"Κυκλικο Σύμπαν"

Θεωρείστε ένα οποιοδήποτε φυσικό σύστημα αποτελούμενο από ό,τι εσείς θέλετε — ας το ονομάσουμε “Πράγμα” .

Αξιώνουμε μονάχα το “Πράγμα” να έχει ένα πεπερασμένο σύνορο , που το περιβάλλει σαν προκάλυμμα και το οποίο θα μπορούσαμε να ονομάσουμε — μάλλον καταχρηστικά —“Οθόνη”.

Ζητούμε να μάθουμε για το Πράγμα όσο γίνεται περισσότερα

Δεν μπορούμε , όμως , να το αγγίξουμε άμεσα — περιοριζόμαστε να εκτελούμε μετρήσεις σχετικά με αυτό μόνο επί της Οθόνης .

Έχουμε τη δυνατότητα να στείλουμε ακτινοβολία οποιουδήποτε είδους διαμέσου της Οθόνης , και να καταγράψουμε τις μεταβολές που παρατηρούμε πάνω της .

Το φράγμα Bekenstein θέτει ένα γενικό όριο στο πλήθος των ερωτήσεων τύπου “ναι ή όχι” τις οποίες μπορούμε να απαντήσουμε σχετικά με το Πράγμα κάνοντας παρατηρήσεις διαμέσου της Οθόνης που το περιβάλλει .

Συγκεκριμένα , το πλήθος των ερωτήσεων δεν μπορεί να υπερβαίνει το 1/4 (δηλαδή το : 0,25) του εμβαδού της Οθόνης , σε μονάδες Planck .

Και αν θέσουμε επιπλέον ερωτήσεις ;

Τότε , σύμφωνα με την ολογραφική αρχή , δύναται να συμβούν δύο τινά :

Είτε το εμβαδόν της Οθόνης θα αυξηθεί ως αποτέλεσμα της εκτέλεσης κάποιου πειράματος που θέτει ερωτήσεις πέραν του ορίου , είτε τα πειράματα που κάνουμε , υπερβαίνοντας το όριο , θα εξαλείψουν ή θα ακυρώσουν τις απαντήσεις σε κάποιες προηγούμενες ερωτήσεις .

Κάθε φορά δεν μπορούμε να γνωρίζουμε για το Πράγμα περισσότερα από όσα μας επιτρέπει το εμβαδόν της Οθόνης .

Το εκπληκτικό είναι ότι κανονικά θα περιμέναμε το εν λόγω όριο να είναι ανάλογο προς τον όγκο του Πράγματος και όχι προς το εμβαδόν της επιφάνειας που το περιβάλλει .

Υποθέστε , για παράδειγμα , πως το Πράγμα είναι η μνήμη ενός υπολογιστή .

Αν συνεχίσουμε να κατασκευάζουμε ολοένα και μικρότερους υπολογιστές , θα φθάσουμε να τους παράγουμε καθαρά από την κβαντική θεωρία του χώρου — αυτό θα είναι και το όριο των δυνατοτήτων μας .

Φαντασθείτε , λοιπόν , πως μπορούμε να κατασκευάσουμε μια μνήμη υπολογιστή χρησιμοποιώντας απλώς τις καταστάσεις δικτύου σπιν που περιγράφουν την κβαντική γεωμετρία του χώρου .

Αποδεικνύεται ότι το πλήθος των διαφορετικών τέτοιων καταστάσεων δικτύου σπιν είναι ανάλογο προς τον όγκο του κόσμου που περιγράφεται από το εκάστοτε δίκτυο (διότι αναλογεί κάποιο πλήθος καταστάσεων ανά κομβικό σημείο , και ο όγκος είναι ανάλογος του πλήθους των κομβικών σημείων) .

Το φράγμα Bekenstein δεν αντιτίθεται σε τούτο . Θεωρεί όμως ότι η ποσότητα πληροφορίας που εμείς , οι εξωτερικοί παρατηρητές , μπορούμε να αντλήσουμε από μια τέτοια μνήμη είναι ανάλογη της επιφάνειάς της και όχι του όγκου της .

Το δε εμβαδόν της επιφάνειας δεν είναι ανάλογο προς το πλήθος των κομβικών σημείων του δικτύου , αλλά προς το πλήθος των ακμών που διαπερνούν την Οθόνη .

Το να εκτείναμε στη συνέχεια τη μνήμη στην τρίτη διάσταση δεν θα μας προσέφερε τίποτε .

Η διαπίστωση αυτή προκαλεί μεγάλη έκπληξη . Αν πρόκειται να την λάβουμε στα σοβαρά , καλό θα είναι να αναζητήσουμε σοβαρους λόγους .

Πράγματι , το φράγμα Bekenstein απορρέει από τον Δεύτερο Νόμο της θερμοδυναμικής .

Η επιχειρηματολογία που οδηγεί από τους νόμους της θερμοδυναμικής στο φράγμα Bekenstein δεν είναι τόσο περίπλοκη στην πραγματικότητα .

Λόγω της σημασίας της , θα παραθέσω παρακάτω (αργότερα , σε άλλο μήνυμα) μια μορφή της . . .

Θα επιχειρηματολογήσουμε δια της εις άτοπον απαγωγής , δηλαδή θα ξεκινήσουμε υποθέτοντας το αντίθετο από εκείνο που πάμε να δείξουμε .

Έτσι , θα υποθέσουμε ότι η ποσότητα πληροφορίας που απαιτείται για την περιγραφή του Πράγματος είναι πολύ μεγαλύτερη από το εμβαδόν της Οθόνης . Για λόγους απλότητας , ας θεωρήσουμε μια σφαιρική οθόνη .

Γνωρίζουμε ότι το Πράγμα δεν είναι μαύρη τρύπα , διότι στην περίπτωση των μαύρων τρυπών η εντροπία που μπορεί να χωρέσει στην Οθόνη αντιστοιχεί σε εμβαδόν μικρότερο από εκείνο της “οθόνης” .

Εν τοιαύτη περιπτώσει όμως , αντίθετα προς την υπόθεσή μας , η εντροπία θα είναι χαμηλότρη από το εμβαδόν της Οθόνης , σε μονάδες Planck . Αν υποθέσουμε ότι η εντροπία μιας μαύρης τρύπας μετρά το πλήθος των δυνατών κβαντικών της καταστάσεων , πρόκειται για πολύ λιγότερη πληροφορία από εκείνη που περιέχει το Πράγμα . Συνεπάγεται τότε (από ένα θεώρημα της κλασικής γενικής σχετικότητας) ότι το Πράγμα διαθέτει λιγότερη ενέργεια από όση θα είχε μια μαύρη τρύπα που θα χωρούσε ίσα ίσα στο εσωτερικό της Οθόνης . Τώρα μπορούμε να προσθέσουμε ενέργεια στο Πράγμα "ενσταλάζοντάς" την αργά διαμέσου της Οθόνης .

Θα φθάσουμε κάποτε στο σημείο να του έχουμε δώσει τόση ενέργεια ώστε , σύμφωνα με το προαναφερθέν θεώρημα , το Πράγμα να καταρρεύσει σε μαύρη τρύπα .

Τότε όμως ξέρουμε ότι η εντροπία της θα δίνεται από το ένα τέταρτο του εμβαδού της Οθόνης . Εφόσον αυτή είναι μικρότερη από την αρχική εντροπία του Πράγματος , έχουμε κατορθώσει να ελαττώσουμε την εντροπία του συστήματος — γεγονός το οποίο αντιτίθεται στον Δεύτερο Νόμο της θερμοδυναμικής .

Την ενέργεια την προσφέραμε αργά αργά , ώστε να εξασφαλίσουμε ότι έξω από την Οθόνη δεν θα συμβεί κάτι ξαφνικό το οποίο θα μπορούσε να αυξήσει σημαντικά την εντροπία κάπου αλλού .

Ο συλλογισμός μας φαίνεται στέρεος . Συνεπώς αν δεχόμαστε τον Δεύτερο Νόμο της θερμοδυναμικής , θα πρέπει να αποδεχθούμε και ότι η μεγίστη εντροπία που εμείς , έξω από την Οθόνη , μπορούμε να αποδώσουμε στο Πράγμα είναι το 1/4 του εμβαδού της Οθόνης . Επειδή δε η εντροπία αποτελεί μέτρο των απαντήσεων στις ερωτήσεις τύπου “ναι ή όχι” , αυτό συνεπάγεται το φράγμα Bekenstein όπως το διατυπώσαμε .

Ο ένας είναι ότι η σχέση ανάμεσα στη θεωρία του Αϊνστάιν και το φράγμα του Bekenstein μπορεί να αντιστραφεί .

Έτσι όπως παρουσιάζω τον προηγούμενο συλλογισμό , το φράγμα εμφανίζεται να αποτελεί εν μέρει συνέπεια των εξισώσεων της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν .

Όπως όμως έχει δείξει ο Ted Jacobson σε μια δικαίως διάσημη δημοσίευση , το επιχείρημα μπορεί να "στηθεί" ανάποδα , ώστε οι εξισώσεις της θεωρίας του Αϊνστάιν να συνάγονται από την υπόθεση ότι ισχύουν οι νόμοι της θερμοδυναμικής και το φράγμα του Bekenstein .

Ο Jacobus το καταφέρνει αυτό δείχνοντας ότι το εμβαδόν της Οθόνης πρέπει να μεταβάλλεται καθώς ρέει ενέργεια διαμέσου αυτής , διότι , σύμφωνα με τους νόμους της θερμοδυναμικής , μαζί με τη ροή ενέργειας έχουμε και ροή της εντροπίας .

Ως αποτέλεσμα , η γεωμετρία του χώρου , η οποία καθορίζει το εμβαδόν της Οθόνης , πρέπει να μεταβάλλεται ανταποκρινόμενη στη ροή ενέργειας .

Ο Jacobson δείχνει πως η διαδικασία αυτή στην πραγματικότητα συνεπάγεται τις εξισώσεις της θεωρίας του Αϊνστάιν .

Ο άλλος λόγος για να αποδεχθούμε το φράγμα Bekenstein είναι ότι αυτό μπορεί να συναχθεί άμεσα από την κβαντική βαρύτητα βρόχων .

Για να δει κανείς πώς , αρκεί να μελετήσει πώς περιγράφεται ένα “προκάλυμμα” , μια “οθόνη” , από την κβαντική θεωρία .

Σύμφωνα με την κβαντική βαρύτητα βρόχων μια οθόνη διαπερνάται από ακμές δικτύου σπιν .

Και κάθε ακμή που τη διατέμνει συνεισφέρει στο ολικό εμβαδόν της .

Αποδεικνύεται ότι κάθε πρόσθετη ακμή αυξάνει και την ποσότητα πληροφορίας που μπορεί να αποθηκευθεί στην οθόνη σε μια κβαντική περιγραφή της .

Μπορούμε να προσθέσουμε περισσότερες ακμές , ωστόσο η πληροφορία που μπορεί να αποθηκεύσει μια οθόνη δεν είναι δυνατόν να αυξάνεται ταχύτερα από το εμβαδόν της .

Αυτό ακριβώς απαιτεί το φράγμα Bekenstein .

Η αλήθεια είναι, πως οι Bekenstein, Jacobson και οι Preskill και Verlinde, προσπαθούν να κάνουν ανατομία χωρίς πτώμα.

Είναι γνωστό το στοίχημα που "έχασε" ο Χώκινς, αλλά η απόδειξη είναι μόνο μεταξύ τους.Θεωρίες επί θεωριών με φόντο την ΓΘΣ, σε ένα πλέγμα δύο αγνώστων ουσιαστικά παραγόντων.Την βαρύτητα και την ύπαρξη μελανών οπών.

Κάποτε είχα πει: << Χίλιοι φυσικοί, χίλιες θεωρίες>>

Αλλες τολμηρές, άλλες συντηρητικές, άλλες "σταθερές", άλλες 'εξώκοσμες'.

Δεν είναι κακό αυτό.Κακό είναι να λαμβάνει κάποιος την θεωρία και να αναπτύσει επί αυτής θεμελιώδεις νόμους, με την συνδρομή μαθηματικών ως στήριγμα και την ανάπτυξη άλλων "υπο-θεωριών", όταν τα κουκιά δεν βγαίνουν.

Είναι ένα λάθος το οποίο, γίνεται κατά κόρον στην θεωρητική φυσική.Το αποδίδω στην "βιασύνη" μας να κατανοήσουμε και να αποδείξουμε τα μυστήρια του σύμπαντος.

Δεν είμαι κατά των θεωριών.Κάθε άλλο.
Είμαι κατά των "αποδείξεων" που απορρέουν από αυτές.
Π.χ, οι ψυχίατροι καταπιάνονται με την ψυχή, χωρίς να γνωρίζουν την σύνθεσή της, ούτε καν την ύπαρξή της.
Ετσι και οι θεωρητικοί φυσικοί, χρησιμοποιούν στην θέση της ψυχής, τις μελανές οπές, που κάθε άλλο παρά μαύρες είναι, χωρίς να γνωρίζουν αν υπάρχουν στην πραγματικότητα.

Και το ωραίο του πράγματος είναι, πως όλες οι θεωρίες κινούνται γύρω από την μεγαλύτερη απάτη όλων των εποχών.Την ΓΘΣ.

Σκέπτομαι εκείνον τον κακομοίρη τον εξωγήϊνο, που παρατηρεί τον κόσμο μας και δίνει αναφορά στους δικούς του.
Θα γράφει: << Οι γήϊνοι αρέσκονται στα παραμυθάκια.Τα διδάσκουν στα παιδιά τους και αυτά με την σειρά τους, στα δικά τους παιδιά και κάποια από αυτά τα παιδιά, προσθέτουν συνεχώς νέες πτυχές στα παραμυθάκια τους>>.

Οπως οι ιστορίες του Χανς και της Γκρέτελ, ένα πράγμα.Πάνω στο αρχικό παραμύθι, έχουν στηθεί νέες περιπέτειες.

Φυσικά, για μας τους μεγάλους, οι ιστορίες των παραμυθιών είναι αυτό ακριβώς που λέει η λέξη.Παραμύθια.
Ετσι θα είναι και οι θεωρίες φυσικής, για τον εξωγήϊνο προηγμένο παρατηρητή.

Είμαι αντιδραστικός, το ξέρω.
Οπότε, μην πετάτε...ντομάτες.

Όπως πολύ καλά όλοι μας γνωρίζουμε , ο χώρος και ο χρόνος είναι στρυφνό αντικείμενο μελέτης , διότι συνιστούν τον καμβά του συνόλου της ανθρώπινης εμπειρίας .

Καθετί που υπάρχει , βρίσκεται κάπου στο χώρο .

Και καθετί που συνέβη , έλαβε χώρα κάποια χρονική στιγμή .

Όπως ακριβώς μπορεί κανείς να ζήσει δίχως να αμφισβητήσει ποτέ τις παραδοσιακές παραδοχές του πολιτισμού του , έτσι είναι δυνατή και η ζωή δίχως να αναρωτιόμαστε για τη φύση του χώρου και του χρόνου .

Εντούτοις , τουλάχιστον μία φορά στη ζωή του , καθένας μας απορεί σχετικά με το χρόνο :

Θα συνεχίσει να κυλάει εσαεί ;

Υπήρξε αρχική στιγμή ;

Θα υπάρξει έσχατη ;

Αν όντως υπήρξε κάποια αρχική στιγμή , τότε πώς δημιουργήθηκε το Σύμπαν ;

Και τι ίσχυε μία στιγμή νωρίτερα ;

Αν δεν υπήρξε αρχική στιγμή , σημαίνει αυτό ότι τα πάντα συνέβησαν νωρίτερα ;

Τα ίδια και για το χώρο :

Εκτείνεται απεριόριστα ;

Αν έχει κάποιο τέλος , τι υπάρχει παραπέρα ;

Κι αν πάλι δεν έχει , τότε μπορούμε να καταμετρήσουμε όλα όσα υπάρχουν στο Σύμπαν ;

Είμαι σίγουρος ότι τα θέματα αυτά απασχολούν τον άνθρωπο αφότου εμφανίσθηκε στον πλανήτη .

Μου είναι δύσκολο να πιστέψω πως εκείνοι οι άνθρωποι που ζωγράφιζαν στα τοιχώματα των σπηλαίων πριν από δεκάδες χιλιάδες χρόνια δεν ρωτούσαν παρόμοια πράγματα ο ένας τον άλλον , καθισμένοι γύρω από τη φωτιά μετά το βραδυνό γεύμα τους .

Όπως ανακαλύψαμε τα τελευταία εκατό περίπου χρόνια , η ύλη αποτελείται από άτομα , τα οποία με τη σειρά τους συντίθενται από ηλεκτρόνια , πρωτόνια και νετρόνια . Τούτο μας διδάσκει κάτι σημαντικό :

Ότι η ανθρώπινη αντίληψη , όσο εκπληκτική και αν αποδεικνύεται μερικές φορές , είναι αρκετά χονδροειδής ώστε να μας επιτρέπει να βλέπουμε απ’ευθείας τα συστατικά της φύσης .

Για να διακρίνουμε όλο και πιο μικροσκοπικά αντικείμενα , χρειαζόμαστε νέα εργαλεία .

Το μικροσκόπιο μας επέτρεψε να δούμε τα κύτταρα από τα οποία είμαστε φτιαγμένοι εμείς και οι άλλοι ζωντανοί οργανισμοί .

Για να παρατηρήσουμε τα άτομα , όμως , απαιτείται να διακρίνουμε τουλάχιστον χίλιες φορές μικρότερες κλίμακες .

Το ηλεκτρονικο μικροσκόπιο μας προσέφερε αυτή τη δυνατότητα .

Χρησιμοποιώντας άλλες συσκευές , όπως οι επιταχυντές σωματιδίων, κατορθώσαμε να παρατηρήσουμε τον ατομικό πυρήνα , μέχρι και τα κουάρκ από τα οποία συντίθενται τα νετρόνια και τα πρωτόνια .

Οι θαυμαστές αυτές εξελίξεις συνοδεύονται από ακόμη περισσότερα ερωτήματα :

Τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ είναι τα μικρότερα δυνατά αντικείμενα ;

Ή μήπως και εκείνα με τη σειρά τους αποτελούνται από ακόμη μικρότερες οντότητες ;

Θα συνεχίσουμε να ανακαλύπτουμε όλο και πιο μικρά σωματίδια ή υπάρχει κάποια ελάχιστη οντότητα ;

Παρόμοια ερωτήματα μπορούν να τεθούν όχι μόνο για την ύλη αλλά και για το χώρο :

Ο χώρος μοιάζει συνεχής , είναι όμως ;

Μια περιοχή του χώρου μπορεί να τεμαχιστεί σε όσα μέρη θέλουμε ή μήπως υπάρχει κάποια ελάχιστη μονάδα χώρου ;

Κάποια ελάχιστη απόσταση ;

(Συνεχίζεται)

Μέχρι πριν από εκατό χρόνια περίπου , διαθέταμε ένα αποδεκτό σύνολο απαντήσεων στα παραπάνω ζητήματα . Και αυτά αποτελούσαν τα θεμέλια της νευτώνειας φυσικής . Ωστόσο , στις αρχές του 20ου αιώνα έγινε αντιληπτό ότι το νευτώνειο οικοδόμημα , όσο χρήσιμο κι αν είχε φανεί για τόσες επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις , αδυνατούσε να δώσει σωστές απαντήσεις στα θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με το χώρο και το χρόνο .

Με την ανατροπή της νευτώνειας φυσικής , νέες απαντήσεις αναδύθηκαν .

Προήλθαν από καινούργιες θεωρίες : κυρίως από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν και από την κβαντική θεωρία , την οποία ανέπτυξαν ο Neils Bohr , o Werner Heisenberg , o Edwin Schrödinger και πολλοί άλλοι .

Επρόκειτο , ωστόσο , μονάχα για την αρχή της επανάστασης , αφού ούτε η μία ούτε η άλλη θεωρία ήταν αρκετά πλήρης ώστε να αποτελέσει θεμέλιο της νέας φυσικής . Ενώ αμφότερες έχουν αποδειχθεί πολύ χρήσιμες και έχουν εξηγήσει πλήθος φαινομένων , η καθεμιά τους είναι ατελής και περιορισμένη .

Η ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας είχε στόχο να εξηγήσει τη σταθερότητα των ατόμων — το γιατί τα άτομα δεν υπόκεινται σε αυτόματη διάσπαση , παρ’όλο που κάθε απόπειρα περιγραφής της δομής τους με βάση τη νευτώνεια φυσική προέβλεπε το αντίθετο .

Επιπλέον , η κβαντική θεωρία εξήγησε πολλές από τις παρατηρούμενες ιδιότητες της ύλης και της ακτινοβολίας .

Οι διαφορές της κβαντικής από τη νευτώνεια φυσική εντοπίζονται κυρίως , αλλά όχι αποκλειστικά , στην κλίμακα των μορίων και στις ακόμη μικρότερες κλίμακες .

Η γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν , από την άλλη , είναι μια θεωρία για το χώρο , το χρόνο και την κοσμολογία .

Οι προβλέψεις της διαφέρουν σημαντικά από εκείνες του Νεύτωνα κυρίως στις πολύ μεγάλες κλίμακες .

Έτσι , οι παρατηρήσεις που την επικύρωσαν προήλθαν από το χώρο της αστρονομίας .

Ωστόσο , φαίνεται πως η γενική σχετικότητα αποτυγχάνει όταν καλείται να περιγράψει τη συμπεριφορά των ατόμων και των μορίων .

Ομοίως , η κβαντική θεωρία δεν εμφανίζεται συμβιβαστή με την περιγραφή του χώρου και του χρόνου η οποία υπόκειται της γενικής θεωρίας της σχετικότητας .

Κατά συνέπεια , καθίσταται αδύνατο να τις συνθέσουμε σε μία θεωρία που να ισχύει σε όλες τις κλίμακες , από τα άτομα έως το ηλιακό σύστημα και ολόκληρο το Σύμπαν .

Δεν είναι δύσκολο να εντοπίσουμε την προέλευση της παραπάνω δυσκολίας .

quote:

---

Ωστόσο , φαίνεται πως η γενική σχετικότητα αποτυγχάνει όταν καλείται να περιγράψει τη συμπεριφορά των ατόμων και των μορίων .

---

quote:

---

Νικόμαχος
Αν αφαιρέσουμε το t από την κίνηση, η οποία είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα της υλοενέργειας, τότε όλα θα κυλούν ομαλά και θα έχουν αρχή και τέλος στην "ζωή" και την "ημιζωή" τους, χωρίς τους φραγμούς του χρόνου, ενός καθαρά ανθρώπινου νοητικού δημιουργήματος.

---

There is no Dark Side of the Moon really. In fact it is all Dark.

quote:

---

quote:

---

Νικόμαχος
Αν αφαιρέσουμε το t από την κίνηση, η οποία είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα της υλοενέργειας, τότε όλα θα κυλούν ομαλά και θα έχουν αρχή και τέλος στην "ζωή" και την "ημιζωή" τους, χωρίς τους φραγμούς του χρόνου, ενός καθαρά ανθρώπινου νοητικού δημιουργήματος.

---

Ή ίσως, πρέπει απλά να βρούμε αυτόν που ονειρεύεται το κόσμος. Οπουδήποτε. Αν και το πιθανότερο, εκεί που μπορεί να υπάρχουν όνειρα.

There is no Dark Side of the Moon really. In fact it is all Dark.

---

Μια φυσική θεωρία δεν μπορεί να είναι απλώς ένας κατάλογος των σωματιδίων και των δυνάμεων που υπάρχουν στον Κόσμο , αλλά κάτι παραπάνω .

Πριν ξεκινήσουμε να περιγράφουμε τι παρατηρούμε γύρω μας , οφείλουμε να βασιστούμε σε κάποιες παραδοχές ως προς το τι ακριβώς σημαίνει να ασκούμε την επιστήμη .

Όλοι μας βλέπουμε όνειρα . Ωστόσο , οι περισσότεροι είμαστε σε θέση να τα ξεχωρίζουμε από όσα αντιλαμβανόμασθε όταν είμαστε ξύπνιοι .

Όλοι μας διηγούμαστε ιστορίες . Οι πιο πολλοί όμως αποδεχόμασθε τη διάκριση ανάμεσα στην πραγματικότητα και τη φαντασία .

Συνεπώς , μιλάμε με διαφορετικό τρόπο για τα όνειρα , τη φαντασία και την κοινή μας εμπειρία , βασιζόμενοι στις διαφορετικές παραδοχές μας για τη σχέση του καθενός από αυτά με την πραγματικότητα .

Οι εν λόγω παραδοχές ενδέχεται να διαφέρουν ελαφρώς από άτομο σε άτομο και από πολιτισμό σε πολιτισμό , υπόκεινται δε σε διαρκή αναθεώρηση από καλλιτέχνες κάθε είδους .

Όταν δεν διατυπώνονται σαφώς , το αποτέλεσμα μπορεί να είναι η σύγχυση και ο αποπροσανατολισμός , είτε εκ προθέσεως είτε όχι .

Ομοίως , οι φυσικές θεωρίες διαφέρουν ως προς τις βασικές παραδοχές τους σχετικά με την παρατήρηση και με την πραγματικότητα .

Όταν δεν προνοήσουμε να τις αποσαφηνίσουμε , ενδέχεται να υπάρξει σύγχυση — και θα υπάρξει — κατά τη σύγκριση περιγραφών του Κόσμου που προέρχονται από διαφορετικές θεωρίες .

Αυτό που θάπρεπε να μας απασχολήσει , εδώ , είναι δύο πολύ βασικά σημεία στα οποία μπορεί να διαφέρουν δύο θεωρίες :

Το πρώτο αφορά την απάντηση που δίνουν στο ερώτημα “τι είναι ο χώρος και ο χρόνος” . Η νευτώνεια θεωρία βασίσθηκε σε μια παραδοχή , η γενική θεωρία της σχετικότητας σε κάποια άλλη , αρκετά διαφορετική . Θα τις εξετάσουμε σύντομα , το σημαντικό πάντως είναι ότι ο Αϊνστάιν άλλαξε για πάντα τον τρόπο με τον οποίο κατανοούμε το χώρο και το χρόνο .

Το δεύτερο σημείο αφορά το πώς οι παρατηρητές θεωρούν ότι σχετίζονται με το σύστημα που παρατηρούν . Κάποια σχέση πρέπει να υφίσταται , ειδάλλως οι παρατηρητές θα αγνοούσαν την ύπαρξη του υπό παρατήρηση συστήματος . Ωστόσο οι διάφορες θεωρίες μπορεί να διαφέρουν σημαντικά — και όντως διαφέρουν — ως προς τις παραδοχές τους για τη σχέση ανάμεσα στον παρατηρητή και το αντικείμενο της παρατήρησης . Ειδικότερα , οι σχετικές παραδοχές της κβαντικής θεωρίας διαφέρουν ριζικά από τις αντίστοιχες του Νεύτωνα .

Το πρόβλημα με την κβαντική θεωρία είναι ότι , ενώ άλλαξε ριζικά τις παραδοχές που αφορούν τη σχέση ανάμεσα στο υποκείμενο και το αντικείμενο παρατήρησης , αποδέχθηκε απαράλλαχτη την παλιά νευτώνεια θεώρηση σχετικά με τη φύση του χώρου και του χρόνου .

Ακριβώς το αντίθετο συνέβη με τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν , η οποία άλλαξε ριζικά την έννοια του χώρου και του χρόνου αλλά διατήρησε τη νευτώνεια θεώρηση για τη σχέση ανάμεσα στον παρατηρητή και το παρατηρούμενο σύστημα .

Καθώς φαίνεται , η καθεμία από τις δύο θεωρίες ισχύει τουλάχιστον εν μέρει , διατηρεί όμως παραδοχές της παλιάς φυσικής με τις οποίες έρχεται σε σύγκρουση η άλλη θεωρία .

Έτσι , η σχετικότητα και η κβαντική θεωρία δεν ήταν παρά τα πρώτα βήματα μιας επανάστασης που σήμερα , έναν αιώνα μετά , παραμένει ατελής .

Για να ολοκληρωθεί , πρέπει να βρεθεί μία μοναδική θεωρία που να συνθέτει την κατανόηση που αποκομίσαμε τόσο από τη σχετικότητα όσο και από την κβαντική θεωρία .

Στη νέα αυτή θεωρία θα πρέπει να συγκεράνυνται με κάποιον τρόπο η νέα αντίληψη για το χώρο και το χρόνο που εισήχθη από τον Αϊνστάιν και η νέα αντίληψη για τη σχέση ανάμεσα στον παρατηρητή και το παρατηρούμενο σύστημα που μας διδάσκει η κβαντική θεωρία .

Αν ο συγκερασμός αποδειχθεί αδύνατος , η νέα θεωρία θα πρέπει να απορρίψει ως αφετηρίες και τις δύο , και να αναζητήσει καινούργιες απαντήσεις τόσο για το χώρο και το χρόνο όσο και για τη σχέση του παρατηρητή με το παρατηρούμενο αντικείμενο .

Επιχείρησα μια ελαφρά, σε ελεύθερο συνειρμό και σε καμμία περίπτωση επιστημονική προσέγγιση του θέματος. Με τον τρόπο των Αβορίγινων.

quote:

---

να αναζητήσει καινούργιες απαντήσεις τόσο για το χώρο και το χρόνο όσο και για τη σχέση του παρατηρητή με το παρατηρούμενο αντικείμενο

---

There is no Dark Side of the Moon really. In fact it is all Dark.

quote:

---

DSM
Αυτό ακριβώς είναι το θέμα. Ποιός είναι ο παρατηρητής και ποιός το παρατηρούμενο.

---

ΔΥΣΤΥΧΙΑ ΣΟΥ ΕΛΛΑΣ
ΜΕ ΤΑ ΤΕΚΝΑ ΠΟΥ ΓΕΝΝΑΣ.

Όταν θα “την έχουμε στα χέρια μας” , η κβαντική θεωρία της βαρύτητας θα μας δώσει νέες απαντήσεις στα ερωτήματα που αφορούν τη φύση του χώρου και του χρόνου .

Αλλά και κάτι παραπάνω :

Η κβαντική θεωρία της βαρύτητας οφείλει να αποτελεί και θεωρία της ύλης .

Θα πρέπει να περιλαμβάνει όλη τη γνώση που αποκτήσαμε τον τελευταίο αιώνα για τα στοιχειώδη σωματίδια και τις δυνάμεις που τα διέπουν .

Θα πρέπει ακόμη να είναι και κοσμολογική θεωρία .

Όταν θα την έχουμε στη διάθεσή μας , θα μας φανερώσει τις απαντήσεις για τα μυστηριώδη σήμερα ερωτήματα που αφορούν την προέλευση του Σύμπαντος — εάν για παράδειγμα , η Μεγάλη Έκρηξη ήταν η απαρχή του χρόνου ή αν επρόκειτο απλώς για μετάβαση από έναν διαφορετικό προϋπάρχοντα κόσμο .

Αν , ακόμη , το Σύμπαν ήταν προορισμένο να εμφανίσει το φαινόμενο της ζωής ή εάν η ύπαρξή μας υπήρξε απλώς συνέπεια ευτυχούς συγκυρίας .

Στο ξεκίνημα του 21ου αιώνα , δεν υπάρχει πιο προκλητικό πρόβλημα στην επιστήμη από την ολοκλήρωση της κβαντικής θεωρίας της βαρύτητας .

Ίσως αναρωτιέστε , όπως άλλωστε πολλοί , μήπως είναι υπερβολικά δύσκολο .

Μήπως ανήκει στην κατηγορία των αδύνατων προβλημάτων και μείνει άλυτο για πάντα , όπως κάποια μαθηματικά προβλήματα ή η φύση της συνείδησης . Δεν θα με εξέπληττε αν , έχοντας διαπιστώσει την έκταση του προβλήματος , υιοθετούσατε αυτή την άποψη . Πολλοί καλοί φυσικοί θα συμφωνούσαν μαζί σας .

Θεωρώ προφανές ότι προτού προβούμε στην αναζήτηση της κβαντικής θεωρίας της βαρύτητας θα πρέπει πρώτα να απομονώσουμε αυτές τις λανθασμένες παραδοχές .

Υπάρχει μια προφανής στρατηγική για τούτο : Προσπάθησε να κατασκευάσεις τη θεωρία και εντόπισε πού αποτυγχάνει . Με αυτό τον τρόπο κατέστη δυνατή η πρόοδος .

Εφόσον όλες οι λεωφόροι που έχουμε ακολουθήσει ως τώρα έχουν οδηγήσει , αργά ή γρήγορα , σε αδιέξοδο , έχουμε μπόλικη δουλειά μπροστά μας . Ίσως να μην εμπνέει πολλούς , μα είναι δουλειά απαραίτητη και , για κάποιο διάστημα , αρκετή .

Η κατάσταση σήμερα εμφανίζεται πολύ διαφορετική , απ’ότι παλαιότερα . Δεν έχουμε φθάσει ακόμη στον προορισμό μας , εντούτοις οι περισσότεροι από όσους εργάζονται στο πεδίο δεν αμφιβάλλουν πως έχουμε προχωρήσει πολύ προς το στόχο μας .

Πράγματι από τα μέσα της δεκαετίας του 1980 αρχίσαμε να ανακαλύπτουμε τρόπους συνδυασμού της κβαντικής θεωρίας και της σχετικότητας που δεν αποτύγχαναν , αντίθετα με όλες τις προηγούμενες απόπειρες .

Συνεπώς , μπορούμε να πούμε ότι τα τελευταία λίγα χρόνια ο γρίφος έχει λυθεί κατά μεγάλο μέρος .

Μία συνέπεια της προόδου μας είναι ότι έξαφνα η έρευνά μας έγινε της μόδας . Το μικρό πλήθος των πρωτοπόρων που εργάζονταν στο πεδίο πριν από μερικές δεκαετίες έχει εξελιχθεί σε μια μεγάλη κοινότητα εκατοντάδων ανθρώπων που ασχολούνται αποκλειστικά σε κάποια περιοχή του προβλήματος της κβαντικής βαρύτητας .

Πράγματι , αριθμούν τόσο πολλούς , ώστε , ως ζηλόφθονες πρωτόγονοι που είμαστε , έχουν διασπασθεί σε πλήθος κοινότητες που διερευνούν διαφορετικές προσεγγίσεις .

Αυτές φέρουν διάφορα ονόματα , όπως χορδές , βρόχοι , συστροφείς , μη μεταθετική γεωμετρία και τόποι .

Αυτή η υπερεξειδίκευση έχει κάποιες δυσάρεστες επιπτώσεις .

Σε κάθε κοινότητα βρίσκουμε επιστήμονες σίγουρους ότι η δική τους προσέγγιση αποτελεί το μοναδικό κλειδί του προβλήματος .

Δυστυχώς , οι περισσότεροι δεν κατανοούν σε ικανοποιητικό επίπεδο τα κύρια αποτελέσματα που συναρπάζουν όσους εργάζονται σε άλλες προσεγγίσεις .

Συναντώνται ακόμη και περιπτώσεις όπου κάποιος δεν αντιλαμβάνεται ότι το πρόβλημα που τόσο πολύ τον δυσκολεύει στα πλαίσια της δικής του προσέγγισης έχει λυθεί πλήρως από κάποιον ο οποίος ακολουθεί άλλη προσέγγιση .

Ως συνέπεια , πολύς κόσμος που εργάζεται σε κάποια περιοχή της κβαντικής βαρύτητας δεν διαθέτει αρκετά ευρεία άποψη του πεδίου ώστε να προσλάβει όλη την πρόοδο που έχει επιτευχθεί πρόσφατα .

Επειδή πρόκειται για δύσκολα προβλήματα , είναι αναμενόμενο ότι — όπως οι ορειβάτες που αναρριχώνται προς μια απάτητη κορυφή — διαφορετικοί ανθρωποι θα ακολουθήσουν διαφορετικές πορείες .

Φυσικά , κάποιες από αυτές θα αποδειχθούν εντελώς αποτυχημένες .

Τελευταία όμως , τουλάχιστον στην περίπτωση της κβαντικής βαρύτητας , αρκετές από τις προσεγγίσεις φαίνεται πως έχουν οδηγήσει σε γνήσιες ανακαλύψεις σχετικά με τη φύση του χώρου και του χρόνου .

Οι πιο συναρπαστικές εξελίξεις , οι οποίες λαμβάνουν χώρα τα τελευταία χρόνια , έχουν να κάνουν με τη συγκέντρωση των όσων μάθαμε ακολουθώντας διαφορετικές πορείες και την ενσωμάτωσή τους σε μια θεωρία — την κβαντική θεωρία της βαρύτητας .

Παρ’όλο που δεν έχουμε διατυπώσει ακόμη τη μοναδική αυτή θεωρία στην τελική της μορφή , γνωρίζουμε ήδη πολλά , τα οποία και θα αποτελέσουν τη βάση όσων θα προσπαθήσω να περιγράψω αργότερα .

Κατά τη γνώμη μου , λίγα χρόνια μας μένουν μέχρι να ολοκληρώσουμε την κβαντική θεωρία της βαρύτητας , ωστόσο πολλοί επιστήμονες , ακόμη , είναι πιο επιφυλακτικοί .

Επομένως , επιθυμώ να τονίσω , ότι αυτά που θα ακολουθήσουν , είναι απόψεις που δεν θα συμμερίζονταν όλοι οι μαθηματικοί και οι φυσικοί που εργάζονται πάνω στο πρόβλημα . Θα πρέπει επίσης να προσθέσω πως υπάρχουν μερικά μυστήρια που δεν έχουν διαλευκανθεί ακόμη .

Επιπλέον , οφείλω να δώσω έμφαση στο γεγονός ότι μέχρι στιγμής δεν έχει καταστεί δυνατός ο πειραματικός έλεγχος των νέων θεωριών μας περί κβαντικής βαρύτητας .

Ακόμη περισσότερο , μέχρι πρόσφατα πιστεύαμε πως η κβαντική θεωρία της βαρύτητας δεν θα μπορούσε να ελεγχθεί με τη χρήση της υπάρχουσας τεχνολογίας και , ως εκ τούτου , θα περνούσαν πολλά χρόνια μέχρι να την αντιπαραβάλουμε με τα πειραματικά δεδομένα .

Σήμερα , όμως , φαίνεται πως επρόκειτο μάλλον για κοντόφθαλμη απαισιοδοξία .

Έχει τονισθεί από φιλοσόφους της επιστήμης όπως ο Paul Feyerabend ότι πολλές φορές μια νέα θεωρία υποδεικνύει νέα είδη πειραμάτων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχό της .

Τούτο είναι πολύ ουσιαστικό στην περίπτωση της κβαντικής βαρύτητας .

Πολύ πρόσφατα , νέα πειράματα έχουν προταθεί , τα οποία φαίνεται πως στο άμεσο μέλλον θα καταστήσουν δυνατό τον έλεγχο ορισμένων τουλάχιστον από τις προβλέψεις της .

Τα νέα αυτά πειράματα θα κάνουν χρήση της υπάρχουσας τεχνολογίας , αλλά με νέους τρόπους , και θα μελετήσουν φαινόμενα στα οποία οι παλιές θεωρίες δεν θα απέδιδαν καμία σχέση με την κβαντική βαρύτητα .

Πρόκειται πράγματι για σημάδι αληθινής προόδου. Θα πρέπει , όμως , να θυμόμαστε πάντα ότι μέχρι να εκτελεστούν τέτοια πειράματα θα παραμένει ανοικτό το ενδεχόμενο οι νέες θεωρίες , όσο όμορφες και ελκυστικές κι αν φαντάζουν , να είναι απλώς εσφαλμένες .

Ανάμεσα στις πολλές διαφορετικές διαδρομές προς την κβαντική βαρύτητα , η περισσότερη κινητικότητα και πρόοδος έχει παρατηρηθεί σε τρεις μεγάλες οδούς .

Δεδομένου ότι η κβαντική βαρύτητα υποτίθεται πως θα προέλθει από την ενοποίηση δύο θεωριών — της σχετικότητας και της κβαντικής θεωρίας — , δύο από τις οδούς αυτές μάλλον δεν είναι και τόσο απροσδόκητες .

Υπάρχει λοιπόν μια διαδρομή με αφετηρία την κβαντική θεωρία , οι περισσότερες δηλαδή από τις ιδέες και τις μεθόδους που χρησιμοποιεί είχαν αναπτυχθεί αρχικά στα πλαίσια της κβαντικής θεωρίας .

Υπάρχει επίσης η διαδρομή από τη σχετικότητα κατά την οποία ξεκινά κανείς με τις θεμελιώδεις αρχές της θεωρίας της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν και προσπαθεί να τις τροποποιήσει ώστε να συμπεριλάβουν κβαντικά φαινόμενα .

Καθεμία από τις εν λόγω δύο οδούς έχει οδηγήσει και σε μια καλά επεξεργασμένη και μερικώς επιτυχημένη θεωρία κβαντικής βαρύτητας .

Η πρώτη οδός γέννησε τη θεωρία χορδών .

Η δεύτερη μας έδωσε μια φαινομενικά διαφορετική θεωρία , την επονομαζόμενη κβαντική βαρύτητα βρόχων .

Τόσο η κβαντική βαρύτητα βρόχων όσο και η θεωρία χορδών συμφωνούν σε ορισμένα βασικά σημεία :

Συμφωνούν ότι υπάρχει μια φυσική κλίμακα στην οποία η φύση του χώρου και του χρόνου διαφέρει πολύ από εκείνη που παρατηρούμε .

Η εν λόγω κλίμακα είναι εξαιρετικά μικρή , απροσπέλαστη για τα πειράματα τα οποία πραγματοποιούμε σήμερα ακόμη και με τους μεγαλύτερους επιταχυντές σωματιδίων .

Πραγματικά , ίσως είναι πάρα πολύ μικρότερη από τις διαστάσεις που έχουμε κατορθώσει να διακρίνουμε έως τώρα .

Συνήθως θεωρείται περί τις 20 τάξεις μεγέθους (δηλαδή κατά παράγοντα 1020) μικρότερη από έναν ατομικό πυρήνα .

Ωστόσο , δεν είμαστε στ’αλήθεια σίγουροι σε ποιο επίπεδο την προσεγγίζουμε .

Πρόσφατα δε έχουν εμφανιστεί κάποιες πολύ ευφάνταστες προτάσεις που , αν αποδώσουν καρπούς , θα καταστήσουν τα φαινόμενα της κβαντικής βαρύτητας ευεξήγητα για τις σημερινές πειραματικές δυνατότητές μας .

Η κλίμακα στην οποία η κβαντική θεωρία της βαρύτητας πρέπει να περιγράψει το χώρο και το χρόνο ονομάζεται κλίμακα Planck .

Τόσο η θεωρία χορδών όσο και η κβαντική βαρύτητα βρόχων αποτελούν θεωρίες σχετικά με το πώς συμπεριφέρονται ο χώρος και ο χρόνος στη συγκεκριμένη μικροσκοπική κλίμακα .

Προσωπικά , πιστεύω ότι τα βασικά αποτελέσματα και της θεωρίας χορδών και της κβαντικής βαρύτητας βρόχων είναι σωστά . Η εικόνα του Κόσμου που θα παρουσιάσω λαμβάνει και τις δύο στα σοβαρά .

Εκτός από τη θεωρία χορδών και την κβαντική βαρύτητα βρόχων , υπήρχε πάντα και τρίτη οδός.

Την ακολούθησαν επιστήμονες που απέρριψαν και τη σχετικότητα και την κβαντική θεωρία ως εσφαλμένες και ατελείς για να αποτελέσουν σημεία αφετηρίας .

Οι εν λόγω επιστήμονες παλεύουν με τις θεμελιώδεις αρχές και επιχειρούν να συγκροτήσουν τη νέα θεωρία από αυτές .

Παρ’όλο που στηρίζονται και σε παλαιότερες θεωρίες , δεν φοβούνται να εφεύρουν ολόκληρους νέους εννοιολογικούς κόσμους και μαθηματικούς φορμαλισμούς .

Έτσι , αντίθετα με τους άλλους δύο δρόμους που ανοίγονται από κοινότητες αρκετά μεγάλες ώστε να εμφανίζουν όλο το φάσμα της ομαδικής ανθρώπινης συμπεριφοράς , ο τρίτος δρόμος ακολουθείται ατομικά μόνο από λίγους , καθένας από τους οποίους κυνηγά το δικό του όραμα , καθένας από τους οποίους — είτε προφήτης είτε τρελός — προτιμά την ουσιώδη εκείνη αβεβαιότητα από την άνεση να πορεύεται με ένα κοπάδι ομοϊδεατών εξερευνητών .

Το ταξίδι στον τρίτο δρόμο καθοδηγείται από βαθιά φιλοσοφικά ερωτήματα όπως : “ Τι είναι ο χρόνος ;” ή “ Πώς μπορούμε να περιγράψουμε ένα Σύμπαν του οποίου αποτελούμε μέρος ;”

Πρόκειται για δύσκολα ερωτήματα , ορισμένα όμως από τα λαμπρότερα μυαλά του καιρού μας έχουν αποδυθεί σε κατά μέτωπο επίθεση . Θεωρώ πως έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος και προς αυτή την κατεύθυνση . Νέες και , μερικές φορές , εκπληκτικές ιδέες έχουν αποκαλυφθεί , οι οποίες πιστεύω πως μπορούν να ανταποκριθούν στην αποστολή της απάντησης τέτοιων ερωτημάτων .

Θεωρώ ότι παρέχουν το εννοιολογικό πλαίσιο που θα μας επιτρέψει να κάνουμε το επόμενο βήμα — τη διατύπωση της κβαντικής θεωρίας της βαρύτητας .

Πολλές φορές τέτοια αποτελέσματα απορρίφθηκαν από τα συντηρητικότερα μέλη του πεδίου ως εντελώς ασύνδετα με την πραγματικότητα .

Τούτοι οι “κριτές” , όμως , αναγκάσθηκαν μερικές φορές να “καταπιούν τη γλώσσα τους” όταν η ίδια η δομή έκανε την εμφάνισή της απροσδόκητα σε κάποια από τις δύο πρώτες οδούς δίνοντας απάντηση σε ένα πρόβλημα που κατά τα άλλα φαινόταν άλυτο .

Αυτό , φυσικά , αποδεικνύει απλώς ότι τα θεμελιώδη ζητήματα σπανίως λύνονται κατά τύχη .

Οι επιστήμονες που ανακάλυψαν τέτοιες δομές ανήκουν στους αληθινούς ήρωες της ιστορίας μας . Ανάμεσά τους οι Alain Connes , Christofer Ishan , David Finkelstein , Roger Penrose , Raphael Sorkin .

Εδώ θα ακολουθήσουμε και τους τρεις δρόμους .

Θα ανακαλύψουμε ότι βρίσκονται πιο κοντά ο ένας στον άλλο από όσο δείχνουν — συνδέονται με μονοπάτια , κατάφυτα και σχεδόν απάτητα , εντούτοις βατά .

Θα υποστηρίξω ότι , αν συγκεντρώσουμε τις καίριες ιδέες και τις κρίσιμες ανακαλύψεις της κάθε θεωρίας , θα αναδυθεί μια ευκρινής εικόνα για το πώς είναι ο Κόσμος στην κλίμακα Planck .

Πρόθεσή μου είναι να εκθέσω την εικόνα αυτή , κι έτσι να δείξω πόσο κοντά βρισκόμαστε στην επίλυση του προβλήματος της κβαντικής βαρύτητας .

The fate of all mankind I see
Is in the hands of fools

KING CRIMSON-EPITAPH 1969

Πιστεύω ότι ακόμη και κάποιος που δεν έχει ξαναδιαβάσει κάτι για τα εν λόγω θέματα θα μπορέσει να παρακολουθήσει το κείμενο .

Μάλιστα συμπεριέλαβα έννοιες από τη σχετικότητα και την κβαντική θεωρία μόνο όποτε ήταν απαραίτητες για να εξηγήσω κάτι .

Η γνώση που έχουμε αποκτήσει ως σήμερα για την κβαντική βαρύτητα δεν βγήκε μέσα από το κεφάλι δύο ή τριών Αϊνστάιν .

Πρόκειται μάλλον για το αποτέλεσμα αρκετών δεκαετιών εντατικής προσπάθειας εκ μέρους μιας μεγάλης και διευρυνόμενης επιστημονικής κοινότητας .

Στις περισσότερες περιπτώσεις , η αναφορά λίγων μόνο ανθρώπων θα έβλαπτε και την επιστημονική κοινότητα και τον αναγνώστη , καθώς θα ενίσχυε το μύθο πως η επιστήμη “θεραπεύεται” από λίγες μεγάλες και μοναχικές προσωπικότητες .

Προκειμένου να προσεγγίσει κανείς την αλήθεια , ακόμη και για ένα τόσο στενό πεδίο όσο η κβαντική βαρύτητα , θα αναγκαζόταν να αναφερθεί στη συνεισφορά δεκάδων ανθρώπων .

Θα έπρεπε να μνημονευθούν τόσοι πολλοί . ώστε ο αναγνώστης που έρχεται για πρώτη φορά σε επαφή με το θέμα θα αδυνατούσε να τους συγκρατήσει .

The fate of all mankind I see
Is in the hands of fools

Έτσι , όταν αντικρίζουμε κάτι όμορφο και περίπλοκα δομημένο , σπεύδουμε σχεδόν ενστικτωδώς να ρωτήσουμε : “Ποιος το έφτιαξε αυτό ;” .

Η συγκεκριμένη ερώτηση , όμως , αποδεικνύεται άστοχη στην περίπτωση που επιχειρούμε μια επιστημονική προσέγγιση του Σύμπαντος .

Πράγματι , το Σύμπαν και όμορφο είναι και περίπλοκα δομημένο .

Ωστόσο , αποκλείεται να έχει κατασκευασθεί από κάτι που βρίσκεται έξω από το ίδιο , διότι εξ ορισμού το Σύμπαν είναι τα πάντα , και τίποτα δεν μπορεί να υπάρχει έξω από αυτό .

Επίσης , εξ ορισμού δεν μπορεί να υπάρξει κάτι πριν από το Σύμπαν και το οποίο να προκάλεσε τη δημιουργία του , διότι τότε θα έπρεπε και εκείνο να αποτελούσε μέρος του Σύμπαντος .

Ως πρώτη λοιπόν αρχή της κοσμολογίας οφείλουμε να δεχτούμε ότι “Δεν υπάρχει τίποτα έξω από το Σύμπαν” .

Δεν έχω πρόθεση να αναιρέσω τη θρησκεία ή το μυστικισμό , αφού πάντα θα βρίσκονται κάποιοι που αναζητούν τέτοιες πηγές έμπνευσης .

Εντούτοις , αν στοχεύουμε στην πραγματική γνώση , αν επιθυμούμε να κατανοήσουμε τι είναι το Σύμπαν και πώς λειτουργεί , τότε πρέπει να αναζητούμε απαντήσεις σε ερωτήσεις σχετικές με όσα αντιλαμβανόμαστε καθώς κοιτάμε γύρω μας .

Και οι απαντήσεις δεν μπορεί να περιλαμβάνουν παρά μόνο αυτά που υπάρχουν μέσα στο Σύμπαν .

Σύμφωνα λοιπόν με την πρώτη αρχή της κοσμολογίας , το Σύμπαν θεωρείται εξ ορισμού κλειστό σύστημα .

Τούτο σημαίνει ότι η εξήγηση για οτιδήποτε υπάρχει μέσα στο Σύμπαν δεν μπορεί να περιλαμβάνει άλλα πράγματα , παρά μόνο όσα υπάρχουν μέσα του .

Η επισήμανση τούτη έχει πολύ σημαντικές συνέπειες , τις οποίες θα συναντήσουμε αργότερα .

Μία από τις σημαντικότερες είναι ότι ο ορισμός ή η περιγραφή οποιασδήποτε οντότητας στο Σύμπαν πρέπει να παραπέμπει μόνο σε άλλες οντότητες μέσα σε αυτό .

Αν κάτι κατέχει μια θέση , αυτή η θέση δεν μπορεί να οριστεί παρά μόνο σε σχέση με άλλα πράγματα μέσα στο Σύμπαν .

Αν κάτι κινείται , την κίνησή του δεν μπορούμε να την διακρίνουμε παρά μόνο αναζητώντας αλλαγές στη θέση του ως προς κάτι άλλο μέσα στο Σύμπαν .

Συνεπώς , η έννοια του χώρου υφίσταται μεταξύ υπαρκτών πραγμάτων του Κόσμου .

Η γεωμετρία του Σύμπαντος μοιάζει αρκετά με τη γραμματική δομή μιας πρότασης . Όπως ακριβώς η πρόταση δεν διαθέτει δομή ούτε υπόσταση πέρα από τις σχέσεις μεταξύ των λέξεών της , έτσι και ο χώρος δεν έχει υπόσταση πέρα από τις σχέσεις ανάμεσα σε όσα ενυπάρχουν στο Σύμπαν .

Αν αλλάξετε μια πρόταση αφαιρώντας μερικές λέξεις ή μεταβάλλοντας τη σειρά κάποιων άλλων , η γραμματική της δομή αλλάζει .

Όμοίως , η γεωμετρία του χώρου αλλάζει όταν μεταβάλλονται οι σχέσεις των πραγμάτων μέσα στο Σύμπαν .

Αντιλαμβανόμασθε λοιπόν τώρα ότι όσο παράλογο είναι να μιλάμε για μια πρόταση δίχως λέξεις τόσο παράλογο είναι να μιλάμε για ένα Σύμπαν που δεν περιέχει τίποτα .

Είναι επίσης παράλογο να μιλάμε ακόμη και για χώρο που περιλαμβάνει ένα μόνο πράγμα , διότι τότε δεν υπάρχουν σχέσεις που να ορίζουν πού βρίσκεται αυτό το πράγμα . ( Εδώ χάνεται η αναλογία μας , μιας και υπάρχουν προτάσεις με μία μόνο λέξη . Συνήθως , όμως , αποκτούν νόημα από τις σχέσεις τους με τις γειτονικές τους προτάσεις ) .

Η άποψη ότι ο χώρος μπορεί να υπάρξει ανεξάρτητα από οπoιεσδήποτε σχέσεις ονομάζεται απόλυτη θεώρηση .

Τέτοια υπήρξε η θεώρηση του Νεύτωνα , όμως έχει καταρριφθεί οριστικά από τα πειράματα που επαλήθευσαν τη θεωρία της γενικής σχετικότητας τοτ Αϊνστάιν .

Οι συνέπειες είναι ριζικές , και χρειάζεται πολλή σκέψη για να τις συνηθίσουμε .

Δυστυχώς , δεν είναι λίγου οι καλοί επαγγελματίες φυσικοί που εξακολουθούν να εξετάζουν τον κόσμο θεωρώντας το χώρο και το χρόνο απόλυτες έννοιες .

Βέβαια , η γεωμετρία του χώρου δεν φαίνεται να επηρεάζεται από αντικείμενα που κινούνται . Καθώς περπατώ από τη μια πλευρά του δωματίου στην άλλη , η γρωμετρία του δωματίου δεν φαίνεται να αλλάζει .

Αφού έχω διασχίσει το δωμάτιο , ο χώρος μέσα του μοιάζει ακόμα να υπακούει στους κανόνες της ευκλείδιας γεωμετρίας που μάθαμε στο σχολείο , όπως και πριν αρχίσω να κινούμαι .

Αν η ευκλείδια γεωμετρία δεν αποτελούσε καλή προσέγγιση για όσα βλέπουμε γύρω μας , η θεώρηση του Νεύτωνα δεν θα είχε καμιά ελπίδα .

Ωστόσο , αποδεικνύεται ότι η φαινομενική ισχύς της ευκλείδιας γεωμετρίας είναι μια ψευδαίσθηση , όπως και η φαινομενικά επίπεδη επιφάνεια της Γης .

Παρομοίως , η γεωμετρία του δωματίου μέσα στο οποίο βρίσκεστε μοιάζει να υπακούει στους κανόνες της ευκλείδιας γεωμετρίας μόνο και μόνο επειδή οι αποκλίσεις από τους κανόνες αυτούς είναι πολύ μικρές .

Αν όμως μπορούσατε να εκτελέσετε μεγάλης ακριβείας , θα βρίσκατε για κάθε τρίγωνο μέσα στο δωμάτιό σας ότι το άθροισμα των γωνιών του δεν ισούται ακριβώς με 180 μοίρες .

Επιπλέον , το άθροισμα των γωνιών κάθε τριγώνου εξαρτάται από τη σχέση του τριγώνου με ό,τι υπάρχει στο δωμάτιο .

Αν μπορούσατε να κάνετε επαρκώς ακριβείς μετρήσεις , θα βλέπατε ότι η γεωμετρία κάθε τριγώνου μέσα στο δωμάτιο αλλάζει όταν μετακινείστε από τη μια πλευρά του στην άλλη .

Κάθε επιστήμη ίσως έχει ένα κύριο δίδαγμα να προσφέρει στην ανθρωπότητα , προκειμένου να μας βοηθήσει να διαμορφώσουμε μια αντίληψη για το ποιοι είμαστε και τι επιτελούμε εδώ που βρισκόμαστε .

Το δίδαγμα της βιολογίας είναι αυτό της φυσικής επιλογής , το οποίο τόσο εύγλωττα μας το προσέρεραν εκπρόσωποί της όπως η Lynn Margulis και ο Richard Dawkins .

Πιστεύω λοιπόν πως το κύριο δίδαγμα της σχετικότητας και της κβαντικής θεωρίας συνίσταται στο ότι ο Κόσμος δεν είναι παρά ένα εξελισσόμενο δίκτυο σχέσεων .

Δεν διαθέτω εκείνη την ευγλωττία που θα με καθιστούσε αντάξιο του Dawkins ή της Margulis στον τομέα της σχετικότητας , ελπίζω όμως ότι , μ’αυτά που γράφω εδώ , θα έχετε καταλάβει πως η σχεσιακή εικόνα του χώρου και του χρόνου έχει ριζικές επιπτώσεις — ανάλογες μάλιστα με εκείνες της φυσικής επιλογής — , όχι μόνο για την επιστήμη αλλά και για την άποψή μας σχετικά με το ποιοι είμαστε και πώς βρεθήκαμε σε αυτό το εξελισσόμενο σύμπαν σχέσεων .

Η θεωρία του Κάρολου Δαρβίνου μας λέει ότι η ύπαρξή μας δεν ήταν αναπότρεπτη , πως δεν υπάρχει στο Σύμπαν κάποια αιώνια τάξη που αναπόφευκτα μας δημιούργησε .

Είμαστε το αποτέλεσμα διαδικασιών πολύ πιο περίπλοκων και απρόβλεπτων από τις μικρές όψεις της ζωής και των κοινωνιών μας επί των οποίων μπορούμε να ασκούμε κάποιον έλεγχο .

Η ιδέα ότι ο Κόσμος είναι ουσιαστικά ένα δίκτυο εξελισσόμενων σχέσεων μας διδάσκει ότι το ίδιο ισχύει λίγο - πολύ για τα πάντα .

Δεν υπάρχει μέσα στο Σύμπαν κάποιο σταθερό , αιώνιο πλαίσιο που να ορίζει τι μπορεί να συμβεί και τι όχι .

Δεν υπάρχει τίποτα πέρα από τον Κόσμο εκτός από τα όσα βλέπουμε , κανένα υπόβαθρο εκτός από τη συγκεκριμένη ιστορία του .

Στις αρχές του 18ου αιώνα , ο φιλόσοφος Gottfried Wilhelm Leibnitz υποστήριξε με σθένος ότι η νευτώνεια φυσική ήταν θανάσιμα εσφαλμένη , διότι βασιζόταν σε μια λογικώς ατελή απόλυτη θεώρηση του χώρου και του χρόνου .

Πρόμαχοι της σχεσιακής εικόνας του χώρου υπήρξαν και άλλοι φιλόσοφοι και επιστήμονες , όπως ο Ernst Mach (ο οποίος εργαζόταν στη Βιέννη στα τέλη του 19ου αιώνα) .

Η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν κατάγεται άμεσα από τις απόψεις αυτές .

Κάτι που ίσως φανεί αντιφατικό σε όλα τούτα είναι ότι η γενική σχετικότητα μπορεί να περιγράψει με συνέπεια σύμπαντα που δεν περιέχουν καθόλου ύλη .

Θα έλεγε κανείς ότι η θεωρία δεν είναι σχεσιακή , αφού υπάρχει χώρος αλλά όχι ύλη και , επομένως , ούτε σχέσεις ανάμεσα στην ύλη για να ορίσουν το χώρο .

Πρόκειται όμως για λάθος . Και το λάθος έγκειται στο ότι εκλαμβάνουμε τις σχέσεις που ορίζουν το χώρο ως σχέσεις μεταξύ υλικών σωματιδίων .

Από τα μέσα του 19ου αιώνα , όμως , γνωρίζουμε ότι ο Κόσμος δεν αποτελείται μόνο από σωματίδια .

Απεναντίας , η θεώρηση που διαμόρφωσε τη φυσική του 20ου αιώνα συνίσταται στο ότι ο Κόσμος αποτελείται και από πεδία . Τα πεδία — όπως τα ηλεκτρικά και τα μαγνητικά — είναι φυσικές οντότητες που μεταβάλλονται συνεχώς μέσα στο χώρο .

Το ηλεκτρικό πεδίο απεικονίζεται συχνά ως ένα δίκτυο δυναμικών γραμμών γύρω από το αντικείμενο που παράγει το πεδίο .

Αυτό που το καθιστά πεδίο είναι το γεγονός ότι από κάθε σημείο του χώρου διέρχεται μια μόνο δυναμική γραμμή (όπως και στην περίπτωση των ισοϋψών καμπυλών ενός χάρτη) .

Αν σε κάποιο σημείο εντός του πεδίου τοποθετήσουμε ένα φορτισμένο σωματίδιο , θα ασκηθεί σε αυτό δύναμη κατά τη διεύθυνση της δυναμικής γραμμής που διέρχεται από το συγκεκριμένο σημείο .

Η γενική σχετικότητα είναι μια θεωρία πεδίων , όπου το εμπλεκόμενο πεδίο ονομάζεται βαρυτικό .

Είναι πιο περίπλοκο από το ηλεκτρικό πεδίο , και γι’αυτό χρησιμοποιείται ένα πιο περίπλοκο δίκτυο δυναμικών γραμμών για να απεικονιστεί .

Συγκεκριμένα , απαιτούνται τρία σύνολα γραμμών .

Επειδή υπάρχουν τρία σύνολα δυναμικών γραμμών , το βαρυτικό πεδίο καθορίζει ένα δίκτυο σχέσεων που αφορούν τον τρόπο με τον οποίο τα τρία σύνολα γραμμών συνδέονται μεταξύ τους .

Στις εν λόγω σχέσεις περιλαμβάνεται , για παράδειγμα , το πόσες φορές περιελίσσονται οι γραμμές ενός συνόλου γύρω από τις γραμμές κάποιου άλλου συνόλου .

Πράγματι , το βαρυτικό πεδίο δεν είναι τίποτα άλλο παρά αυτές οι σχέσεις .

Έτσι , δύο σύνολα δυναμικών γραμμών των οποίων οι γραμμές σχηματίζουν δεσμούς και κόμβους με τον ίδιο τρόπο , ορίζουν το ίδιο δίκτυο σχέσεων , επομένως την ίδια ακριβώς φυσική κατάσταση .

Να γιατί η γενική σχετικότητα χαρακτηρίζεται σχεσιακή θεωρία .

Τα σημεία του χώρου αυτά καθεαυτά δεν έχουν καμιά υπόσταση — όποτε μιλάμε για σημείο , αναφερόμαστε σε συγκεκριμένο χαρακτηριστικό του δικτύου σχέσεων που υφίστανται ανάμεσα στα τρία σύνολα δυναμικών γραμμών .

Είναι θεμιτή η ερώτηση για το ποια κατεύθυνση έχουν οι δυναμικές γραμμές που διέρχονται από δεδομένο σημείο .

Κατά συνέπεια , αν δύο δίκτυα ηλεκτρικών δυναμικών γραμμών είναι όμοια μεταξύ τους — με μόνη διαφορά ότι το ένα βρίσκεται μετατοπισμένο σε σχέση με το άλλο κατά 1 μέτρο προς τα αριστερά — , τότε θεωρείται πως περιγράφουν διαφορετικές φυσικές καταστάσεις .

Οι φυσικοί όμως που χρησιμοποιούν τη γενική σχετικότητα οφείλουν να εργάζονται εντελώς διαφορετικά .

Δεν μπορούν να αναφέρονται σε σημεία , εκτός αν κατονομάζουν κάποια χαρακτηριστικά των δυναμικών γραμμών μέσω των οποίων ορίζονται μονοσήμαντα τα συγκεκριμένα σημεία . Στη γενική σχετικότητα δεν μιλάμε παρά μόνο για σχέσεις μεταξύ δυναμικών γραμμών .

Θα μπορούσε κανείς να ρωτήσει γιατί δεν θεωρούμε τις δυναμικές γραμμές σταθερές στο χώρο , ώστε να ορίζουμε τα π΄ντα σε σχέση με αυτές .

Ο λόγος είναι ότι το δίκτυο των σχέσεων εξελίσσεται με το χρόνο .

Αν δηλαδή εξαιρέσουμε ένα μικρό πλήθος εξιδανικευμένων παραδειγμάτων — που δεν έχουν καμιά σχέση με την πραγματικότητα — , το δίκτυο των δυναμικών γραμμών μεταβάλλεται διαρκώς σε όλους τους κόσμους που περιγράφει η γενική σχετικότητα .

Αρκετά είπαμε για το χώρο . Ας αναφερθούμε τώρα στο χρόνο .

Τα ίδια ισχύουν και εδώ .

Σύμφωνα με τη νευτώνεια θεώρηση , ο χρόνος έχει απόλυτη έννοια . Ρέει από το άπειρο παρελθόν προς το άπειρο μέλλον , ίδιος σε ολόκληρο το Σύμπαν , ανεξάρτητα από οτιδήποτε συμβαίνει στην πραγματικότητα .

Κάθε μεταβολή μετριέται σε μονάδες χρόνου , ο χρόνος όμως υποτίθεται πως έχει νόημα και υπόσταση υπεράνω οποιασδήποτε διαδικασίας μεταβολής στο Σύμπαν .

Κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα , μάθαμε ότι η παραπάνω θεώρηση για το χρόνο είναι τόσο λανθασμένη όσο και η νευτώνεια θεώρηση για το χώρο . Γνωρίζουμε πια πως ούτε ο χρόνος συνιστά απόλυτη έννοια .

Μπορούμε να συγκρίνουμε τη διάρκεια μιας διαδικασίας μόνο μέσω της διάρκειας άλλων διαδικασιών .

Ο χρόνος περιγράφεται μόνο επί τη βάσει μεταβολών στο δίκτυο των σχέσεων που περιγράφει το χώρο .

Στη γενική θεωρία της σχετικότητας , λοιπόν , είναι παράλογο να μιλάμε για ένα σύμπαν στο οποίο δεν συμβαίνει τίποτα : Ο χρόνος δεν είναι παρά ένα μέτρο των συντελούμενων μεταβολών . Δεν έχει άλλη έννοια .

Ούτε ο χώρος ούτε ο χρόνος μπορούν να νοηθούν αποκομμένοι από το σύστημα των εξελισσόμενων σχέσεων που αποτελεί το σύμπαν .

Οι φυσικοί ονομάζουν το παραπάνω χαρακτηριστικό ανεξαρτησία από το υπόβαθρο , εννοώντας ότι δεν υπάρχει κάποιο καθορισμένο υπόβαθρο — μια σκηνή — το οποίο παραμένει σταθερό στο χρόνο .

Αντίθετα θεωρίες όπως η νευτώνεια μηχανική ή ο ηλεκτρομαγνητισμός είναι εξαρτημένες από το υπόβαθρο , διότι υποθέτουν την ύπαρξη ενός σταθερού , αμετάβλητου χωροχρονικού υποβάθρου , το οποίο παρέχει την τελική απάντηση σε όλες τις ερωτήσεις σχετικά με το πού και πότε .

Ένας λόγος που καθυστερήσαμε τόσο πολύ να αναπτύξουμε μια κβαντική θεωρία για τη βαρύτητα είναι ότι όλες οι προηγούμενες κβαντικές θεωρίες είχαν εξάρτηση από υπόβαθρο .

Πράγματι , αποτέλεσε μεγάλη πρόκληση η δόμηση μιας κβαντικής θεωρίας ανεξάρτητης υποβάθρου , της οποίας η μαθηματική δομή να μη χρησιμοποιεί την έννοια του σημείου , παρά μόνο στις περιπτώσεις σημείων που ταυτοποιούνται μέσα από κάποιο δίκτυο σχέσεων .

Το πρόβλημα της διατύπωσης μιας κβαντικής περιγραφής του Κόσμου , στην οποία ο χώρος και ο χρόνος να μην είναι παρά δίκτυα σχέσεων , επιλύθηκε κατά τα τελευταία δεκαπέντε χρόνια του 20ου αιώνα .

Η θεωρία που προέκυψε , και η οποία αποτελεί τον έναν από τους τρεις δρόμους μας , είναι η κβαντική βαρύτητα βρόχων .

Έτσι οι τρεις δρόμοι που οδηγούν στην κβαντική βαρύτητα είναι :

1)Η κβαντική βαρύτητα βρόχων (από την Γενική Σχετικότητα) .

2)Η θερμοδυναμική των μαύρων τρυπών .

3)Η θεωρία χορδών (από την Κβαντική θεωρία) .

ESOTERICA.gr Forums !

© 2010-11 ESOTERICA.gr