Si mund të jemi kaq të sigurt që materia e errët ekziston?


Si mund të jemi kaq të sigurt që materia e errët ekziston?

Supozohet të jetë forma më e zakonshme e materies në univers, por askush nuk e ka parë ndonjëherë atë.

Kanë kaluar më shumë se 50 vjet që kur astronomët propozuan për herë të parë “materinë e errët”, e cila mendohet të jetë forma më e zakonshme e materies në univers. Pavarësisht kësaj, ne nuk e kemi idenë se çfarë është – askush nuk e ka parë drejtpërdrejt ose nuk e ka prodhuar në laborator.

Pra, si mund të jenë shkencëtarët kaq të sigurt se ekziston? A duhet të jenë ata? Rezulton se filozofia mund të na ndihmojë t’u përgjigjemi këtyre pyetjeve.

Në vitet 1970, një studim thelbësor nga astronomët Vera Rubin dhe Kent Ford se si rrotullohet galaktika jonë fqinje Andromeda, zbuloi një mospërputhje të habitshme midis teorisë dhe vëzhgimit. Sipas teorisë tonë më të mirë gravitacionale për këto shkallë – ligjet e Njutonit – yjet dhe gazi në një galaktikë duhet të rrotullohen më ngadalë dhe më ngadalë sa më larg që janë nga qendra e galaktikës. Kjo për shkak se shumica e yjeve do të jenë afër qendrës, duke krijuar një forcë të fortë gravitacionale atje.

Rezultati i Rubin dhe Ford tregoi se nuk ishte kështu. Yjet në skajin e jashtëm të galaktikës lëviznin po aq shpejt sa yjet rreth qendrës së saj. Ideja se galaktika duhet të përfshihet në një halo të madhe të materies së errët u propozua në thelb për të shpjeguar këtë anomali (megjithëse të tjerët e kishin sugjeruar më parë). Kjo masë e padukshme ndërvepron me yjet e jashtëm përmes gravitetit për të rritur shpejtësinë e tyre.

Ky është vetëm një shembull i disa anomalive në vëzhgimet kozmologjike. Megjithatë, shumica e këtyre mund të shpjegohen në mënyrë të barabartë duke ndryshuar ligjet aktuale gravitacionale të dinamikës Njutoniane dhe teorinë e relativitetit të përgjithshëm të Ajnshtajnit. Ndoshta natyra sillet pak më ndryshe në shkallë të caktuara nga sa parashikojnë këto teori?

Një nga teoritë e para të tilla, e zhvilluar nga fizikani izraelit Mordehai Milgrom në 1983, sugjeroi se ligjet e Njutonit mund të funksionojnë pak më ndryshe kur përfshihet nxitimi jashtëzakonisht i vogël, si p.sh. në skajin e galaktikave. Ky ndryshim ishte krejtësisht i pajtueshëm me rrotullimin e vëzhguar galaktik. Sidoqoftë, fizikanët sot favorizojnë në masë të madhe hipotezën e materies së errët të përfshirë në të ashtuquajturin model CDM (Materia e Errët e Ftohtë Lambda).

Kjo pikëpamje është aq e rrënjosur në fizikë, saqë gjerësisht quhet “modeli standard i kozmologjisë”. Megjithatë, nëse dy teoritë konkurruese të materies së errët dhe gravitetit të modifikuar mund të shpjegojnë në mënyrë të barabartë rrotullimin galaktik dhe anomalitë e tjera, dikush mund të pyesë veten nëse kemi arsye të mira për të preferuar njëra mbi tjetrën.

Pse komuniteti shkencor ka një preferencë të fortë për shpjegimin e lëndës së errët mbi gravitetin e modifikuar? Dhe si mund të vendosim ndonjëherë se cili nga dy shpjegimet është i saktë?

Filozofia në shpëtim

Ky është një shembull i asaj që filozofët e quajnë “nënpërcaktimi i teorisë shkencore” nga provat e disponueshme. Kjo përshkruan çdo situatë në të cilën provat e disponueshme mund të jenë të pamjaftueshme për të përcaktuar se çfarë besimesh duhet të mbajmë në përgjigje të tyre. Është një problem që i ka shqetësuar filozofët e shkencës për një kohë të gjatë.

Në rastin e rrotullimit të çuditshëm në galaktika, të dhënat e vetme nuk mund të përcaktojnë nëse shpejtësitë e vëzhguara janë për shkak të pranisë së lëndës shtesë të pavëzhgueshme ose për shkak të faktit se ligjet tona aktuale gravitacionale janë të pasakta.

Prandaj, shkencëtarët kërkojnë të dhëna shtesë në kontekste të tjera që përfundimisht do të zgjidhin çështjen. Një shembull i tillë në favor të materies së errët vjen nga vëzhgimet se si shpërndahet materia në grupin e galaktikave Bullet, i cili përbëhet nga dy galaktika që përplasen rreth 3.8 miliardë vite dritë nga Toka. Një tjetër bazohet në matjet se si drita devijohet nga materia (e padukshme) në sfondin kozmik të mikrovalës, drita e mbetur nga shpërthimi i madh. Këto shpesh shihen si prova të padiskutueshme në favor të materies së errët, sepse teoria fillestare e Milgrom nuk mund t’i shpjegojë ato.

Megjithatë, pas publikimit të këtyre rezultateve, teori të mëtejshme të gravitetit të modifikuar janë zhvilluar gjatë dekadave të fundit në mënyrë që të llogariten të gjitha provat vëzhguese për materien e errët, ndonjëherë me sukses të madh. Megjithatë, hipoteza e materies së errët mbetet ende shpjegimi i preferuar i fizikantëve. Pse?

Një mënyrë për ta kuptuar atë është përdorimi i mjeteve filozofike të teorisë së konfirmimit Bayesian. Ky është një kornizë probabilistike për të vlerësuar shkallën në të cilën hipotezat mbështeten nga provat e disponueshme në kontekste të ndryshme.

Në rastin e dy hipotezave konkurruese, ajo që përcakton probabilitetin përfundimtar të secilës hipotezë është produkti i raportit midis probabiliteteve fillestare të dy hipotezave (përpara dëshmisë) dhe raportit të probabiliteteve që provat shfaqen në çdo rast (i quajtur raporti i gjasave).

Nëse pranojmë se versionet më të sofistikuara të teorisë së gravitetit të modifikuar dhe të lëndës së errët mbështeten në mënyrë të barabartë nga provat, atëherë raporti i gjasave është i barabartë me një. Kjo do të thotë se vendimi përfundimtar varet nga probabilitetet fillestare të këtyre dy hipotezave.

Përcaktimi i asaj që saktësisht llogaritet si “probabiliteti fillestar” i një hipoteze, dhe mënyrat e mundshme në të cilat mund të përcaktohen probabilitete të tilla, mbetet një nga sfidat më të vështira në teorinë e konfirmimit Bayesian. Dhe është këtu ku analiza filozofike rezulton të jetë e dobishme.

Në zemër të literaturës filozofike mbi këtë temë qëndron pyetja nëse probabilitetet fillestare të hipotezave shkencore duhet të përcaktohen objektivisht bazuar vetëm në ligjet probabiliste dhe kufizimet racionale. Përndryshe, ato mund të përfshijnë një sërë faktorësh shtesë, të tilla si konsiderata psikologjike (nëse shkencëtarët po favorizojnë një hipotezë të caktuar bazuar në interes ose për arsye sociologjike ose politike), njohuritë e sfondit, suksesi i një teorie shkencore në fusha të tjera, etj. .

Identifikimi i këtyre faktorëve do të na ndihmojë përfundimisht të kuptojmë arsyet pse teoria e materies së errët favorizohet në masë të madhe nga komuniteti i fizikës.

Filozofia nuk mund të na tregojë përfundimisht nëse astronomët kanë të drejtë apo gabim për ekzistencën e materies së errët. Por mund të na tregojë nëse astronomët kanë vërtet arsye të mira për të besuar në të, cilat janë këto arsye dhe çfarë do të duhej që graviteti i modifikuar të bëhet po aq i popullarizuar sa materia e errët.

Ne ende nuk i dimë përgjigjet e sakta për këto pyetje, por po punojmë për të. Më shumë kërkime në filozofinë e shkencës do të na japin një verdikt më të mirë.

Antonis Antoniou , kandidat për doktoraturë në Filozofinë e Shkencës,,,

About Post Author