Δε γίνονται θαύματα στο πολυσύμπαν

(Κριτική για το τελευταίο βιβλίο του Stephen Hawking και Leonard Mlodinow The Grand Design)

Του Michael Turner, Περιοδικό Nature

Παρά την εκτεταμένη δημοσιότητα περί του αντιθέτου, το βιβλίο Το Μεγάλο Σχέδιο δεν αποδοκιμάζει την ύπαρξη του Θεού. Η επιστήμη δεν έχει κάτι καινούργιο να πει από την εποχή που ο Γάλλος μαθηματικός και φυσικός Laplace στο σχόλιο του Μεγάλου Ναπολέοντα ότι στο βιβλίο του Ουράνια Μηχανική που περιέγραφε το ηλιακό σύστημα και το σύμπαν, δεν ανέφερε ούτε σε μια παράγραφο το Δημιουργό του απάντησε: «Δε χρειάστηκε ούτε στιγμή να βασιστώ στην υπόθεση της Ύπαρξης του». 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.


Το Μεγάλο Σχέδιο ιχνηλατεί την ιστορία της επιστήμης από την εποχή του Θαλή το Μιλήσιο 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 και τη μαθηματική έκφραση των νόμων της κίνησης και της βαρύτητας από τον Νεύτωνα το 1680, τον ισχυρισμό του Laplace το δέκατο ένατο αιώνα ότι ο κόσμος 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.

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.

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 τος 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 πολυσύμπαν είναι πιθανόν η πιο σημαντική ιδέα του καιρού μας η οποία μπορεί να είναι και ορθή αλλά μου προκαλεί πονοκεφάλους. Είναι εν τέλει επιστήμη αν δεν μπορούμε να τη δοκιμάσουμε πειραματικά? Τα διαφορετικά υποσύνολα δεν επικοινωνούν μεταξύ τους και έτσι δε θα έχουμε τη δυνατότητα να τα παρατηρήσουμε. Το πολυσύμπαν μετατοπίζει παρά απαντά στο ερώτημα περί της επιλογής και του επιλέγοντος και δεν εξηγεί γιατί υπάρχει κάτι αντί του να μην υπάρχει τίποτα. Οι Hawking και Mlodinow υποστηρίζουν ότι οι αρνητικές ενέργειες του βαρυτικού δυναμικού επιτρέπουν να προκύπτει κάτι από το τίποτα – αλλά υπάρχει ακόμα το ερώτημα (υπό μορφή ικεσίας) γιατί υπάρχει χώρος, χρόνος και η Μ-Θεωρία.

Ο Hawking δεν έχει αποκλείσει την ύπαρξη του Θεού ή ακόμα και την παράξενη πιθανότητα ο δημιουργός μας να είναι ένας φοιτητής φυσικής ενός πολύ εξελιγμένου πολιτισμού ο οποίος εκτελεί ένα εργαστηριακό πείραμα ρουτίνας. Έχει ενισχύσει την άποψη του Laplace ότι αν και απαιτείται μια διαδικασία συγκρότησης, δεν είναι απαραίτητος κάποιος δημιουργός. Είναι γνωστό ότι ο Hawking δεν είναι λάτρης καμίας θρησκείας αλλά τα μέσα ενημέρωσης εξέλαβαν τη «μη αναγκαιότητα ύπαρξης του Θεού» ως «μη ύπαρξη του Θεού».

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.

Το Μεγάλο Σχέδιο μου υπενθυμίζει, όπως λέω στους φοιτητές μου, ότι η επιστήμη δεν ασχολείται με το «Γιατί» αλλά με το «Πως». Ο Richard Feynman διερεύνησε τον κίνδυνο της ενασχόλησης με το «Γιατί» σε κάποιες διαλέξεις του το 1964. Προειδοποίησε ότι αν επιτύχουμε τον στόχο των Ιώνων φιλοσόφων για την ανακάλυψη όλων των νόμων που διέπουν το Σύμπαν, τότε «οι φιλόσοφοι που βρίσκονταν πάντα «εκτός» διατυπώνοντας ηλίθιες παρατηρήσεις, θα μπορέσουν να εισχωρήσουν «εντός» προσπαθώντας να εξηγήσουν ΓΙΑΤΙ ισχύον αυτοί οι νόμοι. Και δε θα μπορούμε να τους απωθήσουμε θέτοντας ερωτήματα για τις προβλέψεις αυτών των ιδεών που να μπορούν να δοκιμαστούν πειραματικά». Ο χρόνος θα δείξει αν βρισκόμαστε μπροστά σε κάτι πραγματικά μεγάλο αναφορικά με την ιδέα του πολυσύμπαντος ή αν απλά μεταμορφωνόμαστε στους φιλοσόφους για τους οποίους μας είχε προειδοποιήσει ο Feynman.

Ο Michael Turner είναι διευθυντής του ινστιτούτου Cosmological Physics στο University of Chicago

(Απόδοση Γιάννης Φαίλτωρ)