хорошо согласовываются с нашими представлениями о том, как энергия и материя могут работать в крошечных квантовых масштабах, по мере того, как эти представления становятся всё более понятными и определёнными.

Физика — прекрасная основа для понимания нашей Вселенной, но в ней есть несколько заметных пробелов. Одним из них является эволюция. До сих пор непонятно, из каких процессов возникает жизнь, и каким законам это явление подчиняется. Биология, если подумать, должна соответствовать физическим теориям. То есть, входить в физику. Но пока что мы изучаем две эти науки отдельно друг от друга. Никто не понимает, как «подвязать» физику к эволюции, появлению различных характерных особенностей живых существ и сообществ. Мы даже не можем в точности определить, на каком этапе начинается жизнь, а в каком случае объект просто является самореплицирующейся химической структурой. Какого-то одного объективного показателя нет.

Точнее, не было до этого года. Одна из самых больших теорий, соединяющих физику и биологию, была в этом году сформулирована международной группой ученых во главе с физиком-теоретиком Сарой Уокер из Университета штата Аризона и химиком Ли Кронином из Университета Глазго.

Они назвали свою новую теорию «Теорией сборки» и заявляют, что она может помочь в поиске жизни в других мирах. В начале октября их работа была опубликована в журнале Nature.

Современное представление о чёрной дыре появилось в феврале 1916 года, через три месяца после того, как Альберт Эйнштейн представил свою теорию гравитации. Именно тогда физик Карл Шварцшильд, сражавшийся в рядах немецкой армии во время Первой мировой войны, опубликовал работу с поразительными выводами: если достаточно большая масса будет заключена в идеально сферическую область (ограниченную «радиусом Шварцшильда»), то ничто не может убежать от гравитационного притяжения такого объекта, даже сам свет. В центре этой сферы находится сингулярность, где плотность приближается к бесконечности и известная нам физика слетает с катушек.

За более чем 100 лет физики и математики изучили свойства этих загадочных объектов с точки зрения теории и экспериментов. Поэтому может показаться удивительным услышать, что «если взять область пространства с кучей материи, распределённой в ней, и спросить физика, сколлапсирует ли эта область, образовав чёрную дыру, то он ответит, что у нас пока нет инструментов для ответа на этот вопрос», — говорит Маркус Хури, математик из Университета Стоуни Брук.

Стандартная модель (СМ) – теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное ядерное взаимодействие, все элементарные частицы.

Физика последних 2-3 веков представляла собой совокупность разделов (частных теорий), содержащих в каждом множество описаний явлений, законов, математических соотношений, связывающих порой непростые переменные и множество разнообразных понятий, …. Одних элементарных частиц насчитывалось более 60, что затрудняло общение и работу самих ученых.

Стремление как-то все это упорядочить, описать устройство, свойства и законы Вселенной, привести в состояние доступное для понимания и усвоения учащимися и даже простыми людьми (обывателями), сформировать у них достаточно ясную и понятную картину окружающего нас материального мира (мировоззрения), привело к необходимости выявить первооснову, установить стержневое, объединяющее все выявленные и установленные данные, направление дальнейшего развития самой физики.

Другими словами, потребовалось создать одну общую теорию, объединяющую и согласующую все существующие частные теории. Упрощая подход, будем считать, что единая теория не более чем модель Вселенной или некоторой ее части, а также набор правил, которые помогают соотнести практические наблюдения и положения теории.

Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы.  Масштабность темы требует ввести разумные ограничения на излагаемый материал после краткого панорамного её рассмотрения.

Одним из наиболее глубоких открытий в физике стало самое известное уравнение Эйнштейна: E = mc². Проще говоря, оно гласит, что энергия равна массе объекта, умноженной на квадрат скорости света. Это простое на первый взгляд математическое соотношение таит в себе огромное количество физических смыслов, в том числе:

при наличии определённого количества энергии можно спонтанно создавать новые пары частиц материи-антиматерии, если их масса покоя меньше, чем количество энергии, необходимое для их создания,

если пара частиц материя-антиматерия аннигилирует, то при этом выделяется определённое количество энергии, определяемое массами аннигилировавшей пары частиц,

каждый раз, когда происходит ядерная реакция, будь то синтез или деление, если масса продуктов реакции меньше массы частиц, в ней участвовавших, E = mc² говорит о том, сколько энергии будет высвобождено в этой реакции.

Это уравнение, E = mc², описывает, сколько энергии присуще любой массивной частице, находящейся в состоянии покоя, включая то, сколько энергии требуется для её создания и сколько энергии выделяется при её разрушении.

Но что если частица не находится в состоянии покоя или если она вообще не имеет массы? В этих случаях E = mc² — это только половина значимого уравнения. Вторая половина гораздо интереснее и необходима для того, чтобы понять физический смысл происходящего.