เช้าวานนี้ฉันกลับมาที่มหาวิทยาลัยมอนทรีออลเพื่อศึกษาฟิสิกส์เพิ่มเติมที่สมาคมนักฟิสิกส์แห่งแคนาดา ฉันเริ่มต้นเช้าวันใหม่ด้วยควอนตัมจักรวาลวิทยาและแรงโน้มถ่วงควอนตัมเล็กน้อย พร้อมคำใบ้ที่แตกต่างของฟิสิกส์สสารควบแน่น ผู้พูดคนแรกคือซึ่งพูดเกี่ยวกับ “เคมีของหลุมดำ” แม้ว่ามันจะดูเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์มากกว่าสำหรับฉัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เขาได้พูดถึงความคล้ายคลึงกันระหว่างสมการลึกลับ
ที่อธิบาย
อุณหพลศาสตร์ของหลุมดำและสมการอุณหพลศาสตร์ของรัฐที่อธิบายวัสดุที่คุ้นเคย เช่น ของไหลอย่างง่าย กล่าวว่าความท้าทายครั้งใหญ่คือไม่มีคำศัพท์ใดในสมการหลุมดำที่คล้ายคลึงกับค่าความดันและปริมาตรของอุณหพลศาสตร์ทั่วไป วิธีการแก้ปัญหาของเขาคือการรักษาค่าคงที่ของจักรวาลวิทยา
เป็นตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับความดันจากสุญญากาศ ถัดไปคือ ซึ่งพูดถึง “พอลิเมอร์ควอนตัม” เป็นแนวทางในการพัฒนาทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม สำหรับฉันแล้ว คำว่า พอลิเมอร์ ค่อนข้างสับสนเพราะเทคนิคนี้ดูเหมือนจะอาศัยเพียงการอนุญาตให้มีอนุภาคอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ต่อเนื่องกันจำนวนหนึ่งบนโครงตาข่าย
อนุภาคสามารถเคลื่อนที่จากไซต์หนึ่งไปยังอีกไซต์หนึ่งได้ ซึ่งอธิบายทางคณิตศาสตร์โดยใช้ตัวดำเนินการแปล นั่นฟังดูแย่มากเหมือนกับคำอธิบายของอิเล็กตรอนในของแข็ง ด้วยโครงสร้างแถบผลลัพธ์และทั้งหมด เห็นได้ชัดว่าความละเอียดของพื้นที่นี้มีความสำคัญในสูตรของแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ
คำพูดสุดท้ายของรัฐสภาคือ ซึ่งเป็นผู้พูดในฐานะผู้ชนะรางวัล สาขาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและคณิตศาสตร์ใน ปี 2555 พูดถึงวิธีการใช้โซ่คู่หมุนเพื่อถ่ายโอนข้อมูลควอนตัมภายในคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตการหมุนทั้งหมดจะถูกตั้งค่าเพื่อให้ชี้ลง และข้อมูลควอนตัมในรูปแบบของการหมุนจะถูกนำเสนอ
ที่ปลายด้านหนึ่งของห่วงโซ่ หากสปินนั้นชี้ขึ้น มันสามารถพลิกสปินของเพื่อนบ้านได้ ทำให้เกิดคลื่นของการพลิกสปินเพื่อเคลื่อนลงโซ่ไปยังปลายอีกด้านหนึ่ง ซึ่งสามารถกู้คืนข้อมูลควอนตัมได้ เป็นความคิดที่ดีและ คิดว่าน่าจะใช้ได้ถ้าคุณตั้งค่าต่างๆ ให้ถูกต้อง…แต่คุณจะสร้างมันขึ้นมาตั้งแต่แรกได้อย่างไร?
มองไปข้างหน้า
มืดมน หลักฐานของพลังงานมืดที่ขับไล่ด้วยแรงโน้มถ่วงนั้นแข็งแกร่ง แต่ยังมีช่องว่างในความรู้ของเรา ฟิสิกส์ของซูเปอร์โนวาประเภท 1a ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ สสารมืดยังคงอยู่อย่างหลวมๆ และมีคุณสมบัติที่คาดไม่ถึงบางประการในสเปกตรัม ที่เรายังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ แม้ว่าสิ่งเหล่านี้
บางส่วนดูเหมือนจะไม่เกี่ยวข้องกับการเร่งความเร็วของจักรวาล แต่สถานการณ์ทั้งหมดจะต้องสอดคล้องกันเพื่อให้น่าสนใจ ข่าวดีก็คือเราสามารถคาดหวังข้อมูลใหม่จำนวนมากได้ และโฮสต์ของการทดลองบนบอลลูนและภาคพื้นดินกำลังดำเนินการสำรวจท้องฟ้า CMB ต่อไปด้วยดาวเทียมพลังค์ที่จะตามมา
ในทศวรรษนี้ เทคนิคใหม่ๆ ยังได้รับการพัฒนาเพื่อดึงข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานมืด เช่น แผนการศึกษาวิวัฒนาการของกระจุกดาราจักรที่มีอยู่มากมาย อื่น, การศึกษาซูเปอร์โนวาจะได้รับการส่งเสริมอย่างมากหากภารกิจพลังงานมืดร่วม (JDEM) ที่เสนอโดยกระทรวงพลังงานสหรัฐและองค์การนาซ่าดำเนินการ
ต่อไป แม้ว่าการเปิดตัวจะอยู่ห่างออกไปประมาณ 10 ปี แต่กล้องโทรทรรศน์ดาวเทียมโดยเฉพาะนี้จะให้คำตอบสุดท้ายเกี่ยวกับการเร่งความเร็วของจักรวาลจากซุปเปอร์โนวา ยังให้คำมั่นว่าจะสำรวจด้วยเลนส์ที่อ่อนแออย่างกว้างขวางซึ่งจะทำให้เกิดเส้นทางใหม่ในการทำความเข้าใจธรรมชาติ
ของพลังงานมืดผ่านอิทธิพลที่มีต่อโครงสร้างและวิวัฒนาการของจักรวาล โดยธรรมชาติแล้ว การแข่งขันที่ดีกับผู้สังเกตการณ์ภาคพื้นดินจะทำให้ช่วงหลายปีที่ผ่านมาน่าตื่นเต้น จุดประสงค์ของกิจกรรมทั้งหมดนี้แน่นอนว่าเพื่อตอบคำถาม พลังงานมืดคืออะไร? ถ้าwมีค่าประมาณ -1 ค่าคงตัวของจักรวาล
อาจเป็นคำตอบ ถ้าwมากกว่า -1 คำตอบที่ถูกต้องอาจเป็นแก่นสาร และเราไม่สามารถแยกความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงแบบใหม่ที่แม้แต่ไอน์สไตน์ก็คาดไม่ถึง ในขณะที่ทฤษฎีส่วนใหญ่ที่เชื่อมโยงความโน้มถ่วงกับควอนตัมฟิสิกส์ทำนายพฤติกรรมใหม่บนสเกลความยาวระดับจุลภาคหรือในช่วงแรกๆ
ของเอกภพ
แต่น้อยคนนักที่จะคาดการณ์ถึงผลกระทบใหม่ๆ ในระดับความยาวที่ใหญ่ที่สุดในยุคปัจจุบัน แล้วถ้าwน้อยกว่า -1 ล่ะ? ไม่ว่าคำตอบจะเป็นอย่างไร บางสิ่งลึกลับกำลังทำงานในจักรวาล ข้อมูลเพิ่มเติมมุ่งเน้นไปที่ซูเปอร์โนวาเราจะแน่ใจได้อย่างไรว่าฟลักซ์ของแสงจากซุปเปอร์โนวานั้นเจือจาง
และจางลงจริงๆ เนื่องจากการเดินทางในระยะทางที่ไกลขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการขยายตัวอย่างรวดเร็วของเอกภพ บางทีซุปเปอร์โนวาอาจอยู่ใกล้กว่าที่เราสงสัยและผลกระทบอื่นๆ กำลังทำงานอยู่ ผลกระทบมหาศาลของการเร่งความเร็วของจักรวาลได้นำมาซึ่งการพิจารณาอย่างถี่ถ้วนต่อฟิสิกส์ดาราศาสตร์
ของซูเปอร์โนวาประเภท 1a ควรเน้นว่าซูเปอร์โนวาประเภท 1a ไม่ใช่เทียนมาตรฐาน อย่างไรก็ตาม ความส่องสว่างสามารถสร้างมาตรฐานได้: การสังเกตการณ์ซูเปอร์โนวาในบริเวณใกล้เคียงอย่างละเอียดในระยะทางที่ทราบได้เผยให้เห็นรูปแบบที่สามารถใช้เพื่อปรับเทียบความส่องสว่างโดยใช้เส้นโค้ง
และสเปกตรัมของแสง แต่เป็นไปได้ว่าเทคนิคนี้อาจใช้ไม่ได้กับซูเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลออกไป ซึ่งก่อตัวขึ้นก่อนหน้านี้มากในประวัติศาสตร์ของเอกภพ ตัวอย่างเช่น สภาพแวดล้อมก่อตัวดาวฤกษ์คาดว่าจะมีวิวัฒนาการเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากการเกิดและการตายของดาวฤกษ์ทำให้สถานรับเลี้ยงเด็ก
เป็นมลพิษด้วยโลหะ การเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมเหล่านี้สามารถแปลเป็นการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของดาวแคระขาวและการระเบิดของซุปเปอร์โนวาได้หรือไม่? ซุปเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลจางลงเพียงเพราะจางลงหรือไม่? อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ไม่พบความเชื่อมโยงดังกล่าว
