Δημήτρης Νανόπουλος: Το χαοτικό μας σήμερα. Dimitri Nanopoulos, Our chaotic world

«Ο τρόπος που κοιτάμε το σύμπαν έχει αλλάξει ριζικά και πολλά από αυτά που με βεβαιότητα πιστεύαμε στο παρελθόν έχουν αποδειχθεί παρωχημένα και αναληθή…» Chaotic World, painting by Karimart.

Ζούμε σε μια απίστευτα ενδιαφέρουσα εποχή, όπου το ανθρώπινο είδος εξελίσσεται ταχύτατα μέσα από τη συσσωρεμένη γνώση αιώνων, προερχόμενη κυρίως από τις θετικές επιστήμες, τη φυσική, τη βιολογία και γενικότερα αυτές που αποκαλούμε life sciences. Ο θαυμαστός καινούργιος κόσμος του Aldus Huxley είναι παρών. Ταυτόχρονα, ο τρόπος που κοιτάμε το σύμπαν έχει αλλάξει ριζικά και πολλά από αυτά που με βεβαιότητα πιστεύαμε στο παρελθόν έχουν αποδειχθεί παρωχημένα και αναληθή, στηριγμένα στην έλλειψη επιστημονικών δεδομένων, η οποία ενισχύει το αίσθημα του φόβου.

Gustave Doré (1832–1883), Dante and Virgil in the ninth circle of hell (1861), oil on canvas, 311 x 428 cm, Musée de Brou, Bourg-en-Bresse, France. Wikimedia Commons.

Εκεί ακριβώς είναι που κατά καιρούς πατούν οι διάφοροι μύστες: στην εκμετάλλευση του φόβου απέναντι στο άγνωστο. Όταν ο άνθρωπος φοβάται, τότε κλείνει ερμητικά τα κανάλια που παράγουν τη νέα γνώση και κολλάει στα όσα γνωρίζει που του προκαλούν μια ψευδαίσθηση ασφάλειας. Το βαθύ αυτό χάσμα ανάμεσα σε αυτούς που πάνε τον κόσμο μπροστά παράγοντας διαρκώς νέα γνώση και σε αυτούς που μένουν πίσω πεισματικά δεμένοι στις αλήθειες που κραδαίνουν είναι η γενεσιουργός αιτία τού, σε παγκόσμιο επίπεδο, χαοτικού μας σήμερα…

Joseph Wright of Derby (1734–1797), The Alchymist, in Search of the Philosopher’s Stone, Discovers Phosphorus, and Prays for the Successful Conclusion of his Operation, as was the Custom of the Ancient Chymical Astrologers (1771-95), oil on canvas, 127 x 101.6 cm, Derby Museum and Art Gallery, Derby, England. Wikimedia Commons.

Χιλιάδες χρόνια τώρα οι άνθρωποι προσπαθούσαμε να δώσουμε απάντηση σε θεμελιώδη υπαρξιακά ερωτήματα σε σχέση με τη θέση μας μέσα στο σύμπαν, πώς δηλαδή αυτό εμφανίστηκε και εάν υπήρχε τελικά κάποιος σκοπός που δημιουργήθηκε. Ερωτήματα στα οποία η ανθρωπότητα έψαχνε απαντήσεις αρχικά μέσα από τις ατραπούς της φιλοσοφίας και των θρησκειών, με τις οποίες λίγο-πολύ γαλουχηθήκαμε.

Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή, την πραγματική αρχή όλων, που δεν είναι άλλη από τη δημιουργία του σύμπαντος. Τα τελευταία πενήντα χρόνια σημειώνεται μια πραγματική έκρηξη στη φυσική και την κοσμολογία. Συγκεκριμένα, από τη μελέτη των στοιχειωδών σωματιδίων και την κοσμολογία γεννήθηκε ένας καινούργιος κλάδος στη φυσική με τον όρο «αστροσωματιδιακή φυσική». Στο εύλογο, λοιπόν, ερώτημα που τίθεται τι σχέση έχει το πολύ μικρό, στοιχειώδες σωματίδιο με το πολύ μεγάλο, αχανές μας σύμπαν και τα άστρα, η απάντηση είναι η ακόλουθη.

Κβαντικό Κενό

Το σύμπαν μας είναι στην παρούσα του μορφή αχανές γιατί διαστέλλεται για 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια από τη γέννησή του και θα συνεχίσει να διαστέλλεται. Στην αρχή όμως ήταν πάρα πολύ μικρό, περίπου 10^-30 cm) και άρα ενέπιπτε στην περιοχή του μικροκόσμου, όπου ισχύουν οι νόμοι της κβαντικής φυσικής, στους οποίους υπεισέρχεται η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg. Στην κβαντική φυσική, η αριστοτελική «βεβαιότητα» παύει να ισχύει και η έννοια της πιθανότητας και του τυχαίου αποκτά κεντρική θέση. Κύριο χαρακτηριστικό της κβαντικής φυσικής είναι ότι, εάν ένα σωματίδιο δεν υπάρχει μια δεδομένη χρονική στιγμή, θα υπάρχει την επόμενη στιγμή, που σημαίνει απλά ότι το κβαντικό κενό δεν είναι πραγματικό κενό, όπως το αντιλαμβανόμαστε, αλλά ένα σύνολο κβαντικών διακυμάνσεων για όλα τα σωματίδια τα οποία υπάρχουν στη φύση. 

Οπτικοποίηση εικονικών σωματιδίων στο κβαντικό κενό από τη θεωρία κβαντικού πεδίου. Ακόμη και στον άδειο – κενό χώρο, αυτή η ενέργεια του κενού είναι μη μηδενική.

Έχει αποδειχθεί ότι το σύμπαν μας συμμετέχει σε αυτές τις κβαντικές διακυμάνσεις και άρα μπορεί να εμφανιστεί από το κβαντικό «τίποτα». Επιπλέον, επειδή η ενέργεια διατηρείται και η ενέργεια του κενού είναι μηδενική, αυτό έχει ως αποτέλεσμα η συνολική ενέργεια του σύμπαντός μας, δηλαδή η ελκτική βαρυτική ενέργεια (με αρνητικό πρόσημο) και η κινητική ενέργεια που προέρχεται από την αρχική έκρηξη (με θετικό πρόσημο), να μηδενίζονται. Αυτή η από εικοσαετίας ανακάλυψη συνεχίζει να επαληθεύεται μέσα από μια σειρά πειραμάτων. Η αστροσωματιδιακή φυσική στηρίζεται σε αυτά τα πειραματικά δεδομένα, που επιβεβαιώνουν ότι μια στατιστικά τυχαία κβαντική διακύμανση διατηρείται και διαστέλλεται, καταρχήν εκθετικά στη λεγόμενη πληθωριστική φάση (inflation phase) και στη συνέχεια πολύ πιο ήρεμα.

Για να κατανοήσουμε όλα αυτά τα φαινόμενα, χρειαζόμασταν μια στέρεα θεωρία ικανή να μας βοηθήσει να μελετήσουμε την κβαντική βαρύτητα στην αρχή του σύμπαντος. Η μόνη θεωρία που καλύπτει όλο το φάσμα από τις χαμηλές ενέργειες στις υψηλές ενέργειες, δηλαδή από το 1ΤeV στο 10¹⁷ GeV, φαίνεται να είναι η θεωρία των υπερχορδών, η λεγόμενη superstring theory. Οπλισμένοι µε τη Superstring theory, διαπιστώσαμε τα τελευταία χρόνια μια απίστευτη ταύτιση μεταξύ των θεωρητικών προβλέψεων και των πειραματικών δεδομένων που συλλέγαμε, κάτι που αποδεικνύει πως είμαστε σίγουρα στον σωστό δρόμο. 

Όπως είδαμε, το σύμπαν μας, αυτή η τυχαία κβαντική διακύμανση από το κβαντικό κενό, κατόρθωσε τελικά να διατηρηθεί και να αναπτυχθεί διαρκώς διαστελλόμενο για να φτάσει στη σημερινή του μορφή. Κατά τη διάρκεια της πληθωριστικής φάσης, οι ανωτέρω κβαντικές διακυμάνσεις στην ενέργεια, και ειδικότερα στην ενεργειακή πυκνότητα, οι οποίες λόγω της πληθωριστικής εκτόνωσης μετατρέπονται σε κοσμικής κλίμακας διακυμάνσεις της ενεργειακής πυκνότητας, ήταν αυτές που οδήγησαν στη δημιουργία γαλαξιών, αστεριών και πλανητών. Όλες, επομένως, οι μεγάλες δομές του σύμπαντος είναι προϊόντα αυτών των τυχαίων ενεργειακών διακυμάνσεων.

Karl Friedrich Schinkel (1781–1841), Uranus and the Dance of the Stars (1834), media and dimensions not known, Architekturmuseum der TU Berlin, Berlin, Germany. Wikimedia Commons.

Η τυχαιότης αυτή μόνο σκοπό δεν μπορεί να υποδηλώνει. Από την αρχή δηλαδή της γέννησής του, το σύμπαν μας δεν εμφανίστηκε για κάποιο λόγο και, επαγωγικά, είναι αυτονόητο ότι δεν υπάρχει κάποιος λόγος για τον οποίο υπάρχουμε και εμείς, αυτές οι απειροελάχιστες χωροχρονικές κουκκίδες. Απλά μας έτυχε! Μας έτυχε να υπάρξουμε πάνω σε έναν βράχο, μέσα σε έναν τυχαίο γαλαξία, τον Milky Way, έναν από τους 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες που υπάρχουν, όπως μας έτυχε να περιφερόμαστε γύρω από ένα τυχαίο άστρο, τον ήλιο, ένα δηλαδή από τα 100 δισεκατομμύρια άστρα του γαλαξία μας, και να τα παρατηρούμε όλα αυτά με τους 100 δισεκατομμύρια νευρώνες του εγκεφάλου μας… Φαίνεται, λοιπόν, πως η φύση μάλλον τυχαία αγαπάει το νούμερο 100.000.000.000…

Peter Paul Rubens (1577–1640), Saturn (1636-1638), oil on canvas, 180 x 87 cm, Museo Nacional del Prado, Madrid, Spain. Wikimedia Commons.

Για ποιον σκοπό ύπαρξης, επομένως, να μιλάμε; Για εμένα είναι αυταπόδεικτο ότι ο καθένας μας είναι υπεύθυνος να προσδιορίσει τον αποκλειστικά δικό του σκοπό ύπαρξης και τη θέση του μέσα σε αυτή τη ζωή που τυχαία του χαρίστηκε. Μια ζωή που είναι «από εδώ μέχρι εκεί», μετρημένη και όχι άπειρη σαν το σύμπαν που μας φιλοξενεί. Έτσι θα μπορέσουμε, μακριά από ιδεοληψίες και φοβίες που μας κρατούν πίσω, να χαράξουμε τη δική μας πορεία με υπευθυνότητα και χωρίς να περιμένουμε εξωτερική βοήθεια από «ανώτερες δυνάμεις». Ας μην κοιτάμε λοιπόν τα αστέρια προσπαθώντας να διαβάσουμε τη μοίρα μας σε αυτά, αλλά μονάχα για να αντλούμε πληροφορίες για το σύμπαν μας. Εξάλλου, όπως έχει ήδη πει από τον 5ο αιώνα π.Χ. ο Ηράκλειτος, «ήθος ανθρώπω δαίμων»…

Δημήτρης Νανόπουλος – Βαρκελώνη, 20/9/2021

Πηγές: https://www.capital.gr/arthra/3588295/to-xaotiko-mas-simera?fbclid=IwAR1rW6FlpnL2V_IXbIIcZ2HrnRJmIZYt3WYbCGrxG4v-XlN_95EBKiI7YJU - https://physicsgg.me/2021/10/14/