Φίλοι του Τ.Μ.Θ.

  • Μεγαλύτερο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Προκαθορισμένο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Μικρότερο μέγεθος γραμματοσειράς

ΑΡΧΗ | Αποθήκευση όλων των δημοσιευμένων άρθρων | Κανένα θαύμα στο Πολυσύμπαν: Μια κριτική για το τελευταίο βιβλίο του Stephen Hawking από τον Michael Turner

Κανένα θαύμα στο Πολυσύμπαν: Μια κριτική για το τελευταίο βιβλίο του Stephen Hawking από τον Michael Turner

E-mail Εκτύπωση PDF

Σε μία παρουσίαση του βιβλίου Ο Μεγάλος Σχεδιασμός των Stephen Hawking και Leonard Mlodinow, ο φυσικός και διευθυντής του ινστιτούτου Cosmological Physics στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου Michael Turner, παραθέτει στο περιοδικό Nature σπουδαίες και ενδιαφέρουσες απόψεις δείχνοντας ότι οι μη φυσικοί δεν πολυκατάλαβαν το βιβλίο.

Παρά την εκτεταμένη άποψη περί του αντιθέτου, το βιβλίο Ο Μεγάλος Σχεδιασμός των Stephen Hawking και Leonard Mlodinow δεν αποδοκιμάζει την ύπαρξη του Θεού. Η επιστήμη δεν έχει να μας πει κάτι το καινούργιο για τον Θεό από την εποχή που ο μαθηματικός Pierre-Simon Laplace στο σχόλιο του Μεγάλου Ναπολέοντα ότι δεν ανέφερε ούτε σε μια παράγραφο το Δημιουργό, στο βιβλίο του πρώτου Ουράνια Μηχανική  (1799?1825) - που περιγράφει το ηλιακό σύστημα και το σύμπαν, του απάντησε ότι δεν χρειάστηκε καθόλου την υπόθεση της Ύπαρξης του Θεού. Αντίθετα, οι θεωρητικοί φυσικοί Stephen Hawking και Leonard Mlodinow παραθέτουν μια σύντομη αλλά συναρπαστική αναφορά κάποιων εκ των τολμηρότερων ιδεών στη φυσική - συμπεριλαμβανομένης της Μ-Θεωρίας και του πολυσύμπαντος - και τι έχουν αυτές να μας πουν για την ύπαρξη και τη φύση του Σύμπαντος.

Ο Μεγάλος Σχεδιασμός περιγράφει την ιστορία της επιστήμης από την εποχή του Θαλή μέχρι τις μέρες μας αγγίζοντας έξι θεμελιώδη σημεία:

  • τον ισχυρισμό των Ιώνων φιλοσόφων περί το 600 π.Χ ότι ο κόσμος κυβερνάται από νόμους
  • την ανακάλυψη των πρώτων απλών νόμων από τον Αρχιμήδη περί το 200 π.Χ
  • τη μαθηματική έκφραση των νόμων της κίνησης και της βαρύτητας από τον Νεύτωνα το 1680
  • τον ισχυρισμό του Laplace τον 19ο αιώνα ότι ο κόσμος μας είναι ντετερμινιστικός και δε χρειάζεται το Θεό
  • το ερώτημα του Αϊνστάιν στις αρχές του εικοστού αιώνα αν ο δημιουργός έχει επιλογή για τους νόμους τη φύσης
  • και τη σημερινή έκφραση αυτών των νόμων στο καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής και της θεωρίας της γενικής σχετικότητας.

Το πολυσύμπαν είναι ίσως η πιο σημαντική ιδέα της εποχής μας, και μπορεί ακόμη και να είναι σωστή, αλλά μας προκαλεί έναν πονοκέφαλο. Είναι όντως η άποψη αυτή επιστημονική, αν δεν μπορούμε να την δοκιμάσουμε; Τα διάφορα "κομμάτια" του πολυσύμπαντος είναι απομονωμένα, γι΄αυτό και δεν θα μπορέσει κανείς να τα παρατηρήσει. Η ιδέα δε του πολυσύμπαντος εκτοπίζει από τις απαντήσεις το ερώτημα σχετικά με την επιλογή και του ποιος επιλέγει, και δεν εξηγεί γιατί υπάρχει κάτι αντί για το τίποτα.

 Οι Hawking και Mlodinow υποστηρίζουν ότι η αρνητική βαρυτική δυναμική ενέργεια επιτρέπει να προκύψει "κάτι" από το κενό ή το τίποτα, αλλά αυτή η άποψη εξακολουθεί να εγείρει το ερώτημα του γιατί υπάρχει ο χώρος, ο χρόνος και η θεωρία-Μ.

Ο Hawking δεν έχει αποκλείσει την ύπαρξη του Θεού, ή ακόμα και το περίεργο ενδεχόμενο ο δημιουργός μας να είναι ένας φοιτητής της φυσικής σε ένα προχωρημένο πολιτισμό, που ασκεί ένα πείραμα ρουτίνας εργαστηρίου. Αυτός έχει ενισχύσει το επιχείρημα του Laplace ότι, αν απαιτείται κάποια διαδικασία συναρμολόγησης, ο δημιουργός δεν είναι απαραίτητος. Είναι γνωστό ότι ο Hawking δεν είναι οπαδός καμιάς θρησκείας, αλλά τα μέσα ενημέρωσης πήραν την φράση του "Δεν υπάρχει ανάγκη για Θεό" και την έκαναν "δεν υπάρχει Θεός".

Έτσι, λένε οι Hawking και Mlodinow, δεν υπάρχει κανένα θαύμα - ο πληθωρισμός συν τη Μ-θεωρία ισούται με το πολυσύμπαν. Το δικό μας Σύμπαν είναι ένα αποτέλεσμα επιλογής: όλες οι δυνατότητες είχαν δοκιμαστεί και βρισκόμαστε στο μόνο είδος ενός πληθωριστικού "τμήματος" του πολυσύμπαντος, που μπορεί να υποστηρίξει την ύπαρξή μας. Ο μεγάλος σχεδιασμός είναι περιττός. Ο Ουίνστον Τσώρτσιλ καταδίκαζε τις Ηνωμένες Πολιτείες με ελαφρούς επαίνους - αυτό ακριβώς κάνουν κι αυτοί αφού έχουν εξαντλήσει όλες τις εναλλακτικές λύσεις.

Πολλοί θεωρούν ότι το Καθιερωμένο Μοντέλο και η Γενική Σχετικότητα μαζί, περικλείουν όλους τους κανόνες τους οποίους ήλπιζαν να ανακαλύψουν οι Ίωνες φιλόσοφοι. Αυτές οι θεωρίες από κοινού περιγράφουν τα πάντα, από τη βιοχημεία μέχρι τη δομή μεγάλης κλίμακας του Σύμπαντος. Αλλά η ασυμβατότητα ανάμεσα στην ντετερμινιστική φύση της γενικής σχετικότητας και της πιθανοκρατικής κβαντικής προσέγγισης της σωματιδιακής φυσικής μας οδηγεί σε μια μεγαλύτερη θεωρία. Η ανακάλυψη μιας τέτοιας θεωρίας με την ενοποίηση όλων των δυνάμεων και των στοιχειωδών σωματιδίων, αποτελεί το Ιερό Δισκοπότηρο της σύγχρονης θεωρητικής φυσικής. Ο Hawking και άλλοι διατηρούν την ελπίδα ότι η τελική μοναδικότητα της θεωρίας θα απαντήσει στο ερώτημα του Αϊνστάιν και θα αποκαλύψει ότι ο δημιουργός δεν είχε, πράγματι, επιλογή.

Εν τω μεταξύ, οι φυσικοί από φιλοσοφική διάθεση απασχολούνται με έναν άλλο γρίφο των θεμελιωδών νόμων: την έκδηλη εξειδίκευσή τους. Ο Hawking και ο Mlodinow περιγράφουν ως «θαύμα» το γεγονός ότι οι φυσικοί νόμοι επιτρέπουν ένα φιλόξενο Σύμπαν - στο οποίο η ύλη είναι περισσότερη από την αντιύλη - και στο οποίο οι Γαλαξίες φιλοξενούν άστρα που ζουν δισεκατομμύρια χρόνια και γύρω τους περιστρέφονται πλανήτες πάνω στους οποίους αναπτύσσονται και εξελίσσονται οργανισμοί με βάση τον άνθρακα. Ένα τέτοιο «θαύμα» δε θα είχε συντελεστεί αν οι σταθερές της φύσης ήταν ελάχιστα διαφορετικές. Το γεγονός αυτό έχει οδηγήσει κάποιους στην προώθηση της ανθρωπικής προσέγγισης του Σύμπαντος: οι φυσικοί νόμοι είναι αυτοί που είναι επειδή αν δεν ήταν αυτοί που είναι δε θα είχε εξελιχθεί η ζωή για να τους ανακαλύψει. Σε μια θεωρία των πάντων, το γεγονός της ύπαρξής μας θα έπρεπε να είναι αποδεκτό.

Ο Νεύτωνας πίστευε ότι το περίεργο κατοικήσιμο ηλιακό μας σύστημα δεν προκύπτει μέσα από το χάος από τους ίδιους τους απλούς νόμους της φύσης. Αντιθέτως, αυτός υποστήριξε ότι η τάξη μέσα στο σύμπαν δημιουργήθηκε από τον Θεό αρχικά και διατηρείται από αυτόν μέχρι σήμερα στην ίδια κατάσταση και σύνθεση. Η ανακάλυψη πρόσφατα ότι πολλοί νόμοι της Φύσης είναι τέλεια ρυθμισμένοι μπορεί να οδηγήσει κάποιους πίσω στην ιδέα ότι αυτός ο Μεγάλος Σχεδιασμός είναι το έργο κάποιου μεγάλου Σχεδιαστή.

Αυτό μας φέρνει στην καρδιά του επιχειρήματος που προέβαλαν οι Hawking και Mlodinow: πρόκειται για την έγκριση της Μ-θεωρίας και του κοσμολογικού μοντέλου του Πολυσύμπαντος.

Αναζητώντας το Άγιο Δισκοπότηρο, ο Hawking και άλλοι βασίζουν τις ελπίδες τους πρώτον στην υπερβαρύτητα και ακολούθως στη θεωρία των χορδών. Και οι δύο αναγνωρίζονται στις μέρες μας ως διαφορετικές θεωρήσεις ενός ευρύτερου μαθηματικού πλαισίου που ονομάζεται Μ-Θεωρία στην οποία το γράμμα Μ δεν έχει ακόμα καθοριστεί: είναι Κύριος (Master), Θαύμα (Miracle) ή Αντικατοπτρισμός (Mirrage)? Η Μ-Θεωρία ενοποιεί τη βαρύτητα με τις άλλες θεμελιώδεις δυνάμεις (την ασθενή πυρηνική, την ισχυρή πυρηνική και τον ηλεκτρομαγνητισμό), προβλέπει εφτά επιπρόσθετες χωρικές διαστάσεις και προτείνει ότι ο χώρος και ο χρόνος μπορεί να είναι απορρέοντα φαινόμενα και όχι θεμελιώδη. Είναι συναρπαστική και σπουδαία θεωρία αλλά μένουν αρκετά που πρέπει να ανακαλυφθούν ακόμα.

Πέραν της απουσίας οποιασδήποτε ακαταμάχητης πειραματικής απόδειξης της Μ-Θεωρίας υπάρχει ακόμα μια δυσκολία: οι προβλέψεις απέχουν πολύ από το να θεωρηθούν  μοναδικές. Υπάρχουν 10500 (δέκα υψωμένο στη δύναμη 500) διαφορετικοί τρόποι να «διπλωθούν» οι επιπλέον επτά διαστάσεις και να κρυφτούν ενώ ο τρόπος που «διπλώνονται» καθορίζει τις θεμελιώδεις σταθερές και το τι αντιλαμβάνονται τα  όντα που ζουν σε τέσσερις διαστάσεις ως φυσική. Έτσι, ακόμα και αν η Μ-Θεωρία είναι η μόνη τελική θεωρία, απομένουν 10500 δυνατότητες για τους νόμους της φυσικής που μελετούμε.

Όπως εξηγούν οι Hawking και Mlodinow η πληθωριστική κοσμολογία μετατρέπει αυτή την αδυναμία σε αρετή ενώ απαντά μερικώς στο ερώτημα του Αϊνστάιν και εξαφανίζει την ανάγκη ενός θαύματος. Κοσμικός πληθωρισμός είναι η διαδικασία σύμφωνα με την οποία ένα μικρό τμήμα του εμβρυακού σύμπαντος εκρήγνυται σε ένα τεράστιο, γεωμετρικά επίπεδο και σχεδόν λείο υποσύνολο το οποίο είναι αρκετά μεγάλο για να συμπεριλάβει καθετί που παρατηρούμε, εξηγώντας συνεπώς το Σύμπαν που μας περιβάλλει. Όμως, εξαιτίας της κβαντομηχανικής ο πληθωρισμός δεν αποτελεί στιγμιαίο φαινόμενο αλλά χρονικά συνεχές. Γιγαντιαίες φυσαλίδες χωρόχρονου γεννιούνται συνεχώς. Κάθε μια από αυτές δε συνδέεται με τις άλλες ενώ εγκιβωτίζει τους δικούς της φυσικούς νόμους.

Κατά συνέπεια, ισχυρίζονται οι Hawking και Mlodinow, δεν συντελείται κανένα θαύμα: ο πληθωρισμός μαζί με την Μ-Θεωρία ισοδυναμούν με το πολυσύμπαν. Το δικός μας ιδιαίτερο σύμπαν αποτελεί προϊόν επιλογής: έχουν δοκιμαστεί όλες οι δυνατότητες ενώ το ανθρώπινο είδος βρίσκεται να υπάρχει μέσα στο μοναδικό είδος πληθωριστικού υποσυνόλου το οποίο μπορεί να υποστηρίξει την ύπαρξή του. Το μεγάλο σχέδιο δεν είναι απαραίτητο.

Το βιβλίο των Hawking και Mlodinow είναι ένα από τα πολλά βιβλία αρκετών φυσικών που ασχολούνται με θεωρία του πολυσύμπαντος όπως το Cosmic Landscape του Leonard Susskind, το Many Worlds in One του Alex Vilenkin και το Our Cosmic Habitat του Martin Rees. Αλλά όταν μιλά ο Hawking, οι άνθρωποι τον ακούνε με προσοχή. Η διαυγής, άμεση προσέγγισή του και η επιθυμία του να προκαλεί είναι απολαυστική, είτε συμφωνείς μαζί του ή όχι. Με ηχηρές δηλώσεις όπως «Η φιλοσοφία είναι νεκρή», υπονοεί ότι είναι καθήκον των φυσικών επιστημόνων να σηκώσουν στους ώμους τους τα μεγάλα μεταφυσικά ερωτήματα.

Είναι όμως επιστήμη;

Ο Μεγάλος Σχεδιασμός μου υπενθυμίζει, όπως λέω στους φοιτητές  μου, ότι η επιστήμη δεν ασχολείται με το «Γιατί» αλλά με το «Πως». Ο φυσικός Richard Feynman συζήτησε τους κινδύνους της ενασχόλησης με το «Γιατί» σε κάποιες διαλέξεις του το 1964. Προειδοποίησε δε ότι αν επιτύχουμε τον στόχο των Ιώνων φιλοσόφων για την ανακάλυψη όλων των νόμων που διέπουν το Σύμπαν, τότε «οι φιλόσοφοι που βρίσκονταν πάντα από την «έξω πλευρά» κάνοντας ηλίθιες παρατηρήσεις, θα μπορέσουν να εισχωρήσουν «εντός» προσπαθώντας να εξηγήσουν γιατί ισχύον αυτοί οι νόμοι. Και δε θα μπορούμε να τους απωθήσουμε μακριά θέτοντας τους ερωτήματα για πειραματικές δοκιμασίες των προβλέψεων αυτών των ιδεών. Ο χρόνος θα δείξει αν βρισκόμαστε μπροστά σε κάτι πραγματικά μεγάλο αναφορικά με την ιδέα του πολυσύμπαντος ή αν απλά μεταμορφωνόμαστε σε εκείνους τους φιλοσόφους για τους οποίους μας είχε προειδοποιήσει ο Feynman.

«Για μένα, είναι πολύ καλύτερο να γίνει αντιληπτό το σύμπαν, όπως πραγματικά είναι, παρά να μένουμε στην ψευδαίσθηση, που ωστόσο είναι ικανοποιητική και καθησυχαστική". (Carl Sagan, The Demon-Haunted World (1995) Κεφάλαιο 1)

 www.physics4u.gr/blog/

Τελευταία Ενημέρωση στις Δευτέρα, 27 Δεκέμβριος 2010 18:20  

ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ

ΜΕΓΑΛΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

1953

Διατυπώνεται η θεωρία των τεκτονικών πλακών.

Μαθητικο Συνεδριο Πληροφορικης

ΤVSpot Τεχνικού Μουσείου