Πέμπτη, 19 Ιουνίου 2014

Τι είναι τελικά το Σύμπαν;


Το πρόβλημα της απεραντοσύνης του Σύμπαντος είναι βασικά φιλοσοφικό, έστω και αν η επιστήμη προσπαθεί να το αντιμετωπίσει στηριζόμενη στη θεωρία της σχετικότητας και στη Φυσική των μικροσωματίων. Τι είναι τελικά το Σύμπαν;

Ο Αναξίμανδρος ο Μιλήσιος είναι ο πρώτος που χρησιμοποίησε τον όρο «άπειρο», ταυτίζοντάς τον με την πρώτη αιτία των πραγμάτων, την αρχή και το πρώτο «στοιχείο» όλων των όντων.

Αν και δεν είναι σίγουρο τι ακριβώς εννοούσε ο ίδιος ο φιλόσοφος με τη λέξη αυτή, οι επικρατέστερες σήμερα εκδοχές μάς οδηγούν στο συμπέρασμα ότι ο αναξιμάνδρειος αυτός όρος αναφερόταν κατά κύριο λόγο σε μια ποιοτικά απροσδιόριστη, αμορφοποίητη και άφθαρτη πρώτη «ύλη», που ήταν συγχρόνως χωρικά και χρονικά απεριόριστη.

Παρόμοιες απόψεις ­ για ένα άπειρο κοσμικό γίγνεσθαι ή για την απειρία του κόσμου διατύπωσαν και άλλοι προσωκρατικοί φιλόσοφοι, όπως ο Ηράκλειτος, ο Μέλισσος και οι ατομικοί Λεύκιππος και Δημόκριτος. Η έννοια μάλιστα του απείρου κατά τον αβδηρίτη φιλόσοφο είχε μια συγκεκριμένη υλιστική υπόσταση, αφού αναφερόταν στο άπειρο πλήθος των ατόμων και κατ’ επέκταση των όντων και των φαινομένων. Η ιδέα του απείρου είχε επίσης θέση στη φιλοσοφία των Πυθαγορείων, των Ελεατών αλλά και του Πλάτωνα. Η πυθαγόρεια μάλιστα παράδοση έδινε στο άπειρο και μια ηθική υπόσταση, αφού θεωρούσε ότι το τέλειο πέρας ήταν καλό ενώ το ατελές άπειρο κακό.

Τι ισχυρίζονται οι επιστήμονες: Ο Αριστοτέλης, από την άλλη πλευρά, απέρριπτε την ύπαρξη του «ενεργεία απείρου», αποδεχόταν όμως το «δυνάμει άπειρον»· δεχόταν έτσι την απειρία της κίνησης και του χρόνου, απορρίπτοντας ωστόσο την ιδέα ενός χωρικά άπειρου Σύμπαντος.

Αξίζει ίσως εδώ να σημειωθεί ότι τα ζητήματα αυτά απασχολούν και σήμερα, εντονότατα, τη σύγχρονη Φυσική και Κοσμολογία· αν μάλιστα συσχετισθεί ­ όπως εύκολα μπορεί να γίνει με βάση τη σχετική βιβλιογραφία ­ το άπειρο με το προφιλοσοφικό, ησιόδειο κοσμογονικό «Χάος» ή με τους «άπειρους κόσμους» του Θεόφραστου και των αρχαίων ατομικών, τότε η διαχρονικότητα αυτών των προβλημάτων γίνεται ακόμη πιο εμφανής όσο και αξιομνημόνευτη.

Βέβαια, όπως σημειώνει ο Ε. Μπιτσάκης στο κλασικό πλέον βιβλίο του “Το Είναι και το Γίγνεσθαι” (Εκδόσεις Ι. Ζαχαρόπουλου, 5η έκδοση, Αθήνα, 1990) το πρόβλημα της απειρίας του Σύμπαντος είναι βασικά φιλοσοφικό, έστω και αν η επιστήμη προσπαθεί εδώ και αρκετές δεκαετίες να το αντιμετωπίσει στηριζόμενη στη θεωρία της σχετικότητας και στη Φυσική των μικροσωματίων.

Πράγματι, πρώτος ο Αϊνστάιν προσπάθησε να δώσει μια σύγχρονη επιστημονική απάντηση στο ερώτημα του πεπερασμένου ή άπειρου χώρου με τη βοήθεια της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας και μιας «κοσμολογικής σταθεράς», που προσέθεσε εκ των υστέρων στις εξισώσεις, ώστε να προκύπτει ένα στατικό (στάσιμο) Σύμπαν, στην ύπαρξη του οποίου πίστευε ο μεγάλος φυσικός. Στο μοντέλο αυτό, το Σύμπαν είναι πεπερασμένο αλλά δίχως όρια.

Τις ιδέες του αυτές τις στήριζε ο Αϊνστάιν στη μεγαλοφυή θεωρία του γερμανού μαθηματικού G. Riemann, ο οποίος είχε συλλάβει από τα μέσα ήδη του 19ου αιώνα την έννοια του καμπυλωμένου χώρου και είχε προτείνει ένα σφαιρικό Σύμπαν (με θετική δηλαδή καμπυλότητα), που θα μπορούσε να είναι πεπερασμένο και συγχρόνως χωρίς κάποιο πέρας. Πολύ ενδιαφέρουσες σχετικές αναφορές ­ με ιστορικό, επιστημολογικό και επιστημονικό ενδιαφέρον ­ γίνονται στο σχετικά πρόσφατο βιβλίο του Robert Osserman Η ποίηση του Σύμπαντος (μετάφραση Γ. Κυριακόπουλος, επιστημ. επιμέλεια Γ. Κατσιλιέρης, Εκδόσεις Κάτοπτρο, Αθήνα, 1998).

Ο ρώσος μαθηματικός Α. Friedmann, στηριζόμενος στις αρχικές εξισώσεις της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας (αυτές που δεν περιελάμβαναν ακόμη την «κοσμολογική σταθερά» του Αϊνστάιν), πρότεινε το 1922 την ύπαρξη ενός μη στατικού Σύμπαντος, που διαστέλλεται αργά ­ σε μια πρώτη φάση ­ και στη συνέχεια συστέλλεται λόγω της βαρυτικής έλξης μεταξύ των γαλαξιών. Το 1929 ο Αμερικανός Ε. Hubble παρατήρησε πράγματι την απομάκρυνση των γαλαξιών από εμάς, και τεκμηρίωσε έτσι πειραματικά την άποψη για τη διαστολή του Σύμπαντος.

Οπως μας πληροφορεί ο βρετανός φυσικός S. Hawking στο βιβλίο του “Το χρονικό του Χρόνου” υπάρχουν ουσιαστικά τρία μοντέλα που ικανοποιούν τις αρχικές βασικές υποθέσεις του Friedmann για το Σύμπαν· ο ίδιος ο Friedmann πρότεινε μόνο το πρώτο μοντέλο, αυτό της διαστολής-συστολής, που προαναφέραμε, σύμφωνα με το οποίο ο χώρος και ο χρόνος είναι πεπερασμένοι, χωρίς όμως χωρικά όρια. Το δεύτερο και τρίτο μοντέλο προβλέπουν έναν άπειρο ουσιαστικά χώρο και έναν χρόνο, που συνεχίζεται επ’ άπειρον.

Τα όρια της φιλοσοφίας: Το ποιο από τα μοντέλα ισχύει τελικά εξαρτάται από τον σημερινό ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος και από τη μέση πυκνότητα της ύλης του, που καθορίζει από τη μεριά της την καμπυλότητά του (θετική, αρνητική ή μηδενική). Με τα σημερινά δεδομένα μιας μέσης πυκνότητας, που είναι πολύ μικρότερη από τη θεωρητικά απαιτούμενη «κρίσιμη πυκνότητα» για μια μηδενική καμπυλότητα, μπορούμε να ισχυριστούμε ότι το Σύμπαν είναι ανοικτό (αρνητική καμπυλότητα) με άπειρο τον χώρο και τον χρόνο. Υπάρχουν ωστόσο και άλλες απόψεις, που δίνουν μια εντελώς διαφορετική εικόνα του Σύμπαντος.

Με την κοσμολογική έννοια του χωροχρόνου είναι συνυφασμένη και η θεωρία της Μεγάλης Εκρηξης (Big Bang), που εμπεριέχεται ­ ως αναπόδραστο αφετηριακό σημείο ­ και στα τρία μοντέλα του Friedmann. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, και με δεδομένη την απομάκρυνση των γαλαξιών από εμάς, το Σύμπαν δημιουργήθηκε πριν από περίπου 15 με 20 δισεκατομμύρια χρόνια από μια Μεγάλη Εκρηξη, όταν όλο το περιεχόμενο του Σύμπαντος ήταν συγκεντρωμένο σε ένα «σημείο» με άπειρη την πυκνότητα, τη θερμοκρασία και την καμπυλότητα του χωροχρόνου.

Οι ανωμαλίες που εμφανίζονται σ’ ένα τέτοιο σημείο οδηγούν όμως στην πλήρη κατάρρευση των γνωστών νόμων της Φυσικής. Πιστεύεται ότι η Κβαντική Θεωρία της Βαρύτητας ­ που αποτελεί πάντως ένα απραγματοποίητο ακόμη επιστημονικό όνειρο ­ θα μας βγάλει ίσως από αυτές τις δυσκολίες, χωρίς ωστόσο να μας απαλλάξει οριστικά από την ασύλληπτη και άβολη, για εμάς, έννοια του απείρου.

Η φιλοσοφία δεν φαίνεται επομένως να έχει φθάσει στο τέλος της αλλά ούτε και μπορεί, κατά τη γνώμη μου, να συρρικνωθεί στα στενά πλαίσια μιας οντολογίας, που περιορίζεται στη χαϊντεγκεριανή έννοια της πεπερασμένης ενθαδικότητας.















Ι. Ν. Μαρκόπουλος: Επίκουρος καθηγητής Χημικής Μηχανικής στο ΑΠΘ
TERRA PAPERS
edwhellas
ntokoumentagr.blogspot.gr