Eπιστήμονες απ’ όλον τον κόσμο
σχεδιάζουν νέα πειράματα και διατυπώνουν καινούριες κοσμολογικές
θεωρίες. Ποτέ άλλοτε δεν ήμασταν τόσο κοντά στην αποκάλυψη των μυστηρίων
του Σύμπαντος.
Στην αρχαιότητα, οι φιλόσοφοι ήταν εκείνοι που μελετούσαν το Σύμπαν, όμως δεν είχαν μια ενιαία θεώρηση της πραγματικότητας. Παρατηρούσαν τις κινήσεις των πλανητών, απρόβλεπτα γεωλογικά γεγονότα όπως οι σεισμοί, και προσπαθούσαν να τα εντάξουν όλα σε ένα φιλοσοφικό σχήμα ή στη θρησκεία ενός θεού ο οποίος κυριαρχούσε σε κάθε γωνιά του κόσμου. Μόλις τον 17ο αιώνα ο Ισαάκ Νεύτων διατύπωσε μαθηματικούς νόμους που συνέδεαν τα γήινα φαινόμενα -τη βαρύτητα- με τα ουράνια -την κίνηση των πλανητών.
Όλα σε μία θεωρία
Έκτοτε, οι φυσικοί δεν έπαψαν ποτέ να αναζητούν μια Θεωρία των Πάντων, η οποία θα περιέγραφε το σύνολο του φυσικού κόσμου. Σήμερα, έχουν γίνει αποφασιστικά βήματα προόδου προς αυτήν την κατεύθυνση. Νέες θεωρίες, όπως αυτή της Ολογραφικής Αρχής, ανοίγουν παρθένους δρόμους στην έρευνα. Η βασική της αρχή υποστηρίζει ότι το Σύμπαν είναι η τρισδιάστατη προβολή ενός επίπεδου κόσμου. Αν οι νέες θεωρίες έχουν κάποια βάση, τότε ζούμε σε μια πραγματικότητα γεμάτη κρυμμένες διαστάσεις, στις οποίες θα μπορούσαν να υπάρχουν παράλληλοι κόσμοι, τους οποίους ενδεχομένως κάποια μέρα να ανακαλύψουμε. Πρόκειται για όνειρο; Ναι. Για την πραγματοποίησή του, όμως, εργάζονται τα πιο λαμπρά μυαλά της εποχής μας.
Η Θεωρία των Πάντων
Αόρατοι κόκκοι ή παλλόμενες χορδές; Για να εξηγήσουμε το σύνολο του φυσικού κόσμου, πρέπει να αλλάξουμε τον τρόπο με τον οποίον αντιλαμβανόμαστε τον χώρο και τον χρόνο.
Zούμε μια κοσμοϊστορική αλλαγή; Πολύ πιθανόν. Η κατάσταση στη φυσική, σήμερα, μοιάζει με εκείνη του περασμένου αιώνα, όταν οι επιστήμονες βρέθηκαν μπροστά στο μυστήριο της ραδιενέργειας. Έτσι τουλάχιστον πιστεύει ο νομπελίστας Ντέιβιντ Γκρος, διευθυντής στο Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Kavli του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στις ΗΠΑ. Αυτό δήλωσε και στο 25ο Συνέδριο Solvay, που πραγματοποιήθηκε τον Δεκέμβριο του 2005 στις Βρυξέλες. Εκεί είχε συγκεντρωθεί η αφρόκρεμα των θεωρητικών φυσικών: 60 επιστήμονες απ’ όλον τον κόσμο, ανάμεσά τους και 5 νομπελίστες, οι οποίοι συνόψισαν τις εξελίξεις πάνω στη Θεωρία των Πάντων. Σχεδόν έναν αιώνα πριν, το 1911, οι επιστήμονες που είχαν συγκεντρωθεί στο πρώτο Συνέδριο Solvay βρίσκονταν σε σύγχυση μπροστά στο φαινόμενο της ακτινοβολίας του μελανού σώματος και στην ύπαρξη των κβάντα. Εκείνη η κρίση, όμως, τους οδήγησε στην κατανόηση του ατόμου και στην εκ νέου εξέταση των απόψεών μας για την ύλη. Σήμερα, οι επιστήμονες στοχεύουν πλέον σε μια επαναστατική αναθεώρηση των αντιλήψεών μας σχετικά με το Σύμπαν, τον χρόνο και τον χώρο.
«Μικρά» προβλήματα
Ο δρόμος είναι δύσβατος και κρύβει παγίδες, ωστόσο ένα είναι σίγουρο: σημείο αφετηρίας οποιασδήποτε νέας θεωρίας θα είναι τα πιο μικρά μεγέθη χώρου και χρόνου που μπορούμε να συλλάβουμε. Ξεκινώντας από αυτά, ίσως καταφέρουμε να δομήσουμε μια θεωρία ικανή να περιγράψει όλο το Σύμπαν και όλες τις δυνάμεις που δρουν εντός του.
Μέχρι πριν από έναν αιώνα, θεωρούσαμε τον χώρο σταθερό, σαν ένα μεγάλο «περικάλυμμα» που περιέχει τα πάντα. Ο Άινσταϊν έδειξε ότι ο χώρος μπορεί να αλλάζει σχήμα, να καμπυλώνεται και να παραμορφώνεται. Πράγματι, η Θεωρία της Σχετικότητας του Άινσταϊν περιγράφει πολύ καλά τον κόσμο των άστρων και γαλαξιών. Τι γίνεται όμως αν εφαρμοστεί στον μικρόκοσμο των στοιχειωδών σωματιδίων; Όπως λέει ο Μπράιαν Γκριν, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια της Νέας Υόρκης στις ΗΠΑ και συγγραφέας του γνωστού βιβλίου Το Κομψό Σύμπαν, η σχετικότητα είναι άκρως προβληματική σε πολύ μικρές κλίμακες. Τα προβλήματα παρουσιάζονται σε διαστάσεις που προσεγγίζουν το «μήκος Πλανκ», την πιο μικρή διάσταση που υπάρχει, η οποία ισούται με 10-33 εκατοστά.
Απρόβλεπτες… προβλέψεις
Για να καταλάβουμε τι συμβαίνει όταν προσπαθούμε να μετρήσουμε τόσο μικρές διαστάσεις, πρέπει να θυμηθούμε ότι στον μικρόκοσμο ισχύουν οι κανόνες της Κβαντομηχανικής και η λεγόμενη Αρχή της Απροσδιοριστίας. Σύμφωνα με αυτήν, δεν μπορούμε να γνωρίζουμε ταυτόχρονα τη θέση και την ταχύτητα ενός σωματιδίου. Πράγματι, σε υποατομικό επίπεδο τα σωματίδια αποκτούν κυματικές ιδιότητες και ταλαντώνονται ως κύματα. «Οι διακυμάνσεις των ταλαντώσεων αυτών αυξάνονται όσο πιο μικρές είναι οι διαστάσεις και οι χρόνοι που εξετάζουμε» εξηγεί ο Γκριν. Σε αποστάσεις και χρόνους απειροελάχιστους, όπως το μήκος Πλανκ (10-33 εκατοστά) και ο χρόνος Πλανκ (10-43 δευτερόλεπτα), σημειώνονται τέτοιες διακυμάνσεις ενέργειας ώστε η δομή του χωροχρόνου παραμορφώνεται και δημιουργείται ένας «αφρός» από μαύρες τρύπες και χωροχρονικές δίνες που εμφανίζονται και εξαφανίζονται ακαριαία.
Σήμερα, γίνονται σοβαρές προσπάθειες ώστε να αναπτυχθεί μια Θεωρία των Πάντων η οποία θα έχει καθολική ισχύ, τόσο στον μακρόκοσμο όσο και στον μικρόκοσμο. Οι πιο ελπιδοφόροι δρόμοι είναι δύο: η Θεωρία των Χορδών και η Θεωρία της Loop Quantum Gravity - Κβαντικής Βαρύτητας Βρόχων. Για την Κβαντική Βαρύτητα Βρόχων, ο χώρος δεν μπορεί να διαιρεθεί επ’ άπειρον, δηλαδή δεν είναι ενιαίος και συνεχής, αλλά έχει κοκκώδη μορφή. Υπάρχουν, δηλαδή, ελάχιστοι κόκκοι χώρου με μέγεθος όσο το μήκος Πλανκ. Είναι σημαντικό να σημειώσουμε ότι αυτοί οι κόκκοι δεν είναι «βυθισμένοι» σε κάποιον χώρο, αλλά οι ίδιοι αποτελούν το χώρο. Και όχι μόνο. Σύμφωνα με αυτήν τη θεωρία, ακόμα και ο χρόνος είναι κοκκώδης και δεν ρέει συνεχόμενα όπως το νερό ενός ποταμού, αλλά κινείται με άλματα, όπως οι σταγόνες από μια χαλασμένη βρύση. Εμείς δεν το καταλαβαίνουμε, γιατί κάθε άλμα είναι απειροελάχιστης διάρκειας, όση περίπου ο χρόνος Πλανκ.
Κύκλοι χωρίς κέντρο
Ωστόσο, η θεωρία που φαίνεται να κερδίζει την εύνοια της επιστημονικής κοινότητας είναι εκείνη των Χορδών. Υποθέτει ότι όλα τα σωματίδια είναι απειροελάχιστες παλλόμενες χορδές. Επιπλέον, υποστηρίζει ότι η πιο βαθιά δομή του χωρόχρονου καθορίζεται από κλειστές χορδές, οι οποίες είναι δέκα έως εκατό φορές μακρύτερες από το μήκος Πλανκ. Ας φανταστούμε μια χορδή κλειστή σαν κύκλο. Μας έρχεται αυτόματα στο μυαλό ότι θα έχει ένα κέντρο. Όμως, μια τέτοια εικόνα είναι λανθασμένη, γιατί βασίζεται στην παραδοσιακή αντίληψη για τον χώρο, σύμφωνα με την οποία το κέντρο του κύκλου είναι ένα σημείο. Στη θεωρία των χορδών δεν υπάρχουν σημεία και, συνεπώς, δεν υπάρχει ούτε «κέντρο» της υποτιθέμενης κυκλικής χορδής. Τίποτα δεν μπορεί να είναι μικρότερο από την ίδια τη χορδή. «Ο κόσμος των χορδών δεν μπορεί να περιγραφεί με το παραδοσιακό λεξιλόγιο για τον χώρο και τον χρόνο», τονίζει ο Γκριν. Και συμπληρώνει: «Πρέπει να αναπτύξουμε καινούριο λεξιλόγιο».
Πέρα απ’ τον χώρο και τον χρόνο
Αν κάποια από τις δυο παραπάνω θεωρίες τελικά ισχύει, ίσως θα πρέπει να εξαλείψουμε εντελώς τις έννοιες του χώρου και του χρόνου, καθώς οι βασικοί δομικοί λίθοι που συνθέτουν το Σύμπαν φαίνεται ότι είναι πέρα από αυτές. Αντίθετα, ο χώρος και ο χρόνος είναι πιθανό να προκύπτουν από την ένωση πολλών βασικών δομικών στοιχείων. Άποψη πολύ αφηρημένη, αλλά που δεν διαφέρει από το ότι η ύλη, όπως την αντιλαμβανόμαστε, αποτελείται από άτομα: οι κρύσταλλοι, το νερό, η ζωή προκύπτουν από την ένωση πολλών ατόμων. Δεν είναι τυχαίο ότι στη διάρκεια του Συνεδρίου Solvay οι επιστήμονες συζήτησαν τα πάντα χωρίς προκαταλήψεις. Μίλησαν ακόμα και για την πιθανότητα να υπάρχουν δύο διαστάσεις του χρόνου. Τι σημαίνει αυτό; Αντί να υπάρχουν διαδοχικές χρονικές στιγμές, συντεταγμένες η μια μετά την άλλη με φορά από το παρελθόν στο μέλλον σαν τα καρέ μιας ταινίας, οι διαφορετικές χρονικές στιγμές διασκορπίζονται σε δύο διαστάσεις, σαν καρέ σκορπισμένα σε ένα τραπέζι. Τι συνεπάγεται αυτό; Ότι χάνεται η αίσθηση του πριν και του μετά, ακόμα και η αρχή του αιτίου-αιτιατού.
Ζητούνται πειράματα
Το μειονέκτημα των σύγχρονων θεωριών είναι ότι δεν μπορούν, προς το παρόν, να μελετηθούν πειραματικά. Για παράδειγμα, δεν υπάρχουν όργανα παρατήρησης όσων συμβαίνουν στο μήκος Πλανκ. Το μικρότερο μήκος που μπορεί να μετρηθεί είναι «μόνο» 10-16 εκατοστά. Εντούτοις, άλλα πειράματα που βρίσκονται σε στάδιο προετοιμασίας μπορεί να προσφέρουν χρήσιμα συγκριτικά στοιχεία.
Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων LHC (Large Hadron Collider), που κατασκευάζεται στο CERN της Γενεύης, ίσως εντοπίσει καινούρια σωματίδια που προβλέπονται από τη θεωρία. Επίσης, οι μετρήσεις υψηλής ακριβείας των πλανητικών τροχιών θα μπορούσαν να αποκαλύψουν κρυμμένες διαστάσεις. Αλλά και η επόμενη γενιά ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων πιθανόν να μας δώσει πληροφορίες για τις στιγμές που ακολούθησαν το Μπιγκ Μπανγκ, ίσως και πριν κι απ’ αυτό. Πριν από τη στιγμή, δηλαδή, που θεωρούμε ως «αρχή του χρόνου».
focusmag.gr
esperos-paranormal.com
ntokoumentagr.blogspot.gr
