Lisa Randall fortæller mig, at hun måske har en anelse om det næste store mysterium inden for kosmologi.
Relateret indhold
- Åbning af fremmede portaler i fysik
Vi spiser frokost på en restaurant på Charles Hotel, ikke langt fra Harvard, hvor hun underviser i teoretisk fysik med specialiteter i partikelfysik, strengteori, matematik, astrofysik og kosmologi. Randall, en slank kvinde, nu 50, minder en om en yngre Joan Didion - lysår med bevidsthed bag hendes øjne.
Hun er en stjerneprofessor i stjernerne, en kosmologisk berømthed, og kun delvist fordi hun er den første kvindelige teoretiske fysiker, der var ansat i Harvard. Det var virkelig hendes formodning i slutningen af 90'erne om strengteoriens “ekstra dimensioner”, der fik hende fremtrædende på området. Hun fik mere opmærksomhed for sin forklaring af Higgs boson-søgen, og for sine efterfølgende skrifter, der forsøgte at forklare resten af os, hvad hun gør, og hvor spændende det er at gøre det, senest bankede på himmelens dør .
Og nu tror hun, at hun og hendes Harvard-fysikkolleger har fundet noget nyt. Det, hun er begejstret for, er ”mørk stof”, som sammen med ”mørk energi” udgør det store flertal af det kendte univers. Det nuværende skøn er, at 70 procent af universet er mørk energi og 26 procent mørkt stof. Hvilket udgør 96 procent. Det betyder, at det, vi ser og ved, tilføjer til en ulykkelig 4 procent.
Fire procent! De usynlige 96 procent holder tilsyneladende universet i gravitationsbalance, hvilket forhindrer det i at kollapse på sig selv eller sprede sig i virtuel intethed. Men vi ved næsten intet andet om det. Problemet har været, at de mørke ting ikke ser ud til at interagere med de 4 procent, vi kender på en sådan måde, at det giver os en anelse om dens natur.
Men Randall mener, at hun måske har fundet en anelse. Dagen før vi mødte holdt hun faktisk en foredrag på en American Association for the Advancement of Science-konference i Boston, hvor hun meddelte, at hun måske har fundet bevis for samspillet mellem mørk stof og vores sag. En potentielt sensationel udvikling for kosmologer, der netop er begyndt ud i det ukaartede vidtræk af det mørke stofunivers.
Det startede, fortæller hun, fordi "der var et signal, som jeg ville forstå."
”Et signal fra det ydre rum?” Spurgte jeg hende.
”Et signal fra en satellit, der kunne se ind i midten af en galakse.” Langt, langt væk, nær hjertet af Mælkevejen, kunne to uendeligt små mørke stofpartikler have kollideret og ”udslettet” hinanden. Men i stedet for ikke at efterlade spor, rejste signaler om udslettelse over den enorme plads, der skal opdages af den Jorden-kredsende Fermi-satellit. Hvis disse signaler er valideret, siger Randall, kan de være et bevis på interaktioner mellem mørkt stof - måske de første læsbare fingeraftryk af mørkt stof, der er hentet i vores ydmyge verden på 4 procent.
”Jeg ved godt, at signalet kan være falskt, ” siger hun, men hvad der er vigtigt ”er processen med at prøve at lave en model, der forudsiger det. Jeg overvejede en model, hvor der var interaktioner for den mørke stof og derefter indså, at dette faktisk er et helt andet scenarie, der er interessant i sig selv, og faktisk fungerer bedre og kunne føre til en afkøling af en komponent af mørk stof, hvilket ville få det til at kollapse i disken, som baryoner gør. ”
På dette tidspunkt, hvor "baryonerne kollapser ned i disken", er jeg helt tabt, men "det vigtige, " fortsætter hun, "er, at det bare er et scenarie, som mærkeligt nok ingen har overvejet. Folk tænkte på, at mørkt stof interagerede - men havde alt det mørke stof interagerer. Og [i denne model] er det meget begrænset. ”Det er et uendeligt stykke af de 96 procent, der tegner for at interagere med vores fattige, ynkelige 4 procent.
Reporteren i mig føler pludselig, at dette kunne være en enorm scoop, en kosmisk scoop - lige i går er gardinet måske blevet løftet på meget af de 96 procent af det univers, vi har været usikker på. Men matematisk programfald i mig fortvivler over virkelig at forstå, hvad hun fortæller mig.
Heldigvis viser hun mig en kopi af sine noter til sin AAAS-tale, med titlen "Hvad er mørkt stof?" Selvom det efterlader mange ting uklar for mig, giver det en god fornemmelse af hendes stemme, når hun taler til sine kammerater - omhyggelig, men undertiden sprudlende .
Her er et par eksempler:
—Det er ikke mørkt — det er effektivt gennemsigtigt!
—Håber at se det baseret på, at det er lidt uigennemsigtigt.
—Tal i dag ... alternativer til standard WIMP-paradigme.
WIMP, fortæller Randall, står for ”Svage interaktive massive partikler”, det dominerende paradigme om mørk materie til dette punkt.
—Hvorfor skal alt være som vores sag?
- Det, der er mystisk, er, at energi, der er gemt i mørkt stof og almindelig stof, er så ens.
—Experimentelle lampposter: LHC.
(LHC er den store Hadron Collider, multibillion dollar partikelaccelerator på den schweiziske grænse, der fandt bevis for en Higgs-partikel - eller "noget mere detaljeret", som hun siger i den nye forord til Heaven's Door, da hun mener, at der er nogle tvetydigheder i beviset for, at Big Discovery faktisk var en Higgs-partikel. LHC er nu i butikken nu, så at sige, bliver eftermonteret til at producere endnu mere forbløffende energikollisioner med partikler, som hun fortalte mig måske opdager flere afvigelser, som angive noget om mørk materie.
—Venter på højere energier, mere intensitet.
(Er vi ikke alle?)
- Ved ikke endnu, om denne lygtepost i det rigtige område.
(Betyder ikke Schweiz men super-subatomisk infinitesimimalitet.)
Her er hendes signal:
—Mærkeformpartikel rammer en anden mørkstofpartikel og udslettes.
—Annihilation producerer standardmodel [allerede opdaget 4 procent type] partikler.
—Ikke mørkt!
Derefter er der en side med næsten tomme høje bogstaver:
—Dette ændrer alt!
Hun afslutter med disse skiftede linjer:
—Jeg ved, hvad alle vil vide, hvornår får vi mørke stoffer.
—Svar kunne være før - eller senere - end vi tror!
Det synes temmelig sikkert, at når det sker, hvis det sker når som helst snart, vil Lisa Randall være blandt de første, der ved.
(Nylige rapporter dukker op, siden vores tale antyder andre mulige observationer af mørke stoffer, men Randall mener, at hendes delvise interaktionsscenario stadig er fremtrædende.)
***
Selvom Randalls arbejde fører sine tanker ud i det ydre rum, er det et spørgsmål om en anden dimension, det indre rum, som hun giver det mest detaljerede svar på under vores frokost. Motivet kommer op nær slutningen, da hun spyder gaffelrulle af min blåbærskomager. Jeg spørger hende om menneskelig bevidsthed - den mørke sag i os - nemlig om hun har tænkt på sindet / hjernen spørgsmål: Er sindet produkt af hjernen, alle vores tanker neurokemisk bestemt (som ”materialisterne” siger), eller er sindet ikke en slave af den fysiske hjerne, der på en eller anden måde er i stand til fri vilje (som ”dualisterne” tror)? Eller kan vi aldrig besvare det spørgsmål? Filosofen Colin McGinn kalder sig selv en "Mysterian" som en hyldest til det 60-årige wonder-band med en hit ("96 Tears") Spørgsmål & The Mysterians, fordi han mener, at vores bevidsthed aldrig kan være i stand til at forstå mysteriet om sin egen natur .
Randall ser ud til at tage McGinns argument som en udfordring: ”For det første tror jeg, at det altid er en fejltagelse at sige 'aldrig', fordi vi sandsynligvis kan forstå meget mere om det, selvom vi i sidste ende ikke forstår det. For det andet har vi ikke prøvet at besvare dette spørgsmål i meget lang tid. Vi forstår mange ting nu, som vi ikke forstod før. Og det er frygteligt svært, fordi vi ikke engang ved, hvad vi mener med bevidsthed. ”
Hvad Randall taler om, når hun taler om bevidsthed, er et kontinuum.
”Jeg tror, at en fejltagelse, vi ofte begår, er, at vi tænker på det som en binær ting, som om vi enten er bevidste eller ikke bevidste. Jeg tror, der er et spektrum af bevidsthed, og jeg synes, det er interessant at studere det - forskellen mellem en plante og en hund, forskellen mellem en hund og en baby, mellem en baby og et lidt ældre menneske ... Jeg tror, det er slags et kontinuum. ”Ser hun på den måde, siger hun, “ ville være en god start. ”
”Jeg vil meget gerne se dig tage det videre, ” siger jeg.
”Ja, måske tager jeg det videre, ” svarer hun og griner - næste efter at have løst spørgsmålet om de 96 procent af universet, vi ikke kender til.
Hendes opfattelse af et kontinuum af bevidsthed minder mig om en observation fra den store shakespearske instruktør Peter Brook. ”At sige, at nogen er i live, er ikke nok, ” sagde Brook. ”Du kan være en procent i live, du kan være tyve procent i live. Med Shakespeare har man noget meget ekstraordinært - en mand, der ikke kun er hundrede procent i live, men måske tusind, endda ti tusind, en million procent i live. ”
Dette er, hvad vi finder så fascinerende, så ærefrygtindgydende over kosmologer, astrofysikere, matematiske genier. Hvor meget mere levende for eksistens natur - til de store dimensioner af ekstra dimensioner - ser ud til at være. Hvordan skal det være? Spændende, skræmmende, måske isolerende, da der er så få mennesker på jorden, der kan forstå det, langt mindre deler det.
Jeg spørger Randall om spørgsmålet om, hvordan inspiration figurerer i hendes arbejde. Hun har citeret den store russiske digter Pushkin: ”Inspiration er nødvendig i geometri lige så meget som i poesi.” Inspirationen til hendes karriereopfattende forestilling om ”ekstra dimensioner”, fortæller hun mig, kom på en tur, hun tog over gammel stenbuet bro over Charles-floden.
”Har du ideen om ekstra dimensioner på den bro?” Spørger jeg hende.
Hun afviser at forbrænde anekdoten - der er allerede en masse berømte eureka-øjeblik-historier i fysikens annaler - og siger bare, ”Nå, det var en indsigt”, der udtaler det sidstnævnte ord på en selvdækkende måde. En indsigt betyder ikke nødvendigvis en ny sandhed. Nogle gange er det bare en ny måde at se på tingene på. ”Meget af den tid, hvor vi udfører vores arbejde, vi [indendørs], sætter formler sammen, og nogle gange tænker du ikke på det som den verden, du lever i.” At tage den gåtur, siger hun, "Det var bare sjovt at tænke, at der måske er disse ekstra dimensioner."
Ekstra dimensioner, der betyder matematiske verdener ud over de tre (eller fire, hvis du tæller tid - og du burde) vi er bekendt med. Stringteori tæller nu op til mindst 11 dimensioner. Efterhånden som det blev mere kompliceret, er det blevet mere kontroversielt. Faktisk, i en af hendes sjældne udtryk for følelser under vores frokost, fortalte Randall mig, at hun var "træt af at folk spurgte, hvad Lee Smolin siger" om strengteori. Smolin er en respekteret, hvis kontrarisk teoretisk fysiker, der argumenterer for strengteorier, er gået for langt med at bygge slotte i luften. Randall beskytter hendes ekstra dimensioner.
På trods af sin kærlighed til Pushkin-citatet fortæller hun mig, at hun ikke kan lide at tænke på sit arbejde som rent fyret af ”inspiration”. Hun kalder den ”top-down” -tænkning - først kommer med et højt koncept og derefter prøver at finde strukturer til støtte for det. Hun foretrækker bottom-up tænkning. Faktisk beskriver hun sin metode med en vis ydmyghed som blot ”puzzle puzzle” og finder den bedste metafor til det i sin yndlingssport, klatring.
”Du er udenfor. Det er smukt, ”siger hun, ” det er fokuseret på et interessant problem ... og du rejser et eller andet sted. ”At finde ud af, hvilken vej op ad en klippe, der vil være frugtbar, og som vil føre til en død eller farlig ende - og derefter gør det. Med alle de risici og farer, det medfører. (Hun havde et "dårligt fald" klatring i Grækenland for ikke længe siden, siger hun.) Hun tager den samme trinvise tilgang i sit arbejde. Som et resultat, er hun mindre end forelsket med romantiske videnskabs-verden udtryk som "skønhed" og "elegance." "Jeg tror ikke i form af 'sandhed er skønhed' eller 'skønhed er sandhed, '" siger hun. ”Jeg foretrækker, hvad der fungerer, ikke så elegant som økonomisk” - hvis ikke den korteste afstand mellem to punkter er den enkleste måde at komme dertil.
Selv for en udenforstående er det tydeligt, at Randall ikke kun laver vigtige videnskaber, men at hun også gør noget meget modigt i videnskabskulturen. I sin tale tager hun universets største mysterium og fortæller det for det meste mandlige videnskabelige samfund, der havde favoriseret WIMP-modellen, at de måske er ude af kurs. Man må undgå tendensen til at tænke på det som Nancy Drew versus Hardy Boys.
Du vidste, at vi på et tidspunkt skulle tale om køn, ikke?
Harvard blev jordnul for kønnene og videnskabskrigene for flere år siden, da Larry Summers, daværende præsident for universitetet, fremsatte antændelsesforslag om, at grunden til, at der er så få kvinder i toppen af matematik- og naturvidenskabelige erhverv kan være, at kvinder er bare ikke så velegnet til videnskab og matematik. Med den implikation, at det ikke var kulturel konditionering, men genetisk hjernetråd.
”Du har sandsynligvis besvaret dette spørgsmål en million gange, ” siger jeg til Randall, ”men lad mig spørge dig på en anden måde: ikke om kvinder er bedre eller dårligere, men om der er en forskel i måden, hvorpå kvinder opfatter videnskabelige spørgsmål. ”
”Det, jeg vil sige, er, at sandsynligvis kulturelt behandles kvinder anderledes, ” siger hun, ”hvilket betyder, at jeg tror, at du bliver kritiseret mere, du er nødt til at lytte lidt mere, og du skal retfærdiggøre dig selv. Så jeg tror, at der er måder, du sandsynligvis skal arbejde hårdere på. Jeg kan være en god lytter. Jeg kan stille de rigtige spørgsmål meget af tiden. Ofte er du ikke helt hjemme, du ser tingene lidt anderledes.
”Det kan være en god ting og en dårlig ting, ikke? Du ser ting, som når udlændinge kommer til et nyt land, ser tingene lidt anderledes. ”
Hør signalmødre ikke ...
”Og du ved, jeg voksede stort set op i den samme verden, gik stort set til de samme klasser [som mandlige kammerater], men du har en lidt anden oplevelse ...”
Fokus på videnskab er forkert placeret, siger hun, i kønsdiskussionen. ”Det er en del af et større spørgsmål om kvinder i samfundet, og jeg tror [fokus på videnskab] er som at prøve at løse problemet med et døende træ ved at se på en lille lille rod et eller andet sted.”
***
Fra universets ender til universets ende: Når jeg talte med Randall, huskede jeg Woody Allen i Stardust Memories, der beklagede en rapport om, at universet vil ende, når alt betyder noget ”forfald” efter billioner af år. Hans dystre implikation - et, der forbliver et moderne emne for debat blandt fysikere og filosoffer - var, at kosmos ikke har noget ultimativt formål, ingen "teleologi", og hvad er så poenget med alt vores stræben efter at skabe varig mening, når intet varer. Cheery, nej?
Jeg var glad for, at jeg havde lejlighed til at spørge en af verdens førende kosmologer om sit syn på alt dette: ”Hvordan tror du, at universet vil ende?” Jeg spurgte hende.
”I betragtning af de energier, vi kender, og den sag, vi kender til, ” siger hun, ”vil det bare fortsætte med at udvide sig, og de ting, der er omkring, vil til sidst danne sorte huller, og det vil til sidst stråle væk og vil til sidst udvide til fortyndet intet. Det er en gæt. Det er interessant, ”siger hun, ” det er sådan, det ser ud som om det går lige nu. ”
Ikke helt anderledes end Woodys frygt - dog uden engang et antydning af Woody Allen-angst. Snarere en slags kosmisk ensartethed. Men det er ikke at sige, at Randall ikke er i stand til glæde, at udtrykke, hvordan det er at føle spændingen ved den kosmiske bevidsthed. Når jeg siger, at jeg er forfærdet over vores uvidenhed om 96 procent af universet, efter al denne tid at studere det, har hun endnu et tag på det: ”Jeg tror nok, at jeg tænker på det anderledes, ” siger hun. ”Jeg tror, det er fantastisk, at vi ved så meget som vi gør. Vi er bare mennesker, der sidder fast på denne planet midt i solsystemet. Det er utroligt, hvor meget vi har regnet ud. Og hvorfor skulle alt være så meget som os, at vi kan finde ud af det? Selv bare noget simpelt som at vide, hvordan plantelivet vil være i Afrika, det er svært at gøre, medmindre du faktisk kommer dertil, så vi er på dette ene sted, og det er utroligt, hvor meget vi har regnet ud ”om stederne - dybe rum —Vi har ikke været og måske aldrig gå.
Det er den sans for perspektiv - af forskellige dimensioner - der er så imponerende for en som Randall. Så du kan forestille dig spændingen ved (ikke-videnskabelig) opdagelse, som jeg følte, da jeg fandt en ny dimension for hende - i librettoen i en opera, hun havde skrevet. Ja, Lisa Randall har skrevet en opera, kaldet Hypermusic: Prologue, på invitation af Hèctor Parra, derefter professor i elektroakustisk komposition ved Conservatory of Music of Aragon i Spanien. Operaen blev først udført i Pompidou-centret i Paris og derefter i Barcelona og i uddrag på Guggenheim i New York City.
Det indeholder passager fra hendes bøger såvel som originale tekster, og det er meget avant-gardisk, men samtidig næsten chokerende lidenskabelig på en meget gammeldags måde.
Her er et par øjeblikke:
Sopranen, Lisa Randall-figuren, kommer ind i "PLAN 1" og undrer sig over:
—Dette landskab ...?
Denne fase for vores væsen?
Hvor er det?
Hvor ender det?
Strukturer understøtter eksistensen
Kan jeg finde dem?
[eller er de]
Puslespil jeg aldrig vil dechiffrere herfra.
Som efterfølges af det nøgne udtryk af:
-Anguish
Forvrængning.
Smerte.
(Du må forestille dig disse ord dramatiseret af en operatisk sopran.)
Men i “PLANE III: frygt og håb” ændrer antagelsen om ekstra dimensioner ting:
—Dette skridt — en ny dimension—
glæder mig
ud over alt, hvad jeg nogensinde har følt.
Så pludselig i "Plane IVA" bliver tingene lidt trippy, som ...
—Jeg indtaster den femte dimension ...
-Plads
og tid
lever!
—Jeg ser mere—
Det fulde omfang af vores univers ... !!
Der er mere, men jeg forlader operateksten med hendes to udråbstegn.
Hun slutter PLANE V med:
—Hvordan deler jeg dette med dig?
Og på en måde, i den operatiske form, har hun fundet et middel til at dele de operatiske følelser, hendes sans for undring og ærefrygt over at opleve kosmos. De ekstra dimensioner i hendes sind. Randall kan ikke bringe os til sit visionære niveau, men hun kan give os en fornemmelse af, hvor spændende og skræmmende og i sidste ende opfylder det er at have sådanne visioner. At være, lad os sige, tusind procent i live.
