8 πράγματα που μάθαμε από τον Stephen Hawking

Διαβάζοντας το βιβλίο του φυσικού Stephen Hawking, «Το μεγάλο σχέδιο», το οποίο συνέγραψε μαζί με τον φυσικό Leonard Mlodinow, κρατήσαμε τα 8 πιο σοκαριστικά πράγματα που διατυπώνουν οι δύο επιστήμονες. Το βιβλίο καλύπτει σημαντικά ερωτήματα γύρω από τη φύση και την προέλευση του σύμπαντος.

1. Το παρελθόν είναι πιθανότητα

Σύμφωνα με τους Hawking και Mlodinow, μία συνέπεια της θεωρίας της κβαντικής μηχανικής είναι πως τα γεγονότα του παρελθόντος, τα οποία δεν παρατηρούμε άμεσα, δεν έχουν συμβεί με έναν συγκεκριμένο τρόπο. Αντιθέτως, έγιναν με κάθε πιθανό τρόπο. Αυτό σχετίζεται με την πιθανολογική φύση της ύλης και της ενέργειας, που διαπιστώνονται από την κβαντική μηχανική: Εάν δεν υποχρεώνονται να επιλέξουν μία συγκεκριμένη κατάσταση μέσω της άμεσης παρέμβασης από την εξωτερική παρατήρηση, τότε τα γεγονότα θα ταλαντεύονται σε μία κατάσταση αβεβαιότητας. Για παράδειγμα, εάν το μόνο που γνωρίζουμε είναι ότι ένα μόριο ταξίδεψε από ένα σημείο Α σε ένα σημείο Β, τότε δεν αληθεύει ότι το μόριο ακολούθησε μία συγκεκριμένη οδό. Αντιθέτως, το μόριο αυτό διένυσε ταυτόχρονα κάθε πιθανή οδό που μπορεί να συνδέσει τα δύο σημεία. Οι συγγραφείς συνοψίζουν την άποψή τους στο ακόλουθο: «Ανεξαρτήτως του πόσο εξονυχιστική μπορεί να είναι η παρατήρησή μας για το παρόν, το παρελθόν -όπως και το μέλλον- είναι αόριστα και υπάρχουν μόνο ως πεδίο των πιθανοτήτων.»

2. Η δύναμη του φωτός

Ένας λαμπτήρας νυκτός 1 watt εκπέμπει ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμυρίων φωτόνια το δευτερόλεπτο. Τα φωτόνια είναι τα στοιχειώδη μόρια της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Παραδόξως, όμως, όπως συμβαίνει με όλα τα μόρια, συμπεριφέρονται και ως μόρια και ως κύματα.

3. Η θεωρία των πάντων

Εάν υπάρχει μία «θεωρία των πάντων», που να μπορεί να περιγράψει όλο το σύμπαν, τότε αυτή είναι η Θεωρία Μ, σύμφωνα με τους δύο επιστήμονες. Το συγκεκριμένο μοντέλο είναι μία εκδοχή της θεωρίας των χορδών, η οποία θεωρεί πως στις πιο μικροσκοπικές διαστάσεις, όλα τα μόρια είναι ουσιαστικά μικρές καμπύλες χορδών, που πάλλονται σε διαφορετικές συχνότητες. Εάν ισχύει, όλη η ύλη και η ενέργεια ακολουθεί κανόνες που προκύπτουν από τη φύση αυτών των χορδών. «Η θεωρία Μ είναι το μοναδικό μοντέλο που έχει όλα τα χαρακτηριστικά που πιστεύουμε ότι θα έπρεπε να έχει η τελική θεωρία,» αναφέρουν οι συγγραφείς. Μία συνέπεια της θεωρίας αυτής είναι πως το σύμπαν μας δεν είναι το μοναδικό -υπάρχει αδιευκρίνιστος αριθμός εξάδελφων συμπάντων, με διαφορετικούς φυσικούς νόμους και χαρακτηριστικά.

4. Γενική σχετικότητα

Εάν κάποιος σκέφτεται τη γενική σχετικότητα, υποθέτει πως αυτή η λαμπρή ιδέα του Αϊνστάιν βρίσκει εφαρμογή μόνο σε πάρα πολύ μεγάλα αντικείμενα, εντελώς εκτός της καθημερινής πραγματικότητας, όπως στους γαλαξίες και τις μαύρες τρύπες. Ουσιαστικά, όμως, η παραμόρφωση του χρόνου στο διάστημα επηρεάζει και πράγματα που γνωρίζουμε και χρησιμοποιούμε, όπως τονίζουν οι δύο επιστήμονες. Εάν η γενική σχετικότητα δεν ληφθεί υπόψη στα δορυφορικά συστήματα πλοήγησης GPS, τότε προκύπτουν σφάλματα στις παγκόσμιες τοποθεσίες, της τάξης των 10 χιλιομέτρων την ημέρα. Αυτό συμβαίνει γιατί η γενική σχετικότητα περιγράφει πως ο χρόνος κυλάει αργότερα όσο πιο κοντά βρίσκεται το αντικείμενο σε μία μεγάλη μάζα. Έτσι, αναλόγως της απόστασης των δορυφόρων από τη Γη, τα ρολόγια που διαθέτουν λειτουργούν με ελαφρώς διαφορετική ταχύτητα, γεγονός που θα μπορούσε να αλλοιώσει τους υπολογισμούς των τοποθεσιών, εκτός και αν ληφθεί υπόψη η γενική σχετικότητα.

5. Περιορισμένο ψάρι

Πριν από λίγα χρόνια, το δημοτικό συμβούλιο της Μόντζα, στην Ιταλία, απαγόρευσε στους ιδιοκτήτες κατοικίδιων να έχουν χρυσόψαρα σε γυάλες. Ο νόμος αυτός είχε ως σκοπό να προστατεύσει τα ψάρια από την διαστρεβλωμένη φύση της πραγματικότητας, δεδομένου ότι το κυρτό φως τα κάνει να βλέπουν παραμορφωμένο τον περιβάλλοντα χώρο τους. Οι Hawking και Mlodinow φέρνουν στην επιφάνεια το γεγονός αυτό για να τονίσουν πως είναι αδύνατον να γνωρίζουμε την αληθινή φύση της πραγματικότητας. Θεωρούμε πως έχουμε μία ακριβή εικόνα των γεγονότων. Πως θα ήταν όμως δυνατόν αυτό εάν ζούσαμε μεταφορικά σε μία γιγάντια γυάλα και δεν μπορούσαμε να δούμε πέραν της δικής μας άποψης για να συγκρίνουμε;

6. Ο Πυθαγόρας έκλεψε τα εύσημα

Στο παρελθόν, κάποιοι συγγραφείς υποστήριξαν πως ο μεγάλος Έλληνας μαθηματικός Πυθαγόρας δεν ανακάλυψε το Πυθαγόρειο Θεώρημα. Μετά από κάποια έρευνα βρέθηκε πως ο τύπος (α2 + β2 = γ2 , που περιγράφει τη σχέση μεταξύ τριών πλευρών ενός ορθογωνίου τριγώνου) ήταν στην πραγματικότητα προγενέστερος του Πυθαγόρα. Οι Βαβυλώνιοι, για παράδειγμα, φαίνεται να έχουν καταγράψει τη βασική ιδέα σε αρχαίες μαθηματικές πλάκες, πριν ο Πυθαγόρας να βρεθεί στο προσκήνιο, το 570 π.Χ.

7. Τα κουάρκ δεν είναι ποτέ μόνα

Τα κουάρκ, τα στοιχειώδη δηλαδή σωματίδια των πρωτονίων και νετρονίων, είναι πάντα σε ομάδες και ποτέ μόνα τους. Προφανώς, η δύναμη που συγκρατεί τα κουάρκ μεταξύ τους αυξάνει με την απόσταση, άρα όσο πιο μακριά προσπαθήσει να φύγει κάποιο, τόσο πιο δυνατά έλκεται προς τα πίσω. Συνεπώς, δεν υπήρξαν ποτέ στη φύση ελεύθερα κουάρκ. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται εξίσου από τρία κουάρκ. (Τα πρωτόνια περιέχουν δύο «άνω» κουάρκ και ένα «κάτω», ενώ τα νετρόνια έχουν δύο «κάτω» και ένα «άνω» κουάρκ.)

8. Το σύμπαν είναι αυτοδημιούργητο

Ένας από τους πιο πολυσυζητημένους ισχυρισμούς σε όλο το βιβλίο είναι πως δεν χρειαζόμαστε την ιδέα του Θεού για να εξηγήσουμε τι προκάλεσε τη δημιουργία του σύμπαντος. «Δεν χρειάζεται η επίκληση στο Θεό για να εξηγήσουμε τη δημιουργία του σύμπαντος, υποστηρίζουν οι δύο επιστήμονες. Αντιθέτως, από μόνοι τους οι νόμοι της επιστήμης μπορούν να εξηγήσουν το πώς ξεκίνησε το σύμπαν. Ο σύγχρονος τρόπος κατανόησης του χρόνου δηλώνει πως είναι απλά μια άλλη διάσταση, όπως το διάστημα, επομένως δεν έχει αρχή. «Επειδή υπάρχει ένας κανόνας όπως η βαρύτητα, το σύμπαν μπορεί και δημιουργεί τον εαυτό του από το τίποτα,» συμπληρώνουν. «Η αυτοδημιουργία είναι ο λόγος που υπάρχει κάτι αντί για το τίποτα, για την ύπαρξη του σύμπαντος και για τη δική μας ύπαρξη.»