¿Cómo probar que el sistema solar no está dentro de una burbuja física localizada? [cerrado]

Entonces, digamos que en algún lugar más allá de la Nube de Oort, la física simplemente... cambia. Por cualquier razón. Tal vez el espacio sea mágico, o tal vez solo estemos en una especie de extraña burbuja de física localizada. El universo no se convierte en plasma hirviendo, pero una vez que te alejas lo suficiente, hay un cambio notable en cómo funcionan las cosas.

Suponiendo que estos cambios no afecten algo súper obvio como la gravedad o la luz visible que habríamos notado durante los primeros 2000 años de la historia humana, ¿cómo demostramos que la física es notablemente diferente sin enviar una sonda tripulada o no tripulada que lejos, y para obtener puntos de bonificación, ¿cómo averiguamos exactamente dónde se encuentra esa barrera física/no física?

Esta es una pregunta interesante, pero ¿puede ser un poco más específico en cuanto a cuáles son los cambios? De lo contrario, esto es muy difícil de responder.
¿Qué propósito pretende cumplir con esta prueba? Me pregunto si este es quizás un caso del problema XY ( meta.stackexchange.com/questions/66377/what-is-the-xy-problem ). Entonces, si sabemos qué propósito está tratando de cumplir, podríamos ofrecerle alternativas que sean más manejables.
Había una novela de ciencia ficción sobre la Tierra como una nube de tecno-parloteo que humedecía o suprimía el tecno-parloteo haciendo que la inteligencia fuera menos de lo que podría ser como un proceso físico. La Tierra emerge de esta nube y cada forma de vida aumenta su IQ en N. Si esa premisa te ayuda....
Solo un enlace sin comentarios de mi parte, ya que no estoy calificado para comentar "El sistema solar atrapado en una tempestad interestelar" newscientist.com/article/…
La misma pregunta es: si vivimos dentro de "Matrix" o una gran simulación. Dado que no puede conocer el comportamiento "normal" de las leyes físicas fuera de la simulación, no hay forma de saber que algo anda mal. Y también: en.wikipedia.org/wiki/Allegory_of_the_Cave
Estoy confundido aquí. El título parece preguntar "¿cómo probamos que la física no es diferente fuera del sistema solar?", y el cuerpo parece preguntar "¿cómo probamos que la física es diferente fuera del sistema solar?". ¿Cuál es?
Una serie de libros que utiliza este concepto es la serie Starshield de Margaret Weis y Tracey Hickman. Solo se escribieron 2 de los 3 libros planeados.
En cualquier caso, en la medida en que fuéramos conscientes de ello por observación, no lo describiríamos como "las leyes de la física son diferentes" más de lo que decimos que las "leyes de la física" son diferentes bajo el agua de lo que son en el agua. aire. Lo cual, para ser justos, a veces podemos decir , pero no lo decimos literalmente . Diríamos que se trata de un conjunto diferente de condiciones físicas y buscaríamos una explicación de por qué rodea al Sol. Ejemplo débil, pero ya somos conscientes de la heliopausa. No decimos "las leyes son diferentes" fuera de él, encontramos un conjunto de leyes que describen tanto el interior como el exterior.
O para otro ejemplo, podríamos decir que "las leyes de la física son diferentes" por encima de la energía de unificación electrodébil, o podríamos decir "las leyes de la física describen un cambio de fase en la energía de unificación electrodébil". No es un problema filosófico, la dificultad es observarlo y encontrar un modelo satisfactorio para todo ello.
Desde la perspectiva de la construcción de mundos, el universo de "Zonas de pensamiento" de Vernor Vinge entendió la idea de una "burbuja local" más acertada que la mayoría de los autores. Lea Un fuego sobre las profundidades , si aún no lo ha hecho. ¡Me hizo olvidar el teorema de Noether, al menos hasta que terminé el libro!
@ HDE226868 ¿Por qué importa cuáles son los cambios Oo? ¿No es esto básicamente lo mismo que cualquier otra pregunta de 'cómo demuestro X', donde X es una declaración sobre la naturaleza metafísica de la realidad? Quiero decir, podría ayudar con consejos específicos, pero creo que la información dada ya es más que suficiente para eso. ¿No crees que más detalles de esa naturaleza solo provocarían respuestas científicas más fundamentalmente equivocadas? Creo que tendría más sentido para él ahondar más en lo que significa prueba.
Teorema de Noether + Identidad Ward-Takahashi.
No veo cómo esta pregunta se relaciona con la construcción de mundos . ¿Puedes hacer eso explícito?
@thedarkwanderer '¿Cómo demuestro que X' es responsable cuando se especifican las condiciones en las que existe X? Ese no es el caso aquí.
Busque una historia corta llamada Brain Wave de Poul Anderson. Abarca un fenómeno claramente relacionado. en.wikipedia.org/wiki/Brain_Wave
el universo no se convierte en plasma hirviendo . Por volumen, esencialmente todo el universo ya es un plasma.
Ver Un fuego sobre las profundidades de Vernor Vinge. Sus "Zonas de pensamiento" siguen este concepto, donde las leyes de la física son diferentes en diferentes partes de nuestra galaxia.

Respuestas (17)

Tu no. Período.

No estoy bromeando. Este es el tipo de cosas que la ciencia simplemente no toca.

La ciencia tiene sus raíces en el mundo del estudio empírico. Si tiene una burbuja en la que las leyes de la física no se aplican pero parecen aplicarse en todos los sentidos o formas, la ciencia simplemente no lo detectará.

Un experimento similar es el experimento mental del cerebro en un frasco: si todo lo que sabemos es parte de una simulación, ¿cómo podemos saber si estamos en una simulación? La respuesta de Science es "no podemos".

Ahora bien, esta limitación es una de las razones por las que la ciencia es fanática acerca de la medición de los datos que tiene. Medimos la luz de las estrellas con tanta precisión que podemos detectar que existe una tendencia expansiva en el espacio de 67 k metro / s METRO pags C . Esto corresponde a un factor de 0.000 000 000 000 000 002 17 metro / s metro , si lo ponemos a escala humana cambiando las unidades. Este factor sería total y absolutamente indetectable localmente. Solo lo detectamos porque podemos hacer mediciones asombrosas en una escala universal.

Esta es también la fuente del Demonio Cartesiano , la idea de que podría haber un demonio malévolo que actúa con el propósito expreso de llevarte a hacer suposiciones incorrectas sobre el mundo manipulando tu capacidad de observar el mundo que te rodea. Descartes no pudo disipar este demonio con la ciencia ni con el empirismo en general. Se basó en la religión para hacerlo.

Este. Las Meditaciones de Descartes son una excelente introducción a cómo podemos observar el mundo y comprenderlo (a través de la ciencia, por supuesto). Es posible que desee considerar dar más énfasis al demonio cartesiano aquí.
Este no es el caso. Las "leyes" de la física son descriptivas, no prescriptivas. IOW, son nuestro mejor intento de describir cómo funciona realmente el universo, pero el universo no está limitado por ellos. Por ejemplo, nuestras ideas sobre lo que eran las leyes de la física sufrieron cambios radicales cuando comenzamos a mirar cosas que son muy pequeñas (mecánica cuántica) o que van muy rápido (relatividad). Ha habido sugerencias de que las leyes también pueden haber sido diferentes al principio. Entonces, si encontramos que la física cambia fuera de nuestra "burbuja", entonces sí lo hace :-)
@jamesqf: El OP especifica 'sin enviar una... prueba tan lejos', por lo que simplemente no podremos detectar los cambios y nuestras descripciones permanecerán como siempre, a menos que podamos encontrar evidencia de la existencia de la burbuja, en cuyo caso se puede suponer que las leyes de la física fuera de la burbuja y dentro de la burbuja aún están vinculadas entre sí de una manera que es medible, en cuyo caso siguen siendo nuestras leyes de la física y ya las hemos medido y probablemente trató de envolver descripciones extrañas como 'energía oscura' alrededor de ellos para tratar de explicar lo fundamentalmente inexplicable.
Una pregunta ligeramente no relacionada, ¿hay alguna razón por la que dejó las unidades como m/(s*m)en lugar de solo 1/s?
@Nit Pensé en usar 1/s. Definitivamente es la unidad más simple. Elegí no hacerlo porque la constante de Hubble es una medida de un cambio en la velocidad a lo largo de una distancia y cuando le até un montón de ceros para argumentar lo ridículamente poco intuitivo que es pequeño, me sentí incómodo al perder esa conexión intuitiva. Dicho esto, tenía la intención de escribirlo como si (m/s)/mno m/(s*m). Eso fue un descuido durante una edición de conversión a mathjax. Lo he editado para corregir ese error. ¡Gracias por llamarme la atención!
Podrías haber dado crédito donde se debe el crédito => Platon. Es una broma. Pero creo que la "Alegoría de la cueva" debería mencionarse para futuros estudios filosóficos del OP.
Además, familiarícese con el Teorema de Noether. Si las leyes de la física no son invariantes de posición, invariantes de tiempo e invariantes de rotación, debe haber consecuencias locales de algún tipo (y probablemente accesibles experimentalmente).
@ nigel222 No necesariamente. Si estamos hablando de líneas extrañas donde las leyes de la física "cambian", no hay garantía de que el universo pueda modelarse bien con un Lagrangiano, que es un paso necesario para aplicar el Teorema de Nother. Todavía tenemos que encontrar una razón para creer que todavía no puedes modelarlo de esa manera. Ahora bien, si las formulaciones lagrangianas fueran válidas, la pregunta interesante sería si las consecuencias locales serían mayores que, digamos, las de la constante de Hubble.
Las medidas originales de @CortAmmon Hubble son medidas de frecuencia de todos modos, a partir de las cuales calculamos un coeficiente de expansión. (m/s)/m está bien, pero Hz es definitivamente una unidad intuitiva (si no la más) aquí.
@Joe Bloggs: Quizás la diferencia sea semántica, o quizás incluso filosófica, pero creo que es importante. El universo hace lo que hace: nuestras "leyes" solo tratan de describir eso. Entonces, si hace algo que supuestamente viola una de esas leyes, entonces (después de descartar un error experimental) tenemos que cambiar la "ley", no acusar al universo de un crimen :-) Ciertamente es posible imaginar violaciones de la Tierra-céntrica. leyes, por ejemplo, la idea común de SF de que los agujeros de gusano FTL son posibles solo donde el espacio es lo suficientemente plano, y ciertamente podríamos observar que esto sucede desde la Tierra.
@jamesqf Creo que las dos posiciones están relacionadas. Su posición filosófica se refiere a lo que la ciencia realmente hace en un sentido filosófico, mientras que el lado de Joe es lo que la ciencia hace en su implementación. Creo que la dificultad está en la redacción del OP, que se estructuró para sugerir que no podemos simplemente salir de la burbuja para observar contenido nuevo. (También creo que es complicado porque descubrí que la mayoría de las personas hoy en día desconocen esta naturaleza de la ciencia. Tengo el hábito de asumir que es una lección que necesita enseñanza, y pido perdón si demuestran que ya sabían eso)
@jamesqf: Estoy de acuerdo (después de todo, no soy la Policía del Universo), pero leí la pregunta como 'Dado que no podemos salir de esta burbuja (y toda la información de fuera de la burbuja que podemos obtener ya está en nuestro poder), ¿cómo podemos saber que nuestras leyes actuales están equivocadas?'. Esta es la respuesta a esa pregunta. Es posible que las galaxias distantes giren demasiado rápido porque las leyes de la física son diferentes a las nuestras allí, pero como no tenemos forma de medir eso, simplemente no podemos hacer esa suposición, por lo que postulamos que la materia oscura existe como una forma de explicar la discrepancia.
Tuve un maestro que dijo que nos daría una A al comienzo del semestre si pudiéramos (como estudiantes) probar de manera concluyente el sistema solar centrado en el sol (en oposición al centrado en la tierra o algún otro modelo) desde la tierra sin lanzar nada al espacio. . Lo último que supe es que nadie había recogido.
Re "cerebro en un frasco": ¿y si el "cerebro" en sí mismo es una simulación? ¿Cómo sabes si todo tu ser es una simulación en un universo simulado? De nuevo, no puedes, pero solo quiero señalar que la gente se obsesiona con que el cerebro siga siendo real. Francamente, creo que es mucho más probable que el cerebro también sea una simulación, porque sería mucho más difícil conectar un cerebro a una entrada artificial que simplemente simular el cerebro.
@Bohemian Esa es una muy buena línea de razonamiento. Por lo general, el cerebro se mantiene fuera de la simulación para evitar algunas degeneraciones aburridas del argumento. Al ser "físico", permite que las personas asuman que debe tener algún valor, al igual que se asignan valor a sí mismos. Por lo general, las cosas que son "todas simulaciones" se copian fácilmente y no se les asigna ningún valor intrínseco, lo que facilita eludir los desafíos filosóficos. Puedes hacer el mismo experimento que con toda simulación y sin cerebro físico, pero solo tienes que ser más creativo. Brain in a jar es más fácil de comercializar.
Para un dilema filosófico igualmente complejo, considere el problema del teletransportador/duplicador en el que crea duplicados de un ser humano y tiene que decidir cómo administrar cosas como la propiedad y los derechos con dos cuerpos humanos que afirman ser el original. Ese tipo de problemas surgen si los cerebros simulados se pueden copiar fácilmente.

La navaja de Occam se aplica aquí. "Entre las hipótesis en competencia, se debe seleccionar la que tenga menos suposiciones"

Hasta que salgamos y echemos un vistazo, no sabemos qué hay más allá de nuestra burbuja.

Pero, ¿un universo donde hay diferentes leyes de la física en diferentes sistemas solares requiere menos suposiciones que un conjunto consistente de leyes en todo el asunto? No creo que pueda.

No, la Navaja de Occan no se aplica aquí. El OP pregunta explícitamente cómo (des)probaríamos una burbuja hipotética. No pregunta "¿vivimos en una burbuja?". O sería la respuesta filosóficamente correcta a la última; para la primera, creo que una respuesta técnica es adecuada.
+1 La ciencia realmente no puede probar esto, por lo que la filosofía es todo lo que tenemos. Creo que la espada láser en llamas de Newton también puede aplicarse, porque realmente no podemos probar todo el universo (es infinito), por lo que no podemos saber si existen estas burbujas.
Bueno, la filosofía tiene más que ofrecer que solo la navaja de Occam (que sería un pésimo departamento académico).

Estás tratando de probar una negativa. Es como demostrar que no son Santa Claus ni el Hada de los Dientes. Puedes probar que no está aquí, ni allá, ni en la habitación de Trump, pero deja abierto el resto del universo.

Varias historias de ciencia ficción se basan en la idea de que la física es diferente en presencia de un campo gravitatorio más fuerte que XEg Cualquier historia que requiere cierta distancia de la estrella para entrar en el hiperespacio. Algunos son explícitos, uno postuló que los resultados negativos del experimento de Michelson-Morley se debieron a que el experimento se realizó demasiado profundo en un pozo gravitatorio.

Otro tenía una nave espacial estrellada en la Tierra que todavía tenía un disco en funcionamiento. La unidad "congeló" el éter localmente. Los extraterrestres observaron desde la distancia con asombro el desarrollo de la relatividad.

Un efecto que dependiera del umbral gravitatorio sería muy difícil de detectar. Una gran fracción de la masa radiante del universo se encuentra en pozos gravitacionales. Si el efecto fuera sutil, podría no ser evidente a partir de la radiación relativamente difusa de las nubes de gas.

Algunos puntos de partida para la especulación:

  • El problema de la masa perdida: podemos medir la tasa de rotación de las galaxias mediante desplazamientos doppler de diferentes lados y midiendo la velocidad orbital de los cúmulos de halo a su alrededor. Podemos sumar la masa de las estrellas. Nos quedamos cortos. Por una fracción enorme. Actualmente tenemos materia oscura y energía oscura como sustitutos, pero las propiedades son vagas.

  • El problema de la topología. ¿El espacio es simple o múltiplemente conexo? Acabo de leer un artículo (bueno, hojeé el resumen y me confundí mucho) analizando la radiación cósmica de fondo. El universo puede ser un hiperdodecaedro con conexiones múltiples. Realice una búsqueda en la web de topología y cosmología si desea compartir mi confusión.

Para los constructores de mundos, considere la posibilidad de que, además de la conexión múltiple cósmica, existan conexiones múltiples locales. Ejemplos de ciencia ficción: las uniones de agujeros de gusano en el Honorverse; en Startrek DS9, en el universo Vor de Bujold. las líneas de tranvía de Alderson en el universo Co-dominium de Pournelle

No, creo que quieren decir que el concepto de gravedad ya no existe fuera de esta burbuja. Entonces, si pasas esta burbuja, todo colapsa en un universo 2d y puedes acceder a un número infinito de ellos entrando y saliendo de nuestro universo. Ese es un ejemplo extraño, pero un ejemplo, no obstante.
Sí, pero tenía una etiqueta de 'verificación de la realidad', así que pensé que la respuesta tenía que tener al menos algunos remaches.
¿Qué historia de ciencia ficción trata sobre una nave espacial estrellada?
Secundo eso, quiero leer esa historia.
@SherwoodBotsford Creo que la verificación de la realidad fue decir qué medios realistas factibles en nuestro mundo se pueden usar para determinar que la física se convierte en entropía pura a 100 ly.

De hecho, existen estudios reales para tratar de determinar si las leyes de la física han cambiado con el tiempo, donde las cosas lejanas mostrarían la diferencia en comparación con las cosas más cercanas.

Por ejemplo , la constante de estructura fina

Los primeros experimentadores que probaron si la constante de estructura fina podría realmente variar examinaron las líneas espectrales de objetos astronómicos distantes y los productos de la desintegración radiactiva en el reactor de fisión nuclear natural de Oklo. Sus hallazgos fueron consistentes con ninguna variación en la constante de estructura fina entre estos dos lugares y tiempos muy separados.

La tecnología mejorada en los albores del siglo XXI hizo posible sondear el valor de α a distancias mucho mayores y con una precisión mucho mayor. …

La luz y los átomos con los que interactuó a una distancia de 10 a 12 mil millones de años luz ( como parecen  , ahora están más lejos) operan según las mismas leyes de la física. Los espectros de absorción y los espectros de emisión son huellas digitales de básicamente toda la mecánica cuántica y la relatividad especial .

Una física totalmente diferente no mostraría este efecto. Las diferencias muy ligeras en las constantes fundamentales mostrarían espectros detallados diferentes.

Mientras tanto, las estrellas trabajan . Por una gran coincidencia ,

Normalmente, la probabilidad del proceso triple alfa es extremadamente pequeña. Sin embargo, el estado fundamental de berilio-8 tiene casi exactamente la energía de dos partículas alfa. En el segundo paso, 8 Be + 4 He tiene casi exactamente la energía de un estado excitado de 12C. Esta "resonancia" aumenta en gran medida la probabilidad de que una partícula alfa entrante se combine con berilio-8 para formar carbono. La existencia de esta resonancia fue predicha por Fred Hoyle antes de su observación real, basándose en la necesidad física de que exista para que se forme carbono en las estrellas. La predicción y luego el descubrimiento de esta resonancia y proceso de energía dio un apoyo muy significativo a la hipótesis de la nucleosíntesis estelar de Hoyle, que postulaba que todos los elementos químicos se habían formado originalmente a partir del hidrógeno, la verdadera sustancia primordial.

Vemos los espectros de carbono en partes lejanas del universo. Entonces, no solo el átomo "funciona" de la misma manera en términos de orbitales de electrones, sino que los niveles de energía nuclear (debido a la fuerza fuerte) también deben ser los mismos.

En resumen, todo encaja, por lo que las observaciones con alta precisión verifican todo; y todo es lo mismo hasta donde podemos ver.

Ahora, a medida que retrocedes en el tiempo más cerca del Big Bang, las cosas se comportan de manera diferente. Pero podemos atribuirlo al calor y la presión , las condiciones en lugar de un cambio fiduciario. Así que lo mismo sucede en condiciones extremas , incluso hoy en día.

De manera más general, mire la inflación : una diferencia repentina en las reglas no se atribuye a un cambio de reglas, sino a un cambio de estado.

Y así es como se modelará cualquier descubrimiento futuro: las reglas no cambian, son válidas globalmente para todo tiempo y espacio. Más bien, hay un conjunto más grande de reglas y diferentes son aplicables en diferentes condiciones . Incluso si tienes que postular un campo previamente desconocido solo para tener una "cosa" cuyo estado puede variar.

Para ser justos, solo podemos volver a las primeras estrellas y, en algunos aspectos, al fondo cósmico de microondas. Si las cosas han cambiado con el tiempo, lo más probable es que la extrañeza se haya manifestado durante el primer siglo, o día, o milisegundo, o un intervalo mucho más corto, después de que comenzó el universo.
@ nigel222 Está la nucleosíntesis del Big Bang , que es bastante sensible. La física diferente durante los primeros momentos puede atribuirse simplemente a la temperatura y la presión; supondríamos que sucedería lo mismo en condiciones similares.

¿Cómo demostramos que no hay una tetera de porcelana orbitando alrededor del Sol?

Si la ciencia que tenemos nos dice que no hay razón para creer que vivimos en una burbuja y, más estrictamente hablando, no hay una teoría científica de tal burbuja, entonces debemos asumir que no hay burbuja. De lo contrario, no podemos estar seguros de que no hay ningún monstruo en nuestro armario hasta que encendemos la luz y revisamos el armario.

La falta de una suposición de que "no hay monstruos en el armario" es realmente bastante razonable, especialmente considerando que el monstruo siempre podría volverse invisible cada vez que mires.
Además, la prueba que ha diseñado solo prueba que no hay ningún monstruo en ese armario en particular en ese momento en particular. No prueba que no haya monstruos, ni refuta su preferencia por esconderse en los armarios.

Observaríamos las diferencias. Actualmente es un axioma de la física moderna que las leyes son las mismas en todas partes. Cuando observamos las diferencias entre la física fuera del sistema solar y la física local, encontramos otros modelos que podrían funcionar en ambas escalas, pero no hay evidencia local para estos modelos.

Por ejemplo, la rotación de las galaxias es diferente a lo que serían las leyes de la física medidas empíricamente en la Tierra. Una forma de compensar eso es introducir materia oscura, otra es agregar otro término a la ley del inverso del cuadrado que es demasiado pequeño para notarlo en escalas locales. Como ninguno de los modelos tiene ningún efecto en las escalas locales, no hay forma de probarlos empíricamente.

Bueno, la materia oscura podría probarse empíricamente encontrando una partícula de materia oscura, en la que estamos trabajando. Pero hasta entonces...
"Las leyes son las mismas en todas partes" no es un axioma. Es una hipótesis de trabajo, y la más simple (por lo general aceptada a través de la "navaja de Occam"). Además, una violación de este principio tendría consecuencias locales, vía el teorema de Noether. Se tendría que abandonar la conservación de la cantidad de movimiento, o el análisis lagrangiano no se aplicaría al universo real. Otros dos pares: conservación de la energía y leyes invariantes en el tiempo, conservación del momento angular y leyes invariantes en la rotación.
@ nigel222 Pensé que el teorema de Noether requería simetría, por lo que requiere la suposición.
Ah, y si se encuentra que el Em-drive realmente funciona ...
Sí, es incorrecto decir que la conservación del impulso es la única víctima posible de las leyes que no son espacialmente invariantes. Pero algo tendría que ceder, y es difícil imaginar un cambio de este tipo que no tenga consecuencias localmente comprobables.

Para probarlo, necesitaría construir racionalmente el mundo a partir de primeros principios necesariamente verdaderos de una manera lógicamente válida. Esto significa algo así como deducir que existes del hecho de que percibes (Descartes "Pienso, luego existo") y pasar de ahí a otras cosas. Según algunos filósofos racionalistas, en algún momento habrías abarcado todo.

Un ejemplo particularmente destacado de esto sería permitir la teodicea de Liebnitz de que este es el mejor de todos los mundos posibles. Suponiendo que uno pudiera probar la existencia de la idea de Dios de Liebnitz, uno podría deducir lógicamente de los principios éticos la naturaleza exacta de la realidad, excepto aquellas partes de la realidad con múltiples posibilidades igualmente buenas. Suponiendo que se pudiera demostrar que la burbuja de la física es una necesidad lógica del plan necesario de este ser necesario, se probaría su existencia.

Si las pruebas inferiores como la evidencia empírica abundante y tal son suficientes, también podría usar cualquier forma de razón metalógica suficientemente vinculante aceptada dentro de los límites de su mundo. Sin embargo, esto haría que la pregunta fuera irrazonablemente amplia.

Varios otros señalaron problemas con el escenario que ha presentado. Algunos han pensado que su escenario sonaba un poco a escepticismo radical, al estilo del demonio de Descartes. Presumiblemente, esas personas estaban imaginando que el resto del universo parece que las leyes de la física continúan aplicándose, pero, según el escenario en el OP, tal vez no sea así. Esto suena un poco como el escenario del cerebro de Boltzmann; si no está familiarizado, consulte el reciente "Por qué los cerebros de Boltzmann son malos" de Sean Carroll o su libro de nivel pop From Eternity to Here . Otros han señalado que podemos hacer mediciones de objetos más allá del sistema solar y que, según nuestras mejores mediciones, las leyes de la física siguen siendo válidas más allá del sistema solar. Me parece bien.

Voy a tomar un tacto diferente. Durante mucho tiempo se ha observado que las curvas de rotación galáctica, es decir, las velocidades de los objetos en función de su distancia desde el centro de las galaxias, se acercan a una constante para grandes distancias. Eso no se espera en las cuentas estándar de la gravedad, dada toda la masa que podemos observar. La respuesta estándar es decir que hay más masa de la que podemos observar; esta es una forma en que los físicos infieren la existencia de la materia oscura. Pero fíjate que podríamos proponer una hipótesis diferente. Quizás, en lugar de invocar la materia oscura, a distancias muy grandes, necesitamos modificar las ecuaciones estándar de la gravedad. Esto lleva a una vista llamada Dinámica Newtoniana Modificada (o MOND) en la que, a grandes distancias, la física gravitacional cambia.

Lo que podría ser de particular interés para usted son las llamadas "anomalías pioneras" . Hay dos objetos que efectivamente abandonaron el sistema solar, Pioneer 10 y 11, y ambos exhibieron movimientos inesperados después de pasar aproximadamente 20 AU (o 2,000,000,000 millas). Durante algún tiempo, los físicos pensaron que las anomalías de Pioneer podríandeberse a la nueva física, como ocurre con MOND u otras teorías especulativas. Más tarde, las anomalías se explicaron por una presión de radiación anisotrópica causada por la pérdida de calor de la nave espacial; en otras palabras, no por la nueva física. Pero esto proporciona un ejemplo del mundo real de lo que podría tener en mente: se podría detectar nueva física cuando abandonemos nuestro sistema solar, tal vez la física que nuestras observaciones actuales solo insinúan (como con las curvas de rotación galáctica). Lo que esto requeriría es que los efectos sean consistentes con todas nuestras observaciones astronómicas actuales, pero lo suficientemente significativos como para que, una vez que uno abandone el pozo gravitacional del Sol, ¡uno comience a ver algo sorprendente!

Basado en lo que descartaste, diría:

El espacio no estaría allí en absoluto, no puedes ocultar algo así .

Ahora soy un experto, por lo que podría estar totalmente equivocado, pero:

Conocemos 4 (podríamos considerarlas 3) fuerzas fundamentales .

  1. Gravitación
  2. fuerza nuclear fuerte
  3. Fuerza nuclear débil
  4. Electromagnetismo

Estas fuerzas son las que, hasta donde sabemos, construyen todo lo que nos rodea. Dijiste que no querrías cambiar la Gravitación y la Luz (lo que esencialmente significa Fuerza nuclear débil y electromagnetismo, según tengo entendido).

Esto te deja con la fuerza nuclear fuerte que puedes cambiar. Puedes ir y leer de qué se trata esta fuerza, pero esencialmente se reduce a "mantener todo unido", sin ella las partículas no formarían átomos , y sin átomos... bueno, entiendes el punto.

No estoy seguro de qué sucedería si cambias ligeramente esa fuerza , ¿podría ser posible formar átomos que no estén tan densamente empaquetados? Entonces, ¿todo se volvería esencialmente más grande, pero probablemente también bastante inestable? Incluso entonces, sin embargo, la ciencia probablemente se habría dado cuenta.

Estamos mucho menos seguros de entender la Gravitación, y la "materia oscura" y la "energía oscura" necesarias para hacer que nuestra teoría de la Gravitación más ampliamente aceptada sea compatible con todas las observaciones. Sin embargo, es muy difícil inventar cambios a la teoría aceptada que no impliquen inmediatamente que el universo tal como lo conocemos no puede existir.

Hay dos escenarios posibles aquí, o esto sucede porque alguien está jugando con nosotros, o sucede por causas naturales.

Alguien se está metiendo con nosotros.

No podemos refutar esto, punto.

Alguien podría haber instalado una pantalla de computadora alrededor del sistema solar mostrando estrellas y galaxias de aspecto natural que en realidad no existen. Más allá de esta pantalla podría estar pasando cualquier cosa. Tal vez sea un experimento científico. Tal vez sea un juguete para niños.

No podemos refutar esto de ninguna manera. Los hipotéticos experimentadores pueden falsificar cualquier cosa .

Causas naturales

Esto parece poco probable.

Podemos ver la distribución de estrellas y galaxias y se ve similar en todos los lugares que podemos ver. Esto significa que la gravedad probablemente funciona igual en todas partes.

Podemos medir la vida interna de estrellas lejanas, y la materia allí parece seguir las mismas reglas que la materia en nuestros laboratorios.

Esto significa que las otras leyes de la física probablemente funcionen igual aquí y allá.

Es posible establecer algún escenario artificial en el que las leyes cambien de manera muy coordinada para que todas las medidas resulten iguales.

Pero esto sería muy poco probable... a menos que alguien se esté metiendo con nosotros.

¡Hola y bienvenido a WorldBuilding.SE! Interesante primera respuesta. Es muy claro y me gusta la longitud de la respuesta. Se parece a la respuesta de Cort Ammon . ¿Podría editar su respuesta con el pequeño botón de edición al final del texto para proporcionar más información sobre por qué su escenario es diferente de las menciones de Cartesian Demon Cort? Si tiene preguntas, realice el recorrido y visite el centro de ayuda. Espero sus aportes. ¡Que te diviertas!
Una pantalla instalada alrededor del sistema solar sería bastante fácil de detectar. Antes de que se enviaran sondas desde la Tierra, es posible que pueda argumentar que las imágenes se actualizaban constantemente a distancias interestelares falsas medidas a través de paralaje. Sin embargo, ahora que tenemos ojos esparcidos por todo el sistema solar, estos cambios serían notables. Sin embargo, su punto de que no puede refutar la existencia de experimentadores omnipotentes es válido.

Una forma sería ver si nuestras teorías estaban equivocadas. Actualmente no estamos seguros de qué está pasando exactamente con la materia oscura y la energía oscura. Hemos observado sus efectos pero no sabemos mucho más sobre ellos. Hipotéticamente, podrían deberse a una física desconocida que no está disponible en nuestro vecindario.

En realidad, esto no es particularmente probable, como máximo puede deberse a una física desconocida hasta ahora, pero si se pudiera presentar una idea que los explicara y demostrara que, por ejemplo, se pueden observar desde lejos pero no recrear aquí, entonces está comenzando a construir un caso. .

La ciencia se trata de observar, formar ideas sobre cuáles son las reglas detrás de las observaciones y generar experimentos para probar que esas ideas son correctas o incorrectas. (Simplifico, pero la idea general es correcta)

Tratar de demostrar que está equivocado es un intento muy bueno y válido de demostrar que tiene razón. Si ni usted ni ninguno de sus compañeros puede demostrar que está equivocado, es bastante seguro asumir que podría tener razón. O lo suficientemente bien por el momento, lo cual está bien.

Entonces, si quiere probar que no está dentro de su burbuja, puede formular sus ideas sobre cómo podría probarse que las cosas no cambian, o tratar de descubrir cómo podría probarse que hay aspectos de físicas que cambian una vez que pasas tu límite hipotético.
Por supuesto, primero discute sus ideas con sus compañeros, para que no se le pase por alto algo importante.

Luego, cuando se sienta razonablemente seguro de que su idea es viable, intente idear experimentos (preferiblemente absurdamente costosos) para probar cualquiera de sus ideas. A partir de los resultados, enjuagas y repites hasta que llegas a un punto en el que no hay fallas más obvias en tu idea y/o tu experimento.

Ese sería entonces el punto en el que quizás quieras leer sobre los lugares que vale la pena ver en Estocolmo, porque mi bola de cristal prevé un viaje allí y conocerás a algunos extraños interesantes.

Contestaría que el universo observable ES nuestra burbuja física localizada. Si miramos lo suficientemente profundo, chocamos con esta pared que es el Fondo Cósmico de Microondas. Estos son los 'límites exteriores' de nuestro universo, y representan el tiempo en el que se formó el universo. En ese momento, la 'física' no era 'la misma' que ahora. El 'Tiempo' en sí mismo no existía como una dimensión única al comienzo del universo, y las fuerzas fundamentales se fusionaron todas juntas. El electromagnetismo y la fuerza nuclear débil estaban juntos como electrodébil, etc.

Sin embargo, todo esto es teórico. Realmente no podemos probar o probar nada de eso, porque no podemos replicar esas condiciones en primer lugar.

Del mismo modo, se postula que los agujeros negros 'rompen' algunas de las leyes básicas más antiguas de la física. Estos serían un ejemplo práctico de un caso en el que sería correcto afirmar que hay áreas del universo donde la física tal como la entendemos no se aplica.

Pero 'la física tal como la entendemos' es la frase clave en todo esto. Nuestra física está lejos de ser perfecta. El universo físico, tal como existe actualmente, es 'perfecto' hasta donde podemos decir, en el sentido de que hay un conjunto coherente de leyes que parecen estar guiando todo dentro de él, total e indiscriminadamente.

¡Bienvenidos a Worldbuilding! Si bien algunos de los puntos que plantea son buenos, la pregunta se refiere a que la física fuera de la nube de Oort es diferente, que está en una escala de órdenes de magnitud más pequeña que el universo observable, por lo que podría editar su respuesta para explicar localizado burbujas en una escala mucho más pequeña? Gracias. Además, también estoy un poco confundido acerca de lo que quiere decir cuando dice 'romper las antiguas leyes de la física' y 'la física no es lo mismo': ¿está hablando de física clásica o simplemente dice que no entendemos toda la física? ?
Gracias feliz de estar aquí. Con respecto a sus preguntas, el CMB está de hecho más allá o fuera de la nube de Oort, por lo que se cumple la condición. ¿Tiene que ser solo un poco más allá de la nube de Oort? ¿No 'todo el camino' por así decirlo? Si es así, vea la siguiente parte sobre los agujeros negros, que parecen romper las leyes de la física clásica de Einstein en el horizonte de sucesos. Cuando dije 'la física no es lo mismo' en el primer párrafo de mi respuesta, fue un segway para explicar algunas diferencias relevantes (el tiempo no es una dimensión independiente, electrodébil en lugar de electromagnetismo y fuerza nuclear débil).
Veo lo que sugiere esta respuesta, pero las metáforas están mezcladas. Los agujeros negros no "rompen" la física. Más bien son un caso muy especial de la misma física que usamos y aplicamos todos los días aquí en la Tierra. Incluso se pueden predecir (aunque no se entienden completamente) utilizando nada más que la física newtoniana. Si reunimos suficiente masa, se podría formar un agujero negro justo al lado de la Tierra. En cuanto al universo muy, muy temprano, no es que las reglas sean diferentes, sino que nuestro modelo del universo (es decir, la física) tiene suposiciones incorporadas que ya no son válidas; sabemos que nuestro modelo está mal allí.
Dije incorrectamente que la Física Clásica se descompone en el horizonte de eventos. Más bien, se dice que la singularidad no tiene volumen y tiene una masa infinita, lo que de hecho desafía a la física tal como la conocíamos en un momento. Pero vimos que había un problema, que eventualmente resolvimos con la física cuántica, que permitía que los agujeros negros tuvieran una masa finita (ya que algunos agujeros negros son obviamente más masivos y poderosos que otros). Va junto con la última parte de mi respuesta, que, en cualquier momento de nuestro marco de tiempo, la física tal como la conocíamos o sabemos que no era (no es) perfecta, por lo que desafiar la física es no entender la física.

Observa las estrellas.

Por ejemplo, si pudiera observar un sistema estelar binario a través de un telescopio y observar el movimiento de las estrellas a medida que interactúan entre sí a través de la gravedad, y si esa interacción coincide con su propio modelo de gravedad, entonces puede concluir con un alto grado de confianza. que la gravedad actuaba igual en ese lugar.

La luz emitida por el plasma forma bandas estrechas cuando está separada por un prisma. En general, el tipo de elemento suele identificarse por el espectro de luz observado. Por ejemplo, asumimos que nuestro sol se compone de hidrógeno y helio porque la luz que emite coincide con el espectro emitido por el hidrógeno y el helio. Si observa una estrella y la luz que proviene de ella se parece a la luz que proviene del plasma generado localmente, entonces puede concluir que los procesos que generaron esa luz probablemente sean similares. Dado que el proceso que genera esa luz depende en gran medida de la forma en que las partículas subatómicas interactúan entre sí, se podría concluir que esas partículas que generan la luz observada se comportan de manera muy similar a las aquí.

Por supuesto, todas nuestras observaciones podrían ser una ilusión. Las probabilidades de tener una ilusión que coincida tan estrechamente con el resto de la realidad serían bastante bajas por pura casualidad. Lo más probable es que sea una ilusión deliberada.

El OP excluyó cosas "súper obvias" como la luz y la gravedad...
@AnoE No creo que debamos excluir la gravedad y la luz como sugiere el OP. Todos los procesos físicos se describen en última instancia por las cuatro fuerzas fundamentales (electromagnética, gravitacional, nuclear débil, nuclear fuerte) y la mecánica cuántica. Si puedes probar eso, entonces prueba el resto de la física. Entre la gravedad y la luz se puede probar casi todo.
No estoy discutiendo; Tengo la impresión de que la pregunta, tal como se plantea, se vuelve incontestable por su lógica interna ("¿podemos detectar X por cualquier medio excepto detectando X?"). Solo digo: su respuesta tiene como punto principal exactamente lo que se descartó.

Espere a que llegue un meteorito interestelar o un cometa y examínelo. El meteoro serviría como muestra de lo que está hecho el resto del universo.

¿El meteoro contiene elementos o isótopos que normalmente no existen aquí? Si los tipos de elementos son similares, se podría concluir que pueden haber sido creados por procesos físicos similares a los que se muestran aquí (por ejemplo, el proceso de fusión en las estrellas).

Examinar la estructura molecular. ¿Están los elementos ordenados de formas que normalmente no ocurren aquí? Por lo general, los compuestos que se forman son los que son termodinámicamente más favorables bajo algunas condiciones específicas. Si vemos estructuras moleculares que normalmente no se formarían aquí, entonces podríamos concluir que las condiciones circundantes eran muy diferentes cuando se creó, o que obedecía a leyes físicas diferentes durante su creación.

Esto no agrega nada a la conversación. Es muy vago. Por ejemplo, ¿por qué examinar un cometa ayudaría a comprender una diferencia en la física más allá de nuestra Nube de Oort?
hecho eso Nada extraño sobre los átomos o su formación. Ver también granos presolares .

La energía oscura ha surgido varias veces, y es un buen caso de estudio para mostrar que hemos observado el universo muchas veces y hemos encontrado cosas que no obedecen a nuestro modelo actual del universo. En lugar de decidir que nuestra física es un caso especial, revisamos nuestro modelo del universo cada vez más y creamos una física que se ajuste tanto a lo que observamos localmente como a escala cósmica. Que podamos hacer predicciones con éxito con este modelo siempre refinado sugiere fuertemente que la física es la misma en todas partes.


En el siglo XIX, aumentaba la evidencia de que la Tierra tenía miles de millones de años. Esto presentó muchos problemas, uno de los cuales fue ¿cómo logró el Sol brillar tanto tiempo? Ninguna fuente de combustible conocida en ese momento podría sostener tal fuego durante miles de millones de años. Incluso la fisión nuclear no podría explicarlo.

El debate se extendió de un lado a otro, y aumentó la evidencia de que sí, la Tierra tenía miles de millones de años, por lo que algo está mal con nuestra comprensión del Sol. Eventualmente se descubrió la fusión nuclear y eso resolvió la paradoja.


Avance rápido hasta el siglo XXI y tenemos un nuevo problema con la gravedad a escala galáctica. Estamos observando que las galaxias se están acelerando alejándose unas de otras en lugar de desacelerar como esperábamos. Le hemos dado a esta fuerza aceleradora un nombre, "energía oscura", aunque sabemos muy, muy poco al respecto.

Una vez más, cada vez hay más pruebas de que esto es real. Y, nuevamente, es probable que nuestra física local no sea diferente, pero que la energía oscura es tan débil que solo tiene un efecto a escala galáctica. Al igual que la gravedad es tan débil que no notas su fuerza hasta que juntas unos cuantos billones de kilogramos de materia; hay tantas fuerzas más fuertes que interfieren con sus observaciones.

Se estima que la densidad de la energía oscura es de aproximadamente 7e−30 g/cm3. Eso es más o menos lo mismo que la materia, pero a diferencia de la materia que se acumula en las galaxias, se distribuye uniformemente por todo el universo. Y, a diferencia de la materia, solo interactúa a través de la gravedad. La física (probablemente definitivamente) funciona igual en todas partes, pero tenemos que mirar hacia el espacio (y retroceder en el tiempo) para obtener observaciones en la escala necesaria.

La otra opción, que nuestra comprensión de la gravedad es incorrecta, hasta ahora no funciona. Todas las teorías alternativas de la gravedad que la gente ha tratado de explicar la energía oscura no coinciden con otras observaciones. Es como tratar de colocar una alfombra del tamaño incorrecto en una habitación, colocar una esquina y la otra sobresale.

Podríamos decir "bueno, supongo que la física es diferente en todos esos otros lugares", pero excepciones como esa resultan en líos poco elegantes que, y esto es muy importante, no ofrecen poder predictivo . No es solo que no sea elegante, sino que también da como resultado un modelo del universo que es menos útil. Los físicos miden qué tan bueno es su modelo del universo por qué tan bien coincide con las observaciones existentes, pero también qué tan bien predice las observaciones futuras. "La gravedad simplemente funciona de manera diferente alrededor de Somewheretarius 5" no nos dice nada sobre el resto del espacio, mientras que la energía oscura como constante cosmológica explica y predice claramente en todo el universo.


Otra razón para creer que no estamos en una burbuja física local es que muchas de nuestras predicciones sobre el universo a escalas muy grandes resultan correctas. Este es el corazón de la ciencia: proponer una teoría sobre cómo funciona el mundo, hacer algunas predicciones basadas en ella, ver si resultan correctas. Si lo hacen, ¡su teoría se fortalece! Si no lo hacen, de vuelta a la mesa de dibujo.

Los dos ejemplos más grandes en la memoria reciente son el fondo cósmico de microondas (CMB) y las ondas gravitacionales . Ambos se basan en gran medida en la suposición de que la física es homogénea en todo el universo.

Se hizo una predicción sobre cómo se vería el CMB y qué ondas gravitacionales generaría la fusión de dos agujeros negros. Las observaciones de WMAP del CMB y la observación de LIGO de una fusión de agujeros negros coinciden extremadamente con esas predicciones.

Estos resultados significan que nuestra física es correcta a escala de toda la historia del universo e incluso para cosas locas como los agujeros negros. No tenemos que salpicar nuestras leyes físicas con excepciones y casos especiales, sino que las refinamos cada vez más, todo desde nuestra bolita de barro.

El resultado de WMAP es tan espectacular que xkcd alardeó "Ciencia. Funciona, perras". con un gráfico de la radiación de cuerpo negro CMB pronosticada y observada.

No estoy seguro de que puedas "probar" que el sistema solar no está dentro de una burbuja física localizada, que parece estar fuera del ámbito de la ciencia. Sin embargo, podría encontrar algunas formas bastante creativas de acercarse a una respuesta.

Por ejemplo, suponga que participa en una campaña de propaganda masiva, convenciendo a todos en la tierra de que ha descubierto un método para probar las leyes de la física fuera del sistema solar, y luego afirma que procederá a realizar la prueba en el plazo de un mes. Luego, suponga que configura un mercado de predicción para cada una de las leyes de la física "probadas". Bajo este marco esencialmente económico, podría encontrar la mejor probabilidad previa absoluta de la humanidad de si las leyes individuales de la física se cumplen fuera del sistema solar. Luego simplemente anuncie que fue una broma gigante (no existe tal método para probar las leyes de la física) y registre los precios de cada uno de los futuros en cada mercado de predicción.

¿Funcionaría esto? Probablemente no. Asume que los mercados de predicción son agregadores de información perfectos y que, de alguna manera, las personas más informadas sobre las leyes de la física aceptan su campaña de propaganda sin reformular su comprensión de las leyes de la física a la luz del conocimiento de que de alguna manera puede probar las leyes de la física. a distancias extremas; esto podría plantear un pequeño problema. Pero al menos es una idea interesante.