Нил Турок

Нил Турок

Дата рождения

16 ноября 1958 года

Место рождения

Йоханнесбург, ЮАР

учёный

Нил Джеффри Турок (англ. Neil Geoffrey Turok) — южноафриканский физик. С 2020 года возглавляет кафедру теоретической физики имени Хиггса в Эдинбургском университете, а с 2019 года является почётным директором Института теоретической физики «Периметр». Специализируется на математической физике и физике ранней Вселенной, включая космологическую постоянную и циклическую модель Вселенной.

Биография

Родился 16 ноября 1958 года в Йоханнесбурге, Южная Африка, в семье Мэри Турок и уроженца Белоруссии Бена Турока.

После окончания Черчилль-колледжа в Кембридже Турок получил докторскую степень в Имперском колледже Лондона под руководством Дэвида Олива, одного из изобретателей теории суперструн. После постдокторантуры в Санта-Барбаре он работал младшим научным сотрудником в Фермилаб, штат Иллинойс.

В 1992 году Турок был награждён медалью Максвелла Института физики за вклад в теоретическую физику.

В 1994 году был назначен профессором физики в Принстонском университете, а с 1997 года занимал кафедру математической физики в Кембриджском университете.

В 2003 году Турок основал Африканский институт математических наук в Мюизенберге, образовательный центр послевузовского образования, поддерживающий развитие математики и естественных наук на африканском континенте.

В 2008-2019 годах — директор Института теоретической физики «Периметр».

В 2020 году Турок стал первым заведующим кафедрой теоретической физики имени Хиггса в Эдинбургском университете.

В 2026 году был избран членом Королевского общества.

Турок работает в нескольких областях математической физики и физики ранней Вселенной, уделяя особое внимание наблюдательным проверкам фундаментальных физических законов в космологии. В начале 1990-х годов его группа показала, что поляризационная и температурная анизотропия космического микроволнового фона взаимосвязаны. Это предсказание было подробно подтверждено недавними высокоточными измерениями, проведенными космическим аппаратом WMAP. Они также разработали ключевой тест на наличие космологической постоянной, который также был недавно подтвержден.

Турок и его коллеги разработали теорию открытой инфляции. Вместе с Стивеном Хокингом он позже разработал так называемые инстантонные решения Хокинга — Турока, которые, согласно гипотезе Хокинга и Джеймса Хартла о бескоординатности, могут описать рождение инфляционной Вселенной.

Вместе с Джастином Хури, Бертом Оврутом и Полом Стейнхардтом Турок выдвинул идею экпиротической Вселенной, «космологической модели, в которой горячий Большой взрыв происходит в результате столкновения браны в основном пространстве с ограничивающей его плоскостью орбифолда, начиная с холодной, пустой, статичной Вселенной». Совсем недавно вместе с Полом Стейнхардтом из Принстонского университета Турок разрабатывал циклическую модель Вселенной, в которой Большой взрыв объясняется столкновением двух «миров-бран» в теории М. Предсказания этой модели согласуются с современными космологическими данными, но есть интересные различия с предсказаниями космологической инфляции, которые будут изучаться в ходе будущих экспериментов (вероятно, с помощью космической обсерватории «Планк»). В 2006 году Стейнхардт и Турок показали, что циклическая модель может естественным образом включать в себя механизм снижения космологической постоянной до очень малых значений, что согласуется с современными наблюдениями. В 2007 году Стейнхардт и Турок стали соавторами научно-популярной книги «Бесконечная Вселенная». В 2012 году лекции Масси Турока были опубликованы под названием «Вселенная внутри: от квантов до космоса».

Циклическая модель: бесконечное перерождение Вселенной

Одна из новых циклических моделей Вселенной была предложена Полом Стейнхардтом и Нилом Туроком в 2001 году. Стейнхардт описал эту модель в своей статье, которая так и называлась — «Циклическая модель Вселенной» (The Cyclic Model of the Universe). В теории струн мембрана, или «брана», — объект, существующий в определенном количестве измерений. Согласно Стейнхардту и Туроку, видимые нам три пространственных измерения соответствуют этим бранам. Две трехмерные браны могут существовать параллельно, разделенные дополнительным, скрытым измерением. Эти браны — их можно воспринимать как металлические пластины — могут двигаться вдоль этого дополнительного измерения и сталкиваться друг с другом, создавая Большой взрыв, а значит, и вселенные (вроде нашей). При их столкновении события разворачиваются согласно стандартной модели Большого взрыва: создаются горячее вещество и излучение, происходит быстрая инфляция, а затем все остывает — и формируются такие структуры, как галактики, звезды и планеты. Однако Стейнхардт и Турок утверждают, что между этими бранами всегда присутствует некоторое взаимодействие, которое они называют межбранным: оно притягивает их друг к другу, из-за чего они снова сталкиваются и производят следующий Большой взрыв. Модель Стейнхардта и Турока оспаривает некоторые предположения модели Большого взрыва.

В «зеркальной» Вселенной время идет вспять

В августе 2026 года сообщается, что исследователи вместе с астрофизиком Нилом Туроком предположили, что «зеркальная» Вселенная, возможно, существует. Авторы этой версии не исключают, что во время Большого взрыва образовалась еще одна версия нашей Вселенной. После случившегося она пошла по оси времени в обратном направлении. Ей дали название «зеркальной» или «Антивселенной». Но, как бы не хотелось, попасть в тот мир не является реальной идеей. Однако «зеркальная» Вселенная должна давать знаки в нашем мире. Она делает это при помощи большого количества нейтрино в космосе. Специалисты говорят, что так и подает знаки «Антивселенная». Как пояснили ученые, скопление нейтрино вполне может создавать темную материю. Сейчас она неуловима для ученых. И если все же близнец Вселенной существует, то нейтрино должны иметь несколько типов, один из которых должен быть безмассовым. В настоящее время учёные знают только нижний предел массы этой частицы. Изучение идет дальше. Если версию удастся доказать, то это будет доказывать существование второго мира.

Американские исследователи Латам Бойл и Нил Турок выдвинули теорию о существовании зеркальной Вселенной, которая движется назад во времени. Авторы идеи считают, что это самое простое объяснение механизму расширения нашей Вселенной.

Своими выводами Нил Турок поделился в авторской публикации, которую можно найти на ресурсе Phys.org. Он напоминает, что доминирующий теоретический подход сегодня объединяет теорию струн, мощную математическую структуру, пока не имеющую успешных физических предсказаний, и так называемую "космическую инфляцию", предполагающую, что на очень ранней стадии Вселенная "дико" раздулась в размерах.

В сочетании эти идеи указывают на то, что космос должен быть невероятно сложным в крошечных масштабах и полностью хаотичным в очень больших масштабах. Также эти идеи предполагают огромное разнообразие форм, что дало толчок к развитию теории о "мультивселенной". Однако практические наблюдения пока не подтверждают указанные теории.

"Другое объяснение заключается в том, что Вселенная очень проста и предсказуема как в самых больших, так и в самых маленьких масштабах, - пишет Нил Турок. - Я считаю, что к этой возможности следует отнестись гораздо серьезнее. Ибо, если это правда, мы можем оказаться ближе, чем себе представляли, к пониманию самых основных загадок Вселенной". Раскрыта тайна самого знаменитого коричневого карлика

По его словам, вместе с Латамом Бойлом они попытались построить более простые и проверяемые теории, которые покончат с "инфляцией и теорией струн". И пришли к выводу, что "существуют альтернативы стандартной ортодоксальности".

"Бойл и я начали с того, что взялись за один из величайших парадоксов космологии, - пишет ученый. - Если мы проследим за расширяющейся Вселенной назад во времени, используя теорию гравитации Эйнштейна и известные законы физики, пространство сожмется до одной точки, "начальной сингулярности".

Пытаясь понять это бесконечно плотное, горячее начало, теоретики, включая лауреата Нобелевской премии Роджера Пенроуза, указали на глубокую симметрию в основных законах, управляющих светом и безмассовыми частицами. Эта симметрия, называемая "конформной" симметрией, означает, что ни свет, ни безмассовые частицы на самом деле не испытывают сжатия пространства при большом взрыве".

Используя симметрию, Турок и Бойл проследили движение частиц до самого начала и внезапно обнаружили, что начальную сингулярность можно описать как "зеркало" - некую отражающую границу во времени, то есть условную черту, по одну сторону которой время движется вперед, а по другую - назад.

"Изображение Большого взрыва как зеркала аккуратно объясняет многие особенности Вселенной, которые в противном случае могли бы показаться противоречащими самым основным законам физики, - информирует исследователь. - Например, для каждого физического процесса квантовая теория допускает "зеркальный" процесс, в котором пространство инвертируется, время обращается вспять, а каждая частица заменяется своей античастицей".

Согласно этой теории, "зеркальный" процесс должен происходить с той же скоростью, что и исходный. Одна из самых основных загадок известной нам Вселенной заключается в том, что она, по-видимому, нарушает эту симметрию, потому что время всегда идет вперед, а частиц больше, чем античастиц.

"Наша гипотеза зеркала восстанавливает симметрию Вселенной, - считает Нил Турок. - Когда вы смотрите в зеркало, вы видите свое отражение: если вы левша, то изображение будет правшой и наоборот. Сочетание вас и вашего отражения в зеркале более симметрично, чем если бы вы были одни. Когда Бойл и я экстраполировали нашу Вселенную назад через Большой взрыв, мы нашли ее зеркальное отражение - Вселенную до взрыва, в которой, относительно нас, время идет вспять, а античастиц больше, чем частиц".