Dalam buku barunya, Mengetuk Pintu Syurga, ahli teori Universiti Harvard Lisa Randall meneroka bagaimana fizik dapat mengubah pemahaman kita tentang sifat asas dunia. Dia berfikir dimensi tambahan mungkin wujud dekat dengan realiti yang kita kenal, tersembunyi kecuali untuk menyimpang kekuatan graviti seperti yang kita lihat. Dia juga merenungkan solek bahan gelap, zarah yang tidak kelihatan yang membentuk pertumbuhan kosmos keseluruhan. Idea-idea ini, sekali wilayah penulis fiksyen tunggal, menghadapi ujian sebenar dalam generasi baru eksperimen. Pengesan sensitif kini menghidu masalah gelap, sementara mesin saintifik yang paling rumit yang pernah dibuat, Large Hadron Collider (LHC), di bawah sempadan Switzerland dan Perancis, menghancurkan zarah subatomik ke arah yang lain dengan hampir kelajuan cahaya.
Dari Kisah Ini
[×] TUTUP
Pakar fizikal Lisa Randall percaya dimensi tambahan mungkin wujud dekat dengan realiti biasa kita, tersembunyi kecuali untuk menyentuh kekuatan graviti yang aneh seperti yang kita lihat. (Boston Globe via Getty Images) 
Galeri gambar
Kandungan Terkait
- Panduan Lisa Randall untuk Galaxy
- Mencari Neutrinos, Partikel Hantu Alam
- Black Hole Rap
Apakah matlamat utama anda untuk buku baru anda?
Satu matlamatnya adalah untuk menggambarkan sains yang saya berminat hari ini: fizik yang berlaku di LHC dan mencari perkara gelap. Tetapi saya juga ingin menjelaskan jenis sains: apa yang dimaksudkan dengan betul dan salah, apa yang dimaksudkan untuk membuat pengukuran, dan peranan ketidakpastian, risiko dan kreativiti.
Adakah anda merasakan masyarakat fizik berada di ambang mencari sesuatu yang luar biasa?
Saya memang berharap demikian. Kami mempunyai peluang yang baik [dengan LHC] untuk melihat zarah Higgs, yang memberitahu kita bagaimana zarah-zarah asas memperoleh massa. Isu-isu dalam yang lain termasuk simetri ruang-masa dan sama ada terdapat dimensi tambahan. Kami benar-benar mempunyai peluang untuk menembusi subjek tersebut.
Terdapat banyak idea aneh di sini, dari teori rentetan kepada "brane" dimensi tambahan tepat di sebelah kita sendiri. Kenapa kita harus menganggap idea-idea ini lebih daripada sekadar membina?
Saya pasti tidak meminta sesiapa untuk mengambil kepercayaan apa-apa idea yang saya persembahkan. Itulah sebahagian dari titik buku: sains diteruskan, dan kita secara sistematik berakhir dengan idea-idea dan penjelasan baru, pergi dari skala manusia yang kita kenali dengan skala yang sangat jauh sukar untuk mempunyai intuisi tentang mereka. Sains adalah proses pembetulan diri, juga, sesuatu yang saya harapkan akan berlaku dengan pengumuman neutrino baru-baru ini yang mungkin bergerak lebih cepat daripada kelajuan cahaya.
Bolehkah anda menerangkan intipati idea anda mengenai dimensi tambahan?
Mungkin ada lebih banyak alam semesta daripada tiga dimensi yang kita kenal. Mereka tersembunyi dari kami dalam beberapa cara, mungkin kerana mereka kecil atau melengkung. Tetapi walaupun mereka tidak dapat dilihat, mereka boleh mempengaruhi apa yang sebenarnya kita perhatikan di alam semesta. Terdapat banyak perkara yang tidak dapat kita lihat dengan mata kasar yang menjadi kenyataan.
Dimensi tambahan mungkin relevan dengan salah satu soalan yang kami cuba jawab di LHC: bagaimana zarah mendapatkan massa mereka, dan mengapa mereka mempunyai massa yang mereka lakukan, yang jauh lebih kecil daripada ahli fizik yang mengharapkan mereka. Oleh itu, idea kita ada dimensi tambahan yang begitu melanda, orang ramai akan menjadi besar di satu tempat dan kecil di tempat lain. Dalam erti kata lain, graviti boleh menjadi lebih lemah di satu tempat dan lebih kuat dalam yang lain. Sekiranya demikian, ia boleh menjadi penjelasan yang semulajadi untuk mengapa zarah-zarah yang bermasalah adalah apa yang mereka, dan mengapa graviti adalah jauh lebih lemah daripada kekuatan asas lain yang kita perhatikan.
Dimensi tambahan ini boleh dipisahkan daripada kita dengan satu juta trilion trilion sentimeter. Adakah ini alam semesta yang belum dapat dicapai?
Ia berinteraksi dengan dimensi kita hanya melalui graviti. Dan graviti sangat lemah. Zarah asas pada tenaga biasa menimbulkan daya graviti diabaikan. Tetapi di LHC, jika idea ini betul, kami akan melihat bukti dimensi tambahan ini. Zarah boleh membawa momentum ke dalam dimensi tambahan, dan itu boleh dilihat.
Tetapi itu bukan sesuatu yang anda fikirkan sebagai "alam semesta selari?"
Secara teknikal, ya, ia boleh wujud sejajar dengan alam semesta kita. Tetapi ia bukan hanya satu salinan karbon alam semesta kita, yang mana banyak orang berfikir apabila mereka mendengar frasa itu.
Jika ahli fizik mendapati bukti kukuh tentang dimensi tambahan, bagaimanakah ia akan mempengaruhi pandangan kita tentang alam semesta dan tempat kita di dalamnya?
Anda boleh mempunyai fenomena yang sangat eksotik, tetapi mereka tetap konsisten dengan peraturan biasa yang kami kenal. Pada tahap tertentu, ia tidak mengubah apa-apa. Walau bagaimanapun, ini bermakna bahawa pada tahap mendasar yang mendalam, ada alam semesta yang lebih kaya di luar sana. Ia hanya satu perkara yang indah untuk mengetahui apa alam semesta kita dibuat.
Anda menerangkan LHC sebagai "pencapaian yang luar biasa."
Secara teknologi, ia adalah daya tarikan pelancong. Hakikat bahawa perkara ini berfungsi sangat mengagumkan. Kami sedang mencari peristiwa yang sangat jarang berlaku, jadi anda memerlukan mesin yang sangat tepat dan sangat difahami untuk menjadikannya dan pengesan memahami apa yang anda lihat. Anda memerlukan jumlah tenaga yang sangat terfokus di rantau yang sangat kecil untuk membuat perlanggaran ini berlaku, membolehkan sub-komponen proton-quark dan gluon-untuk bertarung secara langsung. Dan apabila mereka melakukannya, mereka boleh membuat bentuk baru yang lebih berat.
Ramai orang takut LHC akan menghasilkan lubang hitam yang hancur di planet ini.
Para saintis mengambilnya dengan sangat serius, dan mereka menolak kemungkinan ini bukan sahaja secara teoritis, tetapi juga dengan melihat perlanggaran sinar kosmik yang mencipta jenis tenaga yang sama. Kita hidup di dunia di mana terdapat banyak risiko, dan sudah tiba masanya kita mula mengambil serius yang mana kita harus bimbang. Pakar fizik menunjukkan perkara ini bukanlah satu risiko.
Anda menawarkan perbincangan yang jelas tentang agama dan keserasiannya dengan sains. Mengapa anda memutuskan untuk membincangkan perkara itu?
Saya hampir terpaksa dalam sebuah buku bertajuk Knocking on the Heaven's Door . Tetapi ada kekeliruan sebenar tentang apa yang dimaksudkan dengan betul dan salah-perbezaan antara kepercayaan rohani dan apa sains. Saya merasakan bahawa jika saya akan menerangkan sains, adalah penting untuk menjelaskan perbezaan tersebut. Saya mahu mengambil serius pandangan yang berbeza dari alam semesta yang ada pada orang, tetapi untuk mengatakan ada benar-benar perbezaan.
Anda menulis: "Bahagian keagamaan otak anda tidak boleh bertindak pada masa yang sama dengan saintifik. Mereka tidak serasi."
Apabila saya mengatakan mereka tidak serasi, saya maksudkan sesuatu yang sangat spesifik: Kepercayaan rohani berdasarkan sesuatu yang tidak berdasarkan bahan atau sebab sebenar dan kesan-cara yang kita faham secara saintifik-hanya berbeza daripada sains. Ia adalah pernyataan yang sangat spesifik.
Apabila anda bercakap dengan penonton awam, yang salah faham popular tentang fizik menyerang anda yang paling?
Anda cuba untuk mendapatkan masalah saya! Ia mungkin lebih banyak aplikasi mekanik kuantum. Orang berfikir ia menerangkan perkara yang tidak boleh dilakukan. Terdapat banyak misteri tentang mekanik kuantum, tetapi kebanyakannya timbul dalam pengukuran yang terperinci dalam tetapan terkawal.
Anda menerangkan pengesan gergasi LHC sebagai karya seni. Adakah menyelidik sifat alam semesta seperti usaha estetika sebagai saintifik?
Seni dan sains membuat rayuan terhadap beberapa naluri kreatif yang sama. Terdapat penghargaan sesuatu yang lebih besar daripada diri kita sendiri, yang saya fikir kedua-dua seni dan sains alamat. Walau bagaimanapun, anda boleh mempunyai idea yang indah dalam sains, dan ia boleh salah - bukan kerana ia tidak sesuai dengan matematik, tetapi kerana ia tidak dapat direalisasikan di dunia.
Anda menulis teks untuk opera, "Prolog Hypermusic: Opera Proyektif dalam Tujuh Kapal, " yang dirasmikan pada tahun 2009 di Pusat Pompidou di Paris. Bagaimana keadaan itu timbul?
Komposer [Hector Parra] menulis kepada saya untuk bertanya apakah saya ingin terlibat. Ia adalah satu peluang yang menarik untuk menerokai persimpangan sains sains dengan cara yang baru. Seni kerap mencerminkan idea-idea zaman. Jadi saya sangat suka bekerja dengan artis yang menghargai itu dan yang menggabungkan sains menjadi sesuatu yang baru-tetapi bukan hanya cara yang menyalinnya. Terdapat cabaran kreatif utama, seperti bagaimana anda mewakili dimensi yang lebih tinggi di atas pentas.
Opera ini mempunyai pelakon dua orang, reka bentuk peringkat minimalis dengan unjuran abstrak, dan skor yang telah diubah secara digital di tempat. Duduk di khalayak mestilah cukup pengalaman untuk anda.
Saya bekerja di pensil dan kertas atau di komputer, jadi sebenarnya penyanyi hebat menyanyi kata-kata saya, disertai dengan pemuzik dan set cantik, adalah sesuatu yang dapat dilihat. Bahagian-bahagian yang berulang-alik di antara dunia super-dimensi dan dunia kita benar-benar hebat. Hector menganggap [penyelidikan saya] akan memberikannya gambaran kepada cara-cara untuk membuat pelbagai jenis muzik, dan memang ia berlaku. Saya fikir saya diminta untuk memasukkan lebih banyak fizik daripada yang saya fikir, dan pada akhirnya muzik sangat abstrak. Walau bagaimanapun, ia adalah muzik yang hebat, dan terdapat saat-saat yang benar-benar indah.
Anda membuat rujukan muzik yang menyeronokkan dalam tajuk dan teks buku anda, dari Polis dan Suzanne Vega kepada Beatles dan Bob Dylan. Adakah anda peminat muzik yang popular?
Saya mempunyai keupayaan yang luar biasa di mana kata-kata melekat di kepala saya, jadi saya mendengar lagu dan banyak kali ia berlaku secara automatik bahawa saya menggunakan lirik kemudian. Ia mungkin bukan niat asal kata-kata, tetapi mereka kadang-kadang sesuai dengan apa yang saya cuba katakan.
Apa yang akan datang untuk anda dalam sains?
Saya telah meneroka idea-idea yang berkaitan perkara gelap kepada perkara biasa. Terdapat fakta yang menakjubkan bahawa tenaga yang dibawa oleh bahan gelap di alam semesta adalah kira-kira enam kali tenaga yang dibawa oleh perkara biasa. Persoalannya, kenapa begitu? [Nisbah] mungkin berbeza sekali. Jadi saya melihat cara-cara kedua-dua jenis perkara itu mungkin berkaitan, yang akan menjelaskan kebetulan.
