MAAILMA FYSIIKAN MUKAAN

Esitys aiheesta: "MAAILMA FYSIIKAN MUKAAN"— Esityksen transkriptio:

1 MAAILMA FYSIIKAN MUKAAN
Mitä on aine? (kvanttifysiikka) Mitä on liike? (suhteellisuusteoria) Millainen universumi on? (kosmologia) Mitä on elämä? (molekyylibiologia) Mitä on tietoisuus? (neurotieteet?) ”ratkaistu” ? Ensimmäistä kertaa historiassa on mahdollista muodostaa kattava ja yhtenäinen maailmanselitys Vastaus on mahdollinen

2 IHMINEN VS. FYSIIKKA KARKEISTUS
emergenssi – kuvauksen laadulliset ominaisuudet riippuvat tarkastelun resoluutiosta KARKEISTUS vrt. kvanttifysiikka klassinen fysiikka

3

4

5 Miksi emme näe atomeita?
arkkitehtuuri ATOMIT näkevät atomeita MOLEKYYLIT näkevät molekyylejä karkeistus BIOLOGISET RAKENTEET näkevät biolo- sia rakenteita ELÄMÄ: TEHDAS TÄYNNÄ NANOROBOTTEJA

6

7 MIKSI ASIAT OVAT KUTEN OVAT?
vaikka tietoisuuskin ”selitettäisiin”, jäljelle jää kuitenkin kysymys … MIKSI ASIAT OVAT KUTEN OVAT? fysiikka vastaa kysymykseen MITEN? entä kysymys MIKSI?

8 ONKO MAAILMANKAIKKEUS TEHTY IHMISTÄ VARTEN?
maailmankaikkeus, jossa esiintyy elämää, voi olla vain tietynlainen (heikko antrooppinen periaate) … “valintavinouma”; vrt. kalat, vesi maailmankaikkeus on epätodennäköinen ja ihmiselle tehty (vahva antrooppinen periaate) … “perusparametrit on hienosäädetty”

9 ESIMERKKI: NEWTON Jupiter jarruttelee, Saturnus kiihdyttää  Jumalan täytyy ajoittain puuttua aurinkokunnan kellokoneistoon Laplace 1786: planeetat kohtaavat joka 59. vuosi, nykivät ja työntävät toisiaan, roolit vaihtuvat joka 900. vuosi “Ennen näiden kahden planeetan epäsäännöllisyydet näyt- tivät universaalin gravitaatiolain perusteella selittämättö- miltä - nyt ne muodostavat yhden sen merkittävimmistä todisteista.”

10 ESIMERKKI: HOYLE Elämälle tärkeä hiili syntyy tähdissä - mutta miten?
He + He  Be He + Be  C Beryllium epästabiili  reaktion oltava nopea ja hiiltä synnyttävä joka törmäyksessä Hoyle: hiilellä oltava energiataso, joka on juuri heliumin ja berylliumin yhteenlaskettujen energioiden yläpuolella löytyi

11 Esimerkki: neutronin massa
mn = MeV mp = MeV protonin ja neutronin massat lähes yhtä suuret: beta-hajominen n  pe ei mahdollinen jos mn vain 0.08% pienempi Varhainen maailmankaikkeus  ei protoneita (pe  n)  ei tähtiä, planeettoja, ihmisiä HIENOSÄÄTÖ?

12 A no carbon no stars no television no planets B the range of physical parameters, for which life (as we know it) is possible, is in general restricted

13 miten asiat voisivat olla toisin?
miten parametri A voi vaihdella? mikä on A:n mahdollinen vaihteluväli? A mikä on todennäköisyys että A:lla on tietty arvo?

14 WHAT ARE THE INDEPENDENT (RANDOM) VARIABLES?
A and B depend on each other A physical parameters - restricted in range - may be correlated dynamics B

15 example: mass energy of the universe
 = 1 (± 0.02)  long-lived dense universe but: if 0.1 <  < 2 today, at the Big Bang  = 1 ±  incredible fine tuning inflation: decaying dark energy   = 1 dynamically : mass energy in units of the so-called critical mass energy Einstein’s equations

16 Esimerkki: neutronin massa
mp-mn ~ md-mu mn = MeV mp = MeV udd uud 0.08% muutos neutronin massassa vastaa lähes 50% muutosta kvarkkien massoissa kvarkki ”hienosäätely” saattaa vain ilmaista tietämättömyyttämme

17 KAIKEN TEORIA Kandidaatti: säieteoriat vain kolme parametria (M, h, c)
= teoria joka yhdistää kvanttifysiikan ja yleisen suhteellisuusteorian Kandidaatti: säieteoriat vain kolme parametria (M, h, c)  kaikki muu korreloitua Esim. neutronin massa ja universumin massa riippuvat toisistaan yksiköt

18 STRING THEORIES mathematical consistency D=1+9 e.g. electron, quark
only 1 parameter = string tension  Planck mass Planck length time, space, particle = vibration mode of the string

19 Pre-Big Bang- malli avaruuden käyristyminen BIG BANG aika laajeneva
9 ulottuvuutta 3 isoa ulottuvuutta, 6 käpertynyt kasaan aika laajeneva universumi romahtava universumi ”mitä oli ennen alkuräjähdystä”

20 näinkö se tapahtui? tuskin … mutta maailmanalkukin voi olla rationaalisen, empiirisen tutkimuksen kohteena … … kuten myös tietoisuus … … kenties myös kysymys MIKSI