Χρόνος – χώρος: δύο έννοιες άμεσα συνυφασμένες με τις εμπειρίες μας στη Γη. Νομίζουμε ότι ξέρουμε τι είναι και τι κάνουν. Ξέρουμε όμως; Είχαμε ακούσει πως ο χρόνος είναι σχετικός – ό,τι κι αν καταλάβαινε ο καθένας με αυτό. Τώρα μαθαίνουμε πως και ο χώρος – η ύλη – είναι σχετικός και άμεσα συνδεδεμένος με τον χρόνο, πέρα απ’ ό,τι είχαμε διαβάσει σε βιβλία. Εμπλέκοντας τον μικρόκοσμο και τον μεγάκοσμο, ο Brian Greene μας εξηγεί πώς το να ξεχωρίζουμε τον χρόνο σε παρελθόν, παρόν και μέλλον δεν έχει νόημα. Η απόδειξη της ύπαρξης του κυκλικού χρόνου θα μας κάνει να σκεφτούμε σοβαρά αν το παρελθόν πραγματικά έφυγε, αν το μέλλον δεν έχει έρθει ακόμα και αν τελικά το παρόν στο οποίο ζούμε είναι η πραγματικότητά μας. Η επιστήμη έρχεται να συμπληρώσει την πνευματικότητα για ακόμα μια φορά και να μας δείξει πως οι μεγαλύτερες φιλοσοφικές έννοιες, κάποια στιγμή, θα αποδειχθούν και επιστημονικά. Επιστήμη και πνευματικότητα περπατούν χέρι-χέρι…
Ήταν ένα περίεργο μέρος να βρίσκομαι στις 4:30 π.μ. μια και δεν έχω συνηθίσει να γιορτάζω και σπάνια θυμάμαι γιορτές. Κι όμως, πριν μερικά χρόνια, ένα βροχερό πρωινό της 31ης Δεκεμβρίου, βρισκόμουν στην πλατεία Times στη Νέα Υόρκη μαζί με μερικούς ακόμα ανθρώπους, περιμένοντας να δούμε στη γιγαντοοθόνη τις εικόνες του εορτασμού από το Kiribati, το πρώτο κατοικημένο μέρος που θα καλωσόριζε τη νέα χρονιά. Μόλις είχα συνειδητοποιήσει πως ξαναζούσα μια κατάσταση την οποία είχα ξεχάσει για δεκαετίες.
Ο χρόνος κυριαρχεί στις εμπειρίες μας. Ζούμε με το ρολόι και το ημερολόγιο. Μεταφράζουμε με προθυμία τα megahertz σε gigahertz. Ξοδεύουμε δισεκατομμύρια δολάρια για να κρύψουμε τις επιδράσεις του χρόνου στο σώμα μας. Γιορτάζουμε με χαρά συγκεκριμένες στιγμές στον χρόνο ακόμα κι αν νιώθουμε απελπισία με το πέρασμά του.
Τι είναι όμως ο χρόνος; Παραφράζοντας τον Δικαστή Potter Stewart (σ.μ. ο Potter Stewart ήταν αναπληρωτής δικαστής στο Ανώτατο Δικαστήριο των Η.Π.Α.), το γνωρίζουμε όταν το δούμε – οπωσδήποτε όμως, μετά από μερικά χρόνια στον 21ο αιώνα, η κατανόησή μας για τον χρόνο πρέπει να είναι πιο βαθιά. Θα σκέφτεστε πως μέχρι τώρα οι επιστήμονες θα είχαν βρει γιατί ο χρόνος φαίνεται να κυλάει, γιατί πηγαίνει πάντα προς μια κατεύθυνση και γιατί περνάμε ομαλά από το ένα δευτερόλεπτο στο άλλο. Η αλήθεια είναι πως οι εξηγήσεις γι’ αυτές τις βασικές λειτουργίες του χρόνου είναι αντιφατικές. Και όσο περισσότερο ψάχνουν οι επιστήμονες για σίγουρες απαντήσεις, τόσο περισσότερο η καθημερινή μας εμπειρία του χρόνου μοιάζει με ψευδαίσθηση.
Σύμφωνα με τον Ισαάκ Νεύτωνα, ο οποίος έγραψε τον 17ο αιώνα, “ο χρόνος ρέει σταθερά χωρίς αναφορά σε οποιαδήποτε εξωτερική επίδραση”, που σημαίνει πως το σύμπαν είναι εξοπλισμένο με κάποιου είδους εσωτερικό ρολόι το οποίο μετρά όλα τα δευτερόλεπτα με τον ίδιο τρόπο, άσχετα με την τοποθεσία και την εποχή. Πρόκειται για μια έξυπνη άποψη του τι είναι χρόνος και δεν προκαλεί κατάπληξη το γεγονός πως αυτή η δήλωση του Νεύτωνα επικράτησε για πάνω από 200 χρόνια.
Στις αρχές του 20ού αιώνα όμως, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν απέδειξε πως το πέρασμα του χρόνου επηρεάζεται από τις συνθήκες και το περιβάλλον. Έδειξε πως τα ρολόγια χειρός τα οποία φορούσαν δύο άνθρωποι οι οποίοι κινούνταν σε σχέση ο ένας με τον άλλον ή βρίσκονταν σε διαφορετικά βαρυτικά πεδία, χτυπούσαν με διαφορετικό τρόπο. Η ροή του χρόνου σύμφωνα με τον Αϊνστάιν είναι καθαρά υποκειμενική.
Αρκετά πειράματα στη Γη αλλά και αστρονομικές παρατηρήσεις δεν αφήνουν αμφιβολία πως ο Αϊνστάιν είχε δίκιο. Εντούτοις, λόγω της ευελιξίας της ροής του χρόνου, αυτό φαίνεται μόνο σε μεγάλες ταχύτητες (κοντά στην υπέρτατη ταχύτητα – αυτή του φωτός) ή μέσα σε δυνατά βαρυτικά πεδία (κοντά σε μια μαύρη τρύπα) κι έτσι είναι εύκολο να ξεγελαστούμε και να πιστέψουμε ως ο Νεύτωνας είχε δίκιο. Δεν προκαλεί έκπληξη λοιπόν το γεγονός πως κοντά 100 χρόνια μετά την αποκάλυψη του Αϊνστάι, οι επιστήμονες ακόμα αντιμετωπίζουν πρόβλημα στην πλήρη κατανόηση των ανακαλύψεών του.
Όμως το κόστος της εμμονής στην περιγραφή που έδωσε ο Νεύτωνας στον χρόνο είναι υψηλό. Όπως η πίστη πως η Γη είναι επίπεδη, ή ότι ο άνθρωπος πλάστηκε την έκτη ημέρα, η θέλησή μας να επιβάλλουμε αδικαιολόγητη πίστη στην άμεση αντίληψη, μας οδηγεί σε ανακριβή και εκ διαμέτρου περιορισμένη οπτική της πραγματικότητας.
Το σίγουρο είναι πως η σχετικότητα καθορίζει ένα σχέδιο για χρονικό ταξίδι στο μέλλον. Αν επιβιβαζόσασταν σε ένα διαστημόπλοιο και απομακρυνόσασταν από τη Γη με ταχύτητα 99.999999% αυτή του φωτός, ταξιδεύατε για έξι μήνες και μετά επιστρέφατε στη Γη με την ίδια ταχύτητα, η ταχύτητά σας θα επιβράδυνε το ρολόι σας σχετικά με τους ανθρώπους στη Γη κι έτσι εσείς θα είχατε μεγαλώσει κατά έναν χρόνο κατά την επιστροφή σας – σε αντίθεση με όλους τους άλλους που θα είχαν μεγαλώσει περίπου 7.000 χρόνια. Αν πάλι θέλετε να ταξιδέψετε και να περάσετε ένα χρόνο πάνω από μια μαύρη τρύπα της οποίας το βαρυτικό πεδίο είναι 1.000 φορές μεγαλύτερο από του Ήλιου, το ισχυρό μαγνητικό πεδίο θα επιβραδύνει το ρολόι σας τόσο πολύ που όταν θα γυρίσετε στη Γη θα έχουν περάσει πάνω από ένα εκατομμύριο χρόνια.
Σίγουρα μια τέτοια τεχνική για να πάμε μπροστά στον χρόνο δεν είναι ακόμα εφικτή, οι επιστήμονες όμως χρησιμοποιούν τακτικά επιταχυντές υψηλής ενέργειας για να επιταχύνουν σωματίδια όπως πρωτόνια και ηλεκτρόνια σε ταχύτητες κοντά σε αυτή του φωτός, επιβραδύνοντας τα εσωτερικά τους ρολόγια, ουσιαστικά στέλνοντάς τα στο μέλλον. Αν και ασυνήθιστο, το χρονικό ταξίδι προς το μέλλον είναι ένα χαρακτηριστικό της σχετικότητας.
Η σχετικότητα ανεβάζει τον πήχη για τον τρόπο με τον οποίο οργανώνουμε την πραγματικότητα. Οι περισσότεροι πιστεύομε πως η πραγματικότητα αποτελείται από όσα υπάρχουν αυτή τη στιγμή – όλα όσα θα μπορούσαν να αποτυπωθούν σε ένα υποθετικό στιγμιότυπο του σύμπαντος αυτή τη στιγμή. Η ιστορία της πραγματικότητας μπορεί λοιπόν να απεικονιστεί τοποθετώντας το ένα στιγμιότυπο πάνω από το άλλο, δημιουργώντας ένα κοσμικό άλμπουμ. Αυτή η έξυπνη ιδέα όμως, προϋποθέτει ένα συμπαντικό τώρα, ένα ακόμα ξεροκέφαλο απομεινάρι του απόλυτου τρόπου σκέψης του Νεύτωνα.
Να σας εξηγήσω. Τα ρολόγια που βρίσκονται σε σχετική κίνηση ή σε διαφορετικά βαρυτικά πεδία, χτυπούν με διαφορετικό ρυθμό. Όσο περισσότερο επηρεάζονται από αυτούς τους παράγοντες, τόσο θα μεγαλώνει η διαφορά συγχρονισμού τους. Οι άνθρωποι που θα φορούν αυτά τα ρολόγια δεν θα συμφωνούν με ό,τι συμβαίνει και θα διαφωνούν με το τι ανήκει σε κάθε κοσμικό στιγμιότυπο – αν και το κάθε κοσμικό άλμπουμ θα περιέχει μια έγκυρη συλλογή ιστορικών στιγμιοτύπων.
Βάσει αυτών των νόμων, το τι συνιστά μια στιγμή στο χρόνο είναι εντελώς υποκειμενικό. Αυτό είναι ασυνήθιστο και δύσκολο να το δεχθούμε επειδή όλοι βιώνουμε το ίδιο βαρυτικό πεδίο (το γήινο), όλοι ταξιδεύουμε πολύ αργά σε σχέση με την ταχύτητα του φωτός (ακόμα και το διαστημικό λεωφορείο δεν ξεπέρασε το ένα δεκάκις χιλιοστό αυτής της ταχύτητας) και όλοι συγκρίνουμε την αντίληψή μας για την πραγματικότητα με πλάσματα που, σε κοσμική κλίμακα, είναι πολύ κοντά μας. Χρησιμοποιώντας όμως αυτή την κατανόηση, υποθετικά μαθαίνουμε πως η εμπειρία μας διαψεύδει αυτή την αλήθεια.
Για παράδειγμα, Αν καθόμασταν ο ένας δίπλα στον άλλον, τα στιγμιότυπά μας για το παρόν θα ήταν πανομοιότυπα. Αν εσείς όμως αρχίζατε να περπατάτε, τα μαθηματικά της σχετικότητας δείχνουν πως οι επόμενες σελίδες του δικού σας άλμπουμ θα περιστρέφονταν και θα ήταν σε γωνία σε σχέση με τις δικές μου. Αυτό που θα ονομάζατε μια στιγμή στον χρόνο – η νέα σας αντίληψη για το παρόν – θα περιλάμβανε γεγονότα τα οποία εγώ θα έλεγα ότι συνέβησαν σε άλλες χρονικές στιγμές, νωρίτερα ή αργότερα.
Καθώς διασταυρωνόμαστε στο δρόμο, αυτή η περιστροφή είναι αδιόρατη. Γι’ αυτό οι κοινές εμπειρίες δεν μπορούν να αποκαλύψουν τη διαφορά μεταξύ της αίσθησης του παρελθόντος, του παρόντος και του μέλλοντος που έχουμε μεταξύ μας. Όμως, όπως μια τόσο μικρή γωνιακή μετατόπιση θα κάνει έναν πύραυλο να ξεφύγει κατά πολύ από έναν μακρινό στόχο, έτσι και η μικρή διαφορά της αίσθησης του παρόντος θα έχει ως αποτέλεσμα μια μεγάλη χρονική διαφορά αν η απόστασή μας είναι σημαντική. Αν αντί να βρίσκεστε δίπλα μου βρίσκεστε 10 έτη φωτός μακριά (και κινούμενοι με περίπου 15 χλμ. την ώρα), αυτό που θα λέγατε ότι συνέβη μόλις τώρα, στη Γη θα περιλάμβανε γεγονότα που εγώ θα ζούσα τέσσερα δευτερόλεπτα πριν ή μετά (ανάλογα αν απομακρύνεστε από τη Γη ή την πλησιάζετε). Αν βρίσκεστε 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, η χρονική διαφορά θα είναι 141 χρόνια.
Στη δεύτερη περίπτωση, οι επόμενες σελίδες του άλμπουμ σας, η αντίληψή σας για το παρόν – που συμφωνούσε με τη δική μου μέχρι που αρχίσατε να περπατάτε – θα περιλάμβαναν τον Αβραάμ Λίνκολν την ημέρα που τέθηκε σε ισχύ η Διακήρυξη της Χειραφέτησης (αν απομακρύνεστε από εμένα) ή το νικητή των προεδρικών εκλογών του 2144 (αν με πλησιάζετε). Θα μπορούσατε να σώσετε τη ζωή του Λίνκολν ή να σχολιάζετε την πολιτική του 22ου αιώνα. Σε τόσο μεγάλες αποστάσεις τα σήματα, που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, χρειάζονται πολύ χρόνο για να κάνουν τη διαδρομή. Αυτό που έχει σημασία είναι πως όταν αναγάγουμε κάθε φυσιολογική κίνηση σε τεράστιες αποστάσεις, τα αποτελέσματα αλλάζουν την αντίληψη μας για την πραγματικότητα, αποκαλύπτοντας πόσο υποκειμενικές είναι οι χρονικές μας αντιλήψεις για το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον.
Με έναν συγκεκριμένο τρόπο, αυτή η συνειδητοποίηση διαλύει την αντίληψή μας πως το παρελθόν έφυγε, το μέλλον δεν έχει έρθει ακόμα και το παρόν είναι το μόνο που υπάρχει. Ο Αϊνστάιν δεν πτοήθηκε από τη δυσκολία να κατανοήσει μια τέτοια αλλαγή οπτικής. Ο φιλόσοφος Rudolph Carnap θυμάται ότι ο Αϊνστάιν του είπε πως “η εμπειρία του τώρα σημαίνει κάτι ξεχωριστό για όλους, κάτι διαφορετικό από το παρελθόν και το μέλλον, αποτελεί όμως κάτι διαφορετικό από το παρελθόν ή το μέλλον, αυτή η σημαντική διαφορά όμως δεν μπορεί να συμβαίνει στα όρια της φυσικής”. Και αργότερα, σε ένα συλλυπητήριο γράμμα στην χήρα του Michele Besso, του μακροχρόνιου φίλου του, ο Αϊνστάιν έγραψε: “Αφήνοντας αυτόν τον παράξενο κόσμο, με πρόλαβε γι’ άλλη μια φορά. Αυτό δε σημαίνει τίποτα. Κι αυτό επειδή πείσαμε τους φυσικούς πως η διαφορά μεταξύ παρελθόντος, παρόντος και μέλλοντος είναι απλά μια ψευδαίσθηση, αν και είναι επίμονη”.
Κάποιοι φυσικοί και ιστορικοί θεωρούν πως αυτές οι δηλώσεις εμπεριέχουν μεγάλες δόσεις υπερβολής. Μπορεί να είναι έτσι. Είναι δύσκολο να ξέρουμε αν ο Αϊνστάιν είχε “πειστεί” τόσο πολύ για να αλλάξει τη συναισθηματική αίσθηση του χρόνου ώστε να αντικατοπτρίζει την κατανόησή του για τη σχετικιστική πραγματικότητα. Άσχετα αν πέτυχε ο Αϊνστάιν, οι παρατηρήσεις του διατύπωσαν μια πρόκληση – του να επιτρέψουμε στις λογικές και αποδεδειγμένες έρευνες του σύμπαντος, άσχετα με τα μπερδεμένα αποτελέσματά τους , να πληροφορούν τη ζωή μας με τον ίδιο τρόπο που το κάνουν οι εμπειρίες μας.
Όταν ληφθεί υπόψη η κβαντομηχανική, η πολύ επιτυχημένη θεωρία των υποατομικών σωματιδίων, η πρόκληση μεγαλώνει. Ο πυρήνας της κβαντομηχανικής είναι η αρχή της απροσδιοριστίας, η οποία θέτει ένα όριο για το με πόση ακρίβεια μπορούν να μετρηθούν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά του μικρόκοσμου ταυτόχρονα. Όσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση ενός χαρακτηριστικού (π.χ. η θέση ενός σωματιδίου), τόσο πιο ανακριβής είναι η μέτρηση ενός συμπληρωματικού χαρακτηριστικού (η ταχύτητά του). Έτσι λοιπόν, η αρχή της απροσδιοριστίας εξασφαλίζει ότι όσο πιο ενδελεχής είναι η παρατήρηση του μικρόκοσμου, τόσο πιο ξέφρενα αυξομειώνονται τα φυσικά χαρακτηριστικά του και τόσο πιο ταραχώδης φαίνεται να είναι.
Όσον αφορά τα υποατομικά σωματίδια, αυτές οι αυξομειώσεις είναι εύκολα κατανοητές μαθηματικά και έχουν αποδειχθεί επιστημονικά. Όταν όμως μιλάμε για χρόνο και χώρο, οι αυξομειώσεις κινούνται στα όρια αυτών των οικείων εννοιών. Σε πολύ μικρά χρονικά διαστήματα (περίπου ένα δέκατο του εκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου) και αποστάσεις (περίπου ένα δισεκατομμυριοστό του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του εκατοστού), οι κβαντικές διακυμάνσεις κατακρεουργούν τον χώρο και τον χρόνο τόσο που οι ιδέες του αριστερά / δεξιά, μπροστά / πίσω, πάνω / κάτω και πριν / μετά δεν έχουν νόημα.
Οι επιστήμονες ακόμα προσπαθούν να κατανοήσουν αυτές τις επιπτώσεις, πολλοί όμως συμφωνούν ότι όπως οι δημοσκοπήσεις εκφράζονται κατά μέσο όρο και οι μετρήσεις κατά προσέγγιση έχουν νόημα μόνο όταν έχει ερωτηθεί ένας μεγάλος αριθμός ατόμων, έτσι και οι συμβατικές έννοιες του χρόνου και του χώρου πρέπει να εκφράζονται κατά μέσο όρο. Έννοιες κατά προσέγγιση που έχουν νόημα μόνο όταν αφορούν μεγάλη κλίμακα. Εκεί που η σχετικότητα έθεσε την υποκειμενική ροή του χρόνου, η κβαντομηχανική προκαλεί την εννοιολογική πρωτοκαθεδρία του ίδιου του χρόνου.
Οι σημερινοί επιστήμονες που προσπαθούν να συνδυάσουν την κβαντομηχανική με την θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν (την γενική θεωρία της σχετικότητας), έχουν πεισθεί πως βρισκόμαστε στο κατώφλι μιας νέας αναταραχής. Μιας αναταραχής η οποία θα εντοπίσει τις πιο στοιχειώδεις έννοιες από τις οποίες ξεπηδούν ο χρόνος και ο χώρος. Πολλοί πιστεύουν πως αυτό θα ενέχει μια ριζικά νέα σύνθεση του φυσικού νόμου, σύμφωνα με την οποία οι επιστήμονες θα είναι υποχρεωμένοι να ανταλλάξουν το πλέγμα του χωροχρόνου με το οποίο εργάζονταν επί αιώνες, με έναν πιο βασικό “χώρο” ο οποίος στερείται χρόνου και χώρου.
Πρόκειται για μια τόσο περίπλοκη ιδέα, που η κατανόησή της θέτει μια μεγάλη πρόκληση ακόμη και για τους μελετητές του χώρου. Μιλώντας γενικά, οι επιστήμονες οραματίζονται πως δεν θα υπάρχει αναφορά σε χρόνο και χώρο στις βασικές εξισώσεις στο επιδιωκόμενο πλαίσιο έρευνας. Κι όμως – όπως το καθαρό νερό εμφανίζεται μέσα από συγκεκριμένους συνδυασμούς ενός τεράστιου αριθμού μορίων Η2Ο – ο χρόνος και ο χώρος όπως τους ξέρουμε θα εμφανίζονται μέσα από συγκεκριμένους συνδυασμούς κάποιων πιο βασικών, αν και ακόμα άγνωστων, οντοτήτων. Ο χρόνος και ο χώρος αποτελούν δευτερεύοντα στοιχεία, τα οποία εμφανίζονται μόνο κάτω από κατάλληλες συνθήκες (μετά τη Μεγάλη Έκρηξη για παράδειγμα). Όσο εξωφρενικό κι αν ακούγεται, για πολλούς ερευνητές, εμού συμπεριλαμβανομένου, μια τέτοια αποχώρηση του χρόνου και του χώρου από τους υπέρτατους νόμους του σύμπαντος μοιάζει αναπόφευκτη.
Πριν εκατό χρόνια, η ανακάλυψη της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας απείχε ακόμη 18 μήνες και η επιστήμη εξακολουθούσε να αγκαλιάζει την Νευτώνεια περιγραφή του χρόνου. Τώρα όμως, η νέα σύγχρονη φυσική του χρόνου έρχεται σε σαφή αντίθεση με όσα πιστεύουν οι περισσότεροι από εμάς. Ο Αϊνστάιν καλωσόρισε την αποτυχία των επιστημών να επιβεβαιώσει την οικεία εμπειρία του χρόνου με “επώδυνη αλλά αναπόφευκτη παραίτηση”. Οι εξελίξεις από την εποχή του και μετά απλά διεύρυναν την ανισότητα μεταξύ της κοινής εμπειρίας και της επιστημονικής γνώσης. Οι περισσότεροι φυσικοί αντιμετωπίζουν αυτή την ανισότητα με την κατάτμηση: υπάρχει ο χρόνος όπως είναι επιστημονικά κατανοητός και ο χρόνος που βιώνεται εμπειρικά. Για δεκαετίες προσπαθούσα να φέρω την εμπειρία μου πιο κοντά στην κατανόησή μου. Στην καθημερινότητά μου, μου αρέσει η ατομική δύναμη, όσο ανεπαίσθητη κι αν είναι, να μπορεί να επηρεάζει τη ροή του χρόνου. Με το μάτι του νου μου, συχνά πλάθω μια καλειδοσκοπική εικόνα του χρόνου με την οποία, σε κάθε βήμα, καταργώ την αντίληψη του Νεύτωνα. Και σε στιγμές που νιώθω χαμένος, με παρηγορεί η γνώση πως όλα τα γεγονότα υπάρχουν αιώνια στην έκταση του χρόνου και του χώρου, με τις κατατμήσεις του παρελθόντος, του παρόντος και του μέλλοντος να αποτελούν υποκειμενικές αναφορές.
Κι όμως, η παρουσία μου στην πλατεία εκείνο το βροχερό πρωινό – που έχασα τον ύπνο μου θέλοντας να σηματοδοτήσω μια αυθαίρετη στιγμή στο πέρασμα αυτού που πραγματικά πιστεύω πως είναι μια παράγωγη έννοια – επιβεβαιώνει την ισχύ της εμπειρίας. Ανεξάρτητα από τις επιστημονικές μας γνώσεις, θα συνεχίσουμε να θρηνούμε την εφήμερη ζωή μας και θα ενθουσιαζόμαστε από την εμφάνιση κάθε νέας στιγμής. Όμως η επιλογή του αν θα πρέπει να παρασυρθούμε πλήρως από το πρόσωπο που παρουσιάζει στις αισθήσεις μας η φύση ή να αναγνωρίζουμε την πραγματικότητα που υπάρχει πέρα από την αντίληψη, είναι δική μας.
Ήταν ένα περίεργο μέρος να βρίσκομαι στις 4:30 π.μ. μια και δεν έχω συνηθίσει να γιορτάζω και σπάνια θυμάμαι γιορτές. Κι όμως, πριν μερικά χρόνια, ένα βροχερό πρωινό της 31ης Δεκεμβρίου, βρισκόμουν στην πλατεία Times στη Νέα Υόρκη μαζί με μερικούς ακόμα ανθρώπους, περιμένοντας να δούμε στη γιγαντοοθόνη τις εικόνες του εορτασμού από το Kiribati, το πρώτο κατοικημένο μέρος που θα καλωσόριζε τη νέα χρονιά. Μόλις είχα συνειδητοποιήσει πως ξαναζούσα μια κατάσταση την οποία είχα ξεχάσει για δεκαετίες.
Ο χρόνος κυριαρχεί στις εμπειρίες μας. Ζούμε με το ρολόι και το ημερολόγιο. Μεταφράζουμε με προθυμία τα megahertz σε gigahertz. Ξοδεύουμε δισεκατομμύρια δολάρια για να κρύψουμε τις επιδράσεις του χρόνου στο σώμα μας. Γιορτάζουμε με χαρά συγκεκριμένες στιγμές στον χρόνο ακόμα κι αν νιώθουμε απελπισία με το πέρασμά του.
Τι είναι όμως ο χρόνος; Παραφράζοντας τον Δικαστή Potter Stewart (σ.μ. ο Potter Stewart ήταν αναπληρωτής δικαστής στο Ανώτατο Δικαστήριο των Η.Π.Α.), το γνωρίζουμε όταν το δούμε – οπωσδήποτε όμως, μετά από μερικά χρόνια στον 21ο αιώνα, η κατανόησή μας για τον χρόνο πρέπει να είναι πιο βαθιά. Θα σκέφτεστε πως μέχρι τώρα οι επιστήμονες θα είχαν βρει γιατί ο χρόνος φαίνεται να κυλάει, γιατί πηγαίνει πάντα προς μια κατεύθυνση και γιατί περνάμε ομαλά από το ένα δευτερόλεπτο στο άλλο. Η αλήθεια είναι πως οι εξηγήσεις γι’ αυτές τις βασικές λειτουργίες του χρόνου είναι αντιφατικές. Και όσο περισσότερο ψάχνουν οι επιστήμονες για σίγουρες απαντήσεις, τόσο περισσότερο η καθημερινή μας εμπειρία του χρόνου μοιάζει με ψευδαίσθηση.
Σύμφωνα με τον Ισαάκ Νεύτωνα, ο οποίος έγραψε τον 17ο αιώνα, “ο χρόνος ρέει σταθερά χωρίς αναφορά σε οποιαδήποτε εξωτερική επίδραση”, που σημαίνει πως το σύμπαν είναι εξοπλισμένο με κάποιου είδους εσωτερικό ρολόι το οποίο μετρά όλα τα δευτερόλεπτα με τον ίδιο τρόπο, άσχετα με την τοποθεσία και την εποχή. Πρόκειται για μια έξυπνη άποψη του τι είναι χρόνος και δεν προκαλεί κατάπληξη το γεγονός πως αυτή η δήλωση του Νεύτωνα επικράτησε για πάνω από 200 χρόνια.
Στις αρχές του 20ού αιώνα όμως, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν απέδειξε πως το πέρασμα του χρόνου επηρεάζεται από τις συνθήκες και το περιβάλλον. Έδειξε πως τα ρολόγια χειρός τα οποία φορούσαν δύο άνθρωποι οι οποίοι κινούνταν σε σχέση ο ένας με τον άλλον ή βρίσκονταν σε διαφορετικά βαρυτικά πεδία, χτυπούσαν με διαφορετικό τρόπο. Η ροή του χρόνου σύμφωνα με τον Αϊνστάιν είναι καθαρά υποκειμενική.
Αρκετά πειράματα στη Γη αλλά και αστρονομικές παρατηρήσεις δεν αφήνουν αμφιβολία πως ο Αϊνστάιν είχε δίκιο. Εντούτοις, λόγω της ευελιξίας της ροής του χρόνου, αυτό φαίνεται μόνο σε μεγάλες ταχύτητες (κοντά στην υπέρτατη ταχύτητα – αυτή του φωτός) ή μέσα σε δυνατά βαρυτικά πεδία (κοντά σε μια μαύρη τρύπα) κι έτσι είναι εύκολο να ξεγελαστούμε και να πιστέψουμε ως ο Νεύτωνας είχε δίκιο. Δεν προκαλεί έκπληξη λοιπόν το γεγονός πως κοντά 100 χρόνια μετά την αποκάλυψη του Αϊνστάι, οι επιστήμονες ακόμα αντιμετωπίζουν πρόβλημα στην πλήρη κατανόηση των ανακαλύψεών του.
Όμως το κόστος της εμμονής στην περιγραφή που έδωσε ο Νεύτωνας στον χρόνο είναι υψηλό. Όπως η πίστη πως η Γη είναι επίπεδη, ή ότι ο άνθρωπος πλάστηκε την έκτη ημέρα, η θέλησή μας να επιβάλλουμε αδικαιολόγητη πίστη στην άμεση αντίληψη, μας οδηγεί σε ανακριβή και εκ διαμέτρου περιορισμένη οπτική της πραγματικότητας.
Το σίγουρο είναι πως η σχετικότητα καθορίζει ένα σχέδιο για χρονικό ταξίδι στο μέλλον. Αν επιβιβαζόσασταν σε ένα διαστημόπλοιο και απομακρυνόσασταν από τη Γη με ταχύτητα 99.999999% αυτή του φωτός, ταξιδεύατε για έξι μήνες και μετά επιστρέφατε στη Γη με την ίδια ταχύτητα, η ταχύτητά σας θα επιβράδυνε το ρολόι σας σχετικά με τους ανθρώπους στη Γη κι έτσι εσείς θα είχατε μεγαλώσει κατά έναν χρόνο κατά την επιστροφή σας – σε αντίθεση με όλους τους άλλους που θα είχαν μεγαλώσει περίπου 7.000 χρόνια. Αν πάλι θέλετε να ταξιδέψετε και να περάσετε ένα χρόνο πάνω από μια μαύρη τρύπα της οποίας το βαρυτικό πεδίο είναι 1.000 φορές μεγαλύτερο από του Ήλιου, το ισχυρό μαγνητικό πεδίο θα επιβραδύνει το ρολόι σας τόσο πολύ που όταν θα γυρίσετε στη Γη θα έχουν περάσει πάνω από ένα εκατομμύριο χρόνια.
Σίγουρα μια τέτοια τεχνική για να πάμε μπροστά στον χρόνο δεν είναι ακόμα εφικτή, οι επιστήμονες όμως χρησιμοποιούν τακτικά επιταχυντές υψηλής ενέργειας για να επιταχύνουν σωματίδια όπως πρωτόνια και ηλεκτρόνια σε ταχύτητες κοντά σε αυτή του φωτός, επιβραδύνοντας τα εσωτερικά τους ρολόγια, ουσιαστικά στέλνοντάς τα στο μέλλον. Αν και ασυνήθιστο, το χρονικό ταξίδι προς το μέλλον είναι ένα χαρακτηριστικό της σχετικότητας.
Η σχετικότητα ανεβάζει τον πήχη για τον τρόπο με τον οποίο οργανώνουμε την πραγματικότητα. Οι περισσότεροι πιστεύομε πως η πραγματικότητα αποτελείται από όσα υπάρχουν αυτή τη στιγμή – όλα όσα θα μπορούσαν να αποτυπωθούν σε ένα υποθετικό στιγμιότυπο του σύμπαντος αυτή τη στιγμή. Η ιστορία της πραγματικότητας μπορεί λοιπόν να απεικονιστεί τοποθετώντας το ένα στιγμιότυπο πάνω από το άλλο, δημιουργώντας ένα κοσμικό άλμπουμ. Αυτή η έξυπνη ιδέα όμως, προϋποθέτει ένα συμπαντικό τώρα, ένα ακόμα ξεροκέφαλο απομεινάρι του απόλυτου τρόπου σκέψης του Νεύτωνα.
Να σας εξηγήσω. Τα ρολόγια που βρίσκονται σε σχετική κίνηση ή σε διαφορετικά βαρυτικά πεδία, χτυπούν με διαφορετικό ρυθμό. Όσο περισσότερο επηρεάζονται από αυτούς τους παράγοντες, τόσο θα μεγαλώνει η διαφορά συγχρονισμού τους. Οι άνθρωποι που θα φορούν αυτά τα ρολόγια δεν θα συμφωνούν με ό,τι συμβαίνει και θα διαφωνούν με το τι ανήκει σε κάθε κοσμικό στιγμιότυπο – αν και το κάθε κοσμικό άλμπουμ θα περιέχει μια έγκυρη συλλογή ιστορικών στιγμιοτύπων.
Βάσει αυτών των νόμων, το τι συνιστά μια στιγμή στο χρόνο είναι εντελώς υποκειμενικό. Αυτό είναι ασυνήθιστο και δύσκολο να το δεχθούμε επειδή όλοι βιώνουμε το ίδιο βαρυτικό πεδίο (το γήινο), όλοι ταξιδεύουμε πολύ αργά σε σχέση με την ταχύτητα του φωτός (ακόμα και το διαστημικό λεωφορείο δεν ξεπέρασε το ένα δεκάκις χιλιοστό αυτής της ταχύτητας) και όλοι συγκρίνουμε την αντίληψή μας για την πραγματικότητα με πλάσματα που, σε κοσμική κλίμακα, είναι πολύ κοντά μας. Χρησιμοποιώντας όμως αυτή την κατανόηση, υποθετικά μαθαίνουμε πως η εμπειρία μας διαψεύδει αυτή την αλήθεια.
Για παράδειγμα, Αν καθόμασταν ο ένας δίπλα στον άλλον, τα στιγμιότυπά μας για το παρόν θα ήταν πανομοιότυπα. Αν εσείς όμως αρχίζατε να περπατάτε, τα μαθηματικά της σχετικότητας δείχνουν πως οι επόμενες σελίδες του δικού σας άλμπουμ θα περιστρέφονταν και θα ήταν σε γωνία σε σχέση με τις δικές μου. Αυτό που θα ονομάζατε μια στιγμή στον χρόνο – η νέα σας αντίληψη για το παρόν – θα περιλάμβανε γεγονότα τα οποία εγώ θα έλεγα ότι συνέβησαν σε άλλες χρονικές στιγμές, νωρίτερα ή αργότερα.
Καθώς διασταυρωνόμαστε στο δρόμο, αυτή η περιστροφή είναι αδιόρατη. Γι’ αυτό οι κοινές εμπειρίες δεν μπορούν να αποκαλύψουν τη διαφορά μεταξύ της αίσθησης του παρελθόντος, του παρόντος και του μέλλοντος που έχουμε μεταξύ μας. Όμως, όπως μια τόσο μικρή γωνιακή μετατόπιση θα κάνει έναν πύραυλο να ξεφύγει κατά πολύ από έναν μακρινό στόχο, έτσι και η μικρή διαφορά της αίσθησης του παρόντος θα έχει ως αποτέλεσμα μια μεγάλη χρονική διαφορά αν η απόστασή μας είναι σημαντική. Αν αντί να βρίσκεστε δίπλα μου βρίσκεστε 10 έτη φωτός μακριά (και κινούμενοι με περίπου 15 χλμ. την ώρα), αυτό που θα λέγατε ότι συνέβη μόλις τώρα, στη Γη θα περιλάμβανε γεγονότα που εγώ θα ζούσα τέσσερα δευτερόλεπτα πριν ή μετά (ανάλογα αν απομακρύνεστε από τη Γη ή την πλησιάζετε). Αν βρίσκεστε 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, η χρονική διαφορά θα είναι 141 χρόνια.
Στη δεύτερη περίπτωση, οι επόμενες σελίδες του άλμπουμ σας, η αντίληψή σας για το παρόν – που συμφωνούσε με τη δική μου μέχρι που αρχίσατε να περπατάτε – θα περιλάμβαναν τον Αβραάμ Λίνκολν την ημέρα που τέθηκε σε ισχύ η Διακήρυξη της Χειραφέτησης (αν απομακρύνεστε από εμένα) ή το νικητή των προεδρικών εκλογών του 2144 (αν με πλησιάζετε). Θα μπορούσατε να σώσετε τη ζωή του Λίνκολν ή να σχολιάζετε την πολιτική του 22ου αιώνα. Σε τόσο μεγάλες αποστάσεις τα σήματα, που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, χρειάζονται πολύ χρόνο για να κάνουν τη διαδρομή. Αυτό που έχει σημασία είναι πως όταν αναγάγουμε κάθε φυσιολογική κίνηση σε τεράστιες αποστάσεις, τα αποτελέσματα αλλάζουν την αντίληψη μας για την πραγματικότητα, αποκαλύπτοντας πόσο υποκειμενικές είναι οι χρονικές μας αντιλήψεις για το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον.
Με έναν συγκεκριμένο τρόπο, αυτή η συνειδητοποίηση διαλύει την αντίληψή μας πως το παρελθόν έφυγε, το μέλλον δεν έχει έρθει ακόμα και το παρόν είναι το μόνο που υπάρχει. Ο Αϊνστάιν δεν πτοήθηκε από τη δυσκολία να κατανοήσει μια τέτοια αλλαγή οπτικής. Ο φιλόσοφος Rudolph Carnap θυμάται ότι ο Αϊνστάιν του είπε πως “η εμπειρία του τώρα σημαίνει κάτι ξεχωριστό για όλους, κάτι διαφορετικό από το παρελθόν και το μέλλον, αποτελεί όμως κάτι διαφορετικό από το παρελθόν ή το μέλλον, αυτή η σημαντική διαφορά όμως δεν μπορεί να συμβαίνει στα όρια της φυσικής”. Και αργότερα, σε ένα συλλυπητήριο γράμμα στην χήρα του Michele Besso, του μακροχρόνιου φίλου του, ο Αϊνστάιν έγραψε: “Αφήνοντας αυτόν τον παράξενο κόσμο, με πρόλαβε γι’ άλλη μια φορά. Αυτό δε σημαίνει τίποτα. Κι αυτό επειδή πείσαμε τους φυσικούς πως η διαφορά μεταξύ παρελθόντος, παρόντος και μέλλοντος είναι απλά μια ψευδαίσθηση, αν και είναι επίμονη”.
Κάποιοι φυσικοί και ιστορικοί θεωρούν πως αυτές οι δηλώσεις εμπεριέχουν μεγάλες δόσεις υπερβολής. Μπορεί να είναι έτσι. Είναι δύσκολο να ξέρουμε αν ο Αϊνστάιν είχε “πειστεί” τόσο πολύ για να αλλάξει τη συναισθηματική αίσθηση του χρόνου ώστε να αντικατοπτρίζει την κατανόησή του για τη σχετικιστική πραγματικότητα. Άσχετα αν πέτυχε ο Αϊνστάιν, οι παρατηρήσεις του διατύπωσαν μια πρόκληση – του να επιτρέψουμε στις λογικές και αποδεδειγμένες έρευνες του σύμπαντος, άσχετα με τα μπερδεμένα αποτελέσματά τους , να πληροφορούν τη ζωή μας με τον ίδιο τρόπο που το κάνουν οι εμπειρίες μας.
Όταν ληφθεί υπόψη η κβαντομηχανική, η πολύ επιτυχημένη θεωρία των υποατομικών σωματιδίων, η πρόκληση μεγαλώνει. Ο πυρήνας της κβαντομηχανικής είναι η αρχή της απροσδιοριστίας, η οποία θέτει ένα όριο για το με πόση ακρίβεια μπορούν να μετρηθούν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά του μικρόκοσμου ταυτόχρονα. Όσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση ενός χαρακτηριστικού (π.χ. η θέση ενός σωματιδίου), τόσο πιο ανακριβής είναι η μέτρηση ενός συμπληρωματικού χαρακτηριστικού (η ταχύτητά του). Έτσι λοιπόν, η αρχή της απροσδιοριστίας εξασφαλίζει ότι όσο πιο ενδελεχής είναι η παρατήρηση του μικρόκοσμου, τόσο πιο ξέφρενα αυξομειώνονται τα φυσικά χαρακτηριστικά του και τόσο πιο ταραχώδης φαίνεται να είναι.
Όσον αφορά τα υποατομικά σωματίδια, αυτές οι αυξομειώσεις είναι εύκολα κατανοητές μαθηματικά και έχουν αποδειχθεί επιστημονικά. Όταν όμως μιλάμε για χρόνο και χώρο, οι αυξομειώσεις κινούνται στα όρια αυτών των οικείων εννοιών. Σε πολύ μικρά χρονικά διαστήματα (περίπου ένα δέκατο του εκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου) και αποστάσεις (περίπου ένα δισεκατομμυριοστό του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του εκατοστού), οι κβαντικές διακυμάνσεις κατακρεουργούν τον χώρο και τον χρόνο τόσο που οι ιδέες του αριστερά / δεξιά, μπροστά / πίσω, πάνω / κάτω και πριν / μετά δεν έχουν νόημα.
Οι επιστήμονες ακόμα προσπαθούν να κατανοήσουν αυτές τις επιπτώσεις, πολλοί όμως συμφωνούν ότι όπως οι δημοσκοπήσεις εκφράζονται κατά μέσο όρο και οι μετρήσεις κατά προσέγγιση έχουν νόημα μόνο όταν έχει ερωτηθεί ένας μεγάλος αριθμός ατόμων, έτσι και οι συμβατικές έννοιες του χρόνου και του χώρου πρέπει να εκφράζονται κατά μέσο όρο. Έννοιες κατά προσέγγιση που έχουν νόημα μόνο όταν αφορούν μεγάλη κλίμακα. Εκεί που η σχετικότητα έθεσε την υποκειμενική ροή του χρόνου, η κβαντομηχανική προκαλεί την εννοιολογική πρωτοκαθεδρία του ίδιου του χρόνου.
Οι σημερινοί επιστήμονες που προσπαθούν να συνδυάσουν την κβαντομηχανική με την θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν (την γενική θεωρία της σχετικότητας), έχουν πεισθεί πως βρισκόμαστε στο κατώφλι μιας νέας αναταραχής. Μιας αναταραχής η οποία θα εντοπίσει τις πιο στοιχειώδεις έννοιες από τις οποίες ξεπηδούν ο χρόνος και ο χώρος. Πολλοί πιστεύουν πως αυτό θα ενέχει μια ριζικά νέα σύνθεση του φυσικού νόμου, σύμφωνα με την οποία οι επιστήμονες θα είναι υποχρεωμένοι να ανταλλάξουν το πλέγμα του χωροχρόνου με το οποίο εργάζονταν επί αιώνες, με έναν πιο βασικό “χώρο” ο οποίος στερείται χρόνου και χώρου.
Πρόκειται για μια τόσο περίπλοκη ιδέα, που η κατανόησή της θέτει μια μεγάλη πρόκληση ακόμη και για τους μελετητές του χώρου. Μιλώντας γενικά, οι επιστήμονες οραματίζονται πως δεν θα υπάρχει αναφορά σε χρόνο και χώρο στις βασικές εξισώσεις στο επιδιωκόμενο πλαίσιο έρευνας. Κι όμως – όπως το καθαρό νερό εμφανίζεται μέσα από συγκεκριμένους συνδυασμούς ενός τεράστιου αριθμού μορίων Η2Ο – ο χρόνος και ο χώρος όπως τους ξέρουμε θα εμφανίζονται μέσα από συγκεκριμένους συνδυασμούς κάποιων πιο βασικών, αν και ακόμα άγνωστων, οντοτήτων. Ο χρόνος και ο χώρος αποτελούν δευτερεύοντα στοιχεία, τα οποία εμφανίζονται μόνο κάτω από κατάλληλες συνθήκες (μετά τη Μεγάλη Έκρηξη για παράδειγμα). Όσο εξωφρενικό κι αν ακούγεται, για πολλούς ερευνητές, εμού συμπεριλαμβανομένου, μια τέτοια αποχώρηση του χρόνου και του χώρου από τους υπέρτατους νόμους του σύμπαντος μοιάζει αναπόφευκτη.
Πριν εκατό χρόνια, η ανακάλυψη της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας απείχε ακόμη 18 μήνες και η επιστήμη εξακολουθούσε να αγκαλιάζει την Νευτώνεια περιγραφή του χρόνου. Τώρα όμως, η νέα σύγχρονη φυσική του χρόνου έρχεται σε σαφή αντίθεση με όσα πιστεύουν οι περισσότεροι από εμάς. Ο Αϊνστάιν καλωσόρισε την αποτυχία των επιστημών να επιβεβαιώσει την οικεία εμπειρία του χρόνου με “επώδυνη αλλά αναπόφευκτη παραίτηση”. Οι εξελίξεις από την εποχή του και μετά απλά διεύρυναν την ανισότητα μεταξύ της κοινής εμπειρίας και της επιστημονικής γνώσης. Οι περισσότεροι φυσικοί αντιμετωπίζουν αυτή την ανισότητα με την κατάτμηση: υπάρχει ο χρόνος όπως είναι επιστημονικά κατανοητός και ο χρόνος που βιώνεται εμπειρικά. Για δεκαετίες προσπαθούσα να φέρω την εμπειρία μου πιο κοντά στην κατανόησή μου. Στην καθημερινότητά μου, μου αρέσει η ατομική δύναμη, όσο ανεπαίσθητη κι αν είναι, να μπορεί να επηρεάζει τη ροή του χρόνου. Με το μάτι του νου μου, συχνά πλάθω μια καλειδοσκοπική εικόνα του χρόνου με την οποία, σε κάθε βήμα, καταργώ την αντίληψη του Νεύτωνα. Και σε στιγμές που νιώθω χαμένος, με παρηγορεί η γνώση πως όλα τα γεγονότα υπάρχουν αιώνια στην έκταση του χρόνου και του χώρου, με τις κατατμήσεις του παρελθόντος, του παρόντος και του μέλλοντος να αποτελούν υποκειμενικές αναφορές.
Κι όμως, η παρουσία μου στην πλατεία εκείνο το βροχερό πρωινό – που έχασα τον ύπνο μου θέλοντας να σηματοδοτήσω μια αυθαίρετη στιγμή στο πέρασμα αυτού που πραγματικά πιστεύω πως είναι μια παράγωγη έννοια – επιβεβαιώνει την ισχύ της εμπειρίας. Ανεξάρτητα από τις επιστημονικές μας γνώσεις, θα συνεχίσουμε να θρηνούμε την εφήμερη ζωή μας και θα ενθουσιαζόμαστε από την εμφάνιση κάθε νέας στιγμής. Όμως η επιλογή του αν θα πρέπει να παρασυρθούμε πλήρως από το πρόσωπο που παρουσιάζει στις αισθήσεις μας η φύση ή να αναγνωρίζουμε την πραγματικότητα που υπάρχει πέρα από την αντίληψη, είναι δική μας.
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου