Ogólna teoria względności: chaos, nieliniowość i granice przewidywania | prof. Sebastian Szybka

Ogólna teoria względności jest jedną z najlepiej potwierdzonych teorii współczesnej fizyki i stanowi podstawę dzisiejszej kosmologii. Zastosowanie jej do całego Wszechświata wymaga jednak daleko idącej ekstrapolacji, uproszczeń i założeń, których trafność sprawdzamy wraz z coraz dokładniejszymi obserwacjami. Równania Einsteina są przy tym nieliniowe, dlatego opis wielu zjawisk wymaga zastosowania metod numerycznych, a w niektórych układach może pojawić się także chaos deterministyczny. W dzisiejszym odcinku miałem przyjemność porozmawiać o ogólnej teorii względności i granicach współczesnej kosmologii z dr. hab. Sebastianem Szybką, prof. UJ, fizykiem relatywistą i kosmologiem, kierownikiem Zakładu Astrofizyki Relatywistycznej i Kosmologii w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Jagiellońskiego. Rozmawiamy m.in. o napięciu Hubble’a, różnicy między teorią a modelem, zasadzie kosmologicznej, nieliniowości równań Einsteina, falach grawitacyjnych, chaosie deterministycznym, emergencji, ciemnej materii i ciemnej energii, zmianach paradygmatu w fizyce oraz roli sztucznej inteligencji. W tej rozmowie poruszamy m.in. następujące kwestie: Czy napięcie Hubble’a jest skutkiem błędnej interpretacji obserwacji, niedoskonałości standardowego modelu kosmologicznego, czy może pierwszym śladem fizyki wykraczającej poza teorię Einsteina. Czym różni się teoria fizyczna od budowanego w jej ramach modelu, jaki jest zakres stosowalności ogólnej teorii względności oraz dlaczego zasada jednorodności Wszechświata przez długi czas była przede wszystkim założeniem. Dlaczego nieliniowość równań Einsteina wymaga stosowania symulacji komputerowych, jak powstają wzorce fal grawitacyjnych oraz czy możemy wykryć sygnał, którego wcześniej nie przewidzieliśmy. W jaki sposób chaos deterministyczny pojawia się już w problemie trzech ciał, czy jego opis może zależeć od obserwatora oraz jak z fundamentalnych praw wyłaniają się zjawiska emergentne, takie jak termodynamika czarnych dziur. Czy ciemna materia i ciemna energia mogą być skutkiem uproszczeń modelu, dlaczego modyfikowanie istniejących równań nie musi prowadzić do głębszego zrozumienia oraz czy sztuczna inteligencja może przewidywać zjawiska fizyczne bez dostarczania nam zrozumiałych praw. --------- dr hab. Sebastian Szybka, prof. UJ, to fizyk relatywista i kosmolog, kierownik Zakładu Astrofizyki Relatywistycznej i Kosmologii oraz kierownik studiów w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Jagiellońskiego. W swojej pracy badawczej zajmuje się ogólną teorią względności, kosmologią relatywistyczną, nieliniowymi zjawiskami grawitacyjnymi, chaosem, wpływem niejednorodności na modele kosmologiczne oraz fizyką czarnych dziur. Prowadzi również badania numeryczne dotyczące termodynamiki czarnych dziur, w tym problemu trzeciego prawa, którego możliwe naruszenie mogłoby mieć znaczenie dla prób połączenia teorii grawitacji z fizyką kwantową. Strona Obserwatorium Astronomicznego UJ: https://www.oa.uj.edu.pl/oastaff.pl.html Zakład Astrofizyki Relatywistycznej i Kosmologii: https://www.oa.uj.edu.pl/departments.... -------- Rozdziały: 00:00:00 Wstęp 00:00:57 Kondycja współczesnej kosmologii i napięcie Hubble’a 00:06:39 Czym różni się teoria od modelu? 00:09:58 Zakres stosowalności teorii Einsteina 00:11:29 Zasada kosmologiczna i jednorodność Wszechświata 00:14:30 Dlaczego kosmologia jest szczególną nauką? 00:16:32 Nieliniowość równań Einsteina 00:19:55 Symulacje czarnych dziur i fale grawitacyjne 00:22:58 Chaos deterministyczny i problem trzech ciał 00:26:20 Redukcja, obliczenia i emergencja 00:28:32 Termodynamika czarnych dziur 00:29:49 Niejednorodności, ciemna materia i ciemna energia 00:36:28 Modyfikacje grawitacji czy zmiana paradygmatu? 00:40:41 Matematyczny obraz Wszechświata 00:43:52 Sztuczna inteligencja: przewidywanie bez zrozumienia 00:48:22 Trzecie prawo termodynamiki czarnych dziur --- Nazywam się Michał Szyc, a to jest podcast "To Bardziej Skomplikowane". Jeśli uważasz, że analityczne i merytoryczne rozmowy są w internecie potrzebne, zostaw subskrypcję i łapkę w górę, aby pomóc temu materiałowi w przebiciu się przez algorytmy. Wsparcie projektu (Patronite): https://patronite.pl/tobardziejskompl...