Ηράκλειτος και κβαντική φυσική – Το σύμπαν υπήρχε πάντα (vid)

ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ

Από τον Αναστάσιο Ν. Πανά

 

Η Μεγάλη Έκρηξη δεν έγινε ποτέ, λένε δύο αστροφυσικοί, υποστηρίζοντας ότι το σύμπαν υπήρχε από πάντα, όπως λέει και ο Ηράκλειτος.

Η Μεγάλη Έκρηξη και η διαστολή του σύμπαντος, σύμφωνα με την κλασική θεωρία της φυσικής. Photo: JPL. Πηγή: News Media

v

Η ΜΕΓΑΛΗ ΕΚΡΗΞΗ είναι ένας μύθος της φυσικής, που αντιγράφει, με όρους φυσικής, τον εβραϊκό μύθο της δημιουργίας του κόσμου που υπάρχει στη Γένεση. Ας μην ξεχνάμε ότι τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang), την εφεύρε το 1931 ο Ζορζ Λεμαίτρ, ένας Βέλγος καθολικός ιερέας.

Παρ’ όλα αυτά, η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης είναι το ένα από τα δύο Ευαγγέλια της σύγχρονης φυσικής. Το άλλο είναι η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Σύμφωνα με τη θεωρία του Big Bang, το σύμπαν δημιουργήθηκε από μια υπερβολικά πυκνή και θερμή κατάσταση, πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια.

Η υπόθεση αυτή στηρίζεται στη Θεωρία της Σχετικότητας που διατύπωσε ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, σύμφωνα με την οποία ένα σημείο με άπειρη πυκνότητα, γνωστό ως μοναδικότητα (singularity), άρχισε να διαστέλλεται στο πλαίσιο της Μεγάλης Έκρηξης, δημιουργώντας τον εξελισσόμενο τον κόσμο που μας περιβάλλει.

Το πρόβλημα με τη θεωρία αυτή είναι ότι δεν δίνει απαντήσεις για το τι συνέβη πριν ή κατά τη στιγμή “μηδέν” της Μεγάλης Έκρηξης.

Μια άλλη απορία είναι πώς το σύμπαν προήλθε από το μηδέν, όταν γνωρίζουμε ότι από το μηδέν δεν παράγεται τίποτα.

Δύο «αιρετικοί» φυσικοί

Παρ’ ότι η Μεγάλη Έκρηξη αποτελεί τον θεμέλιο λίθο του Καθιερωμένου Μοντέλου (Standard Model) της Φυσικής, στον οποίο ορκίζονται όλοι οι επιστήμονες, δύο αστροφυσικοί δίνουν τη δική τους απάντηση στο αιώνιο ερώτημα από πού προέκυψε ο κόσμος, απάντηση που εμπεριέχει σημαντικές φιλοσοφικές προεκτάσεις. Οι δύο αστροφυσικοί υποστηρίζουν ότι το σύμπαν δεν αποτελεί προϊόν κάποιας κοσμικής έκρηξης αλλά ότι είναι αιώνιο, δηλαδή υπήρχε από πάντα.

Ο δρ. Αχμέτ Φαράζ Άλι, αστροφυσικός από το Πανεπιστήμιο Μπένχα της Αιγύπτου και ο καθηγητής Σαούρια Ντας από το Πανεπιστήμιο Λέθμπριτζ του Καναδά, με μια σειρά εξισώσεων, παρουσιάζουν ένα αιώνιο σύμπαν χωρίς αρχή και τέλος. Σύμφωνα με το πόρισμα των δύο επιστημόνων, η Μεγάλη Έκρηξη, ως γεγονός και γενεσιουργός αιτία του κόσμου, δεν συνέβη ποτέ.
ν

Μια εικόνα του Νεφελώματος του Πέπλου (Veil) από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA. Το νεφέλωμα του Πέπλου είναι ένα νέφος θερμαινόμενου και ιονισμένου αερίου και σκόνης στον αστερισμό του Κύκνου. Πηγή: NASA
ν

Το μοντέλο που προτείνουν οι δύο αστροφυσικοί συμπληρώνει τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν με κβαντικές διορθώσεις, οι οποίες θα μπορούσαν επίσης να εξηγήσουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας.

Στην εργασία τους ο Άλι και ο Ντας χρησιμοποιούν τις ιδέες του Ντέιβιντ Μπομ (1917-1992), του κορυφαίου πυρηνικού φυσικού και φιλόσοφου, για να κάνουν μια σειρά κβαντικών διορθώσεων σε μια εξίσωση που αναπτύχθηκε από τον Ινδό φυσικό Amal Kumar Raychaudhuri (η λεγόμενη εξίσωση Raychaudhuri), συνδυάζοντας έτσι στοιχεία τόσο από την κβαντομηχανική όσο και από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας.

Ως αποτέλεσμα, έχουμε ένα σύμπαν που έρχεται σε αντίθεση με την ιδέα του πληθωρισμού –την εκθετική διαστολή του σύμπαντος στις πρώτες στιγμές της ύπαρξής του– και το οποίο δεν υπήρξε ποτέ ως σημείο άπειρης πυκνότητας.

«Η μοναδικότητα (singularity) της Μεγάλης Έκρηξης είναι το πιο σοβαρό πρόβλημα της γενικής σχετικότητας, επειδή οι νόμοι της φυσικής φαίνεται να μην εφαρμόζονται εκεί», λέει ο Άλι.
ν

Απεικόνιση του μεταβαλλόμενου ρυθμού επέκτασης του σύμπαντος λόγω της σκοτεινής ενέργειας. Πηγή: NASA’s Goddard Space Flight Center

ν

Σκοτεινή ενέργεια

Τι γίνεται όμως με τη σκοτεινή ενέργεια και τη σκοτεινή ύλη; Στην κοσμολογία και την αστρονομία, η σκοτεινή ενέργεια είναι ένα υποθετικό είδος ενέργειας που εκτείνεται παντού στο σύμπαν και τείνει να επιταχύνει τη διαστολή του.

Πρόκειται για ένα άλλο άλυτο μυστήριο του σύμπαντος που έχει βασανίσει για καιρό τους επιστήμονες. Αν και έχει επιβεβαιωθεί ότι η σκοτεινή ύλη μαζί με τη σκοτεινή μορφή ενέργειας αποτελούν περίπου το 95% της συνολικής περιεκτικότητας του σύμπαντος, πολύ λίγα είναι γνωστά σχετικά με αυτά τα μυστηριώδη φαινόμενα.
ν

Η σκοτεινή ύλη είναι αόρατη. Με τη χρήση όμως ενός βαρυτικού φακού, ικανού να κάμψει το φως που φτάνει από αυτά τα συμπλέγματα των γαλαξιών στο μάτι του παρατηρητή, παρουσιάζεται ένα δαχτυλίδι σκοτεινής ύλης που απεικονίζεται με ανοιχτό μπλε χρώμα. Photo: NASA, ESA, M.J. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University). Πηγή: Wikimedia Commons
ν

Το μοντέλο που προτείνουν οι Άλι και Ντας λέει ότι η σκοτεινή ενέργεια και η σκοτεινή ύλη μπορεί να προέρχονται από το συμπύκνωμα Bose-Einstein (BEC), μια κατάσταση τις ύλης στην οποία σωματίδια παρουσιάζουν μακροσκοπικά κβαντικά φαινόμενα.

Αυτό το συμπύκνωμα λέγεται ότι υπήρχε στο πρώιμο σύμπαν και ότι σχηματίστηκε από τα βαρυόνια (gravitons) – υποθετικά σωματίδια που πλημμυρίζουν το σύμπαν και μεταφέρουν τη βαρύτητα, αλλά δεν έχουν μάζα.

Παρ’ όλο που το μοντέλο των δύο φυσικών δεν αποτελεί μια πλήρη θεωρία κβαντικής βαρύτητας, περιέχει στοιχεία από την κβαντική μηχανική και τη γενική θεωρία τις σχετικότητας, ενώ οι δύο ερευνητές εκτιμούν πως, ακόμη κι αν διατυπωθεί μια πλήρης θεωρία που θα ενοποιεί της τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης (βαρύτητα, ηλεκτρομαγνητισμός, ισχυρή και ασθενής πυρηνική δύναμη), τα συμπεράσματά τους θα εξακολουθούν να ισχύουν.

Πάντως, πέρα από το ότι δεν θεωρεί τη Μεγάλη Έκρηξη ως γενεσιουργό αιτία του σύμπαντος, το νέο μοντέλο απορρίπτει τις ότι το σύμπαν θα αρχίσει να συρρικνώνεται, καταλήγοντας σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας.
ν

Αριστερά: Η Μεγάλη Έκρηξη δεν συνέβη ποτέ. Δεξιά: Φυσικός, κοσμολόγος και βιολόγος, ο Ηράκλειτος (5ος αιώνας π.Χ.) υπήρξε από τις ηγετικές φυσιογνωμίες των προσωκρατικών φιλοσόφων. Image: Supplied

ν

Η θέση του Ηράκλειτου

Με τη νέα θεωρία τους, οι δύο αστροφυσικοί επιστρέφουν σ’ εκείνο που είχε προτείνει παλιά ο Ηράκλειτος. Όπως αναφέρει το απόσπασμα 30 (Hermann Diels, Die Fragmente der Vorsokratiker, 1912, p. 84):

«κόσμον τόνδε, τον αυτόν απάντων, ούτε τις θεών ούτε ανθρώπων εποίησεν, αλλά ην αεί και έστιν και έσται πυρ αείζωον, απτόμενον μέτρα και αποσβεννύμενον μέτρα».

Το σύμπαν (κόσμος), με όλα όσα περιέχει, δεν το έφτιαξε κανείς, ούτε θεός ούτε άνθρωπος, αλλά υπήρχε από πάντα, υπάρχει και θα υπάρχει – μια φωτιά αιώνια ζωντανή που ανάβει με μέτρο και σβήνει με μέτρο.

Εν πρώτοις, ο Ηράκλειτος αποκαλεί το σύμπαν κόσμο, από το ρήμα κοσμώ, διακοσμώ, δηλαδή στολίδι, προφανώς λόγω της αρμονίας και της τάξης που το διέπει, μια τάξη η οποία συμβαίνει όχι σύμφωνα με τον χρόνο, αλλά σύμφωνα με τη σκέψη: «ου κατά χρόνον είναι γεννητόν τον κόσμον, αλλά κατ’ επίνοιαν».

Η αρμονία αυτή είναι δυναμική (παλίντονος αρμονίη) και αφορά το σύνολο των όντων και των φαινομένων (και όχι μόνο των ουρανίων σωμάτων) που συγκροτούν αυτό που εμείς αποκαλούμε σύμπαν.

Δηλαδή, ο κόσμος δεν είναι απλό άθροισμα των στοιχείων του, αλλά χαρακτηρίζεται από μια συγκεκριμένη δομή στα πλαίσια της οποίας όλα τα επιμέρους στοιχεία κατέχουν μια λειτουργική θέση και συνδέονται δυναμικά και διαλεκτικά.

Για τον Ηράκλειτο, αλλά και τους άλλους Ίωνες στοχαστές και κοσμολόγους (Θαλής, Αναξίμανδρος, Αναξιμένης, Αναξαγόρας), όπως και για τους ατομικούς φιλοσόφους (Λεύκιππος, Δημόκριτος), ο κόσμος δεν έχει κανένα δημιουργό, ούτε θεό ούτε άνθρωπο.

Σε αντίθεση με τα μεταγενέστερα θρησκευτικά δόγματα που κυριάρχησαν στην ανθρώπινη σκέψη, η μη ύπαρξη ενός θεού-δημιουργού είναι χαρακτηριστική θέση της αρχαίας ελληνικής σκέψης: οι θεοί δεν δημιούργησαν τον κόσμο, αλλά αποτελούν και αυτοί μέρος του. Ο ρόλος τους συνίσταται στο να τον διοικούν και να εγγυώνται την ευνομία και την ισορροπία του στο πλαίσιο ενός συστήματος συμπληρωματικών σχέσεων, με γενικό, θα λέγαμε, συντονιστή τον Δία.

Ο Ηρόδοτος μάλιστα ετυμολογεί τον όρο θεοί από το ρήμα τίθημι (θέτω), με την έννοια ότι είναι αυτοί που θέτουν, δηλαδή καθορίζουν την ευταξία του κόσμου (2. 52, 3. 108).
ν

Καθετί στο σύμπαν υπόκειται στην αρχή της δομημένης τάξης (συμμετρία), με αποτέλεσμα να αντικρίζουμε παντού στο σύμπαν ένα τακτοποιημένο σύνολο που αποκαλούμε κόσμο. Image: Supplied

ν

Η έννοια της μοναδικότητας

Για να γεφυρώσει αυτή τη θεμελιακή διαφορά, η σύγχρονη φυσική πρότεινε τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, όπου δεν υπάρχει εμφανής θεός-δημιουργός. Το σύμπαν είναι αυτοδημιούργητο, εκπορεύεται όμως από μια αρχική αιτία γνωστή ως μοναδικότητα (singularity), κάτι που υποκρύπτει την παρουσία μιας υπερ-ευφυΐας.

Όπως είδαμε όμως η πρόταση αυτή αφήνει αναπάντητα πολλά ερωτηματικά που προσπαθεί να καλύψει η κβαντική φυσική με διορθωτικές προτάσεις.

Ωστόσο, η έννοια της μοναδικότητας ήταν άγνωστη στους αρχαίους κοσμολόγους. Οι όροι μόνο διαφέρουν. Τότε την αποκαλούσαν Χάος. «Πρώτιστα Χάος γένετο», λέει ο Ησίοδος στη Θεογονία (116).

Σύμφωνα με τους Ορφικούς, ο κόσμος είναι αιώνιος, αλλά κάποιες στιγμές εξαφανίζεται και μετά εμφανίζεται πάλι. Αυτό υπονοεί ο μύθος του Φάνη. Ο Φάνης (εκδηλωμένος κόσμος) ήταν μια πρωταρχική θεότητα (Πρωτογόνος) που αναπήδησε από το «κοσμικό αβγό», το οποίο γέννησε η Νύχτα.

Η γενεσιουργός αιτία του κόσμου παραμένει άδηλη και σε αυτό ακριβώς το ερώτημα ο Ηράκλειτος δίνει μια σαφή όσο και ριζοσπαστική απάντηση: ο κόσμος είναι αυτοδημιούργητος, δεν έχει κανένα δημιουργό.

Επίσης δεν έχει ούτε αρχή ούτε τέλος. Γι’ αυτό δυσκολευόμαστε να μάθουμε τα μυστικά του, επειδή, όπως λέει ο Ηράκλειτος, «φύσις κρύπτεσθαι φιλεί», η φύση αγαπά να κρύβεται.

Η θέση αυτή είναι απόλυτα συνεπής με τον ορισμό του κόσμου ως διευθετημένου και δομημένου συνόλου: η ενέργεια του ποιείν δεν μπορεί να νοηθεί χωρίς την έννοια της τάξης και της διαρρύθμισης, η οποία όμως υπάρχει μόνο μέσα στον κόσμο και όχι έξω από αυτόν.

Συμπερασματικά

Αν υποθέσουμε την ύπαρξη μια δύναμης ή οντότητας εκτός κόσμου, η οποία και τον δημιούργησε, τότε αυτή, ως μη ανήκουσα στον κόσμο, δεν υπόκειται στην αρχή της δομημένης τάξης, και συνεπώς δεν μπορεί να έχει την ικανότητα του ποιείν, μια και αυτό προϋποθέτει τάξη και δομή.
ν

New Hypothesis Explains How the Big Bang May Have NEVER Happened
ν

ν

 

---