Επτά καίρια ερωτήματα που κρατούν άγρυπνους του φυσικούς κατέγραψε το New Scientist μετά από μια δεκαήμερη εκδήλωση με τίτλο «Από τα Κβάντα στον Κόσμο» που πραγματοποιήθηκε στο καναδικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Περίμετρος του ελληνικής καταγωγής Μάικ Λαζαρίδη.
Επτά καίρια ερωτήματα που κρατούν άγρυπνους του φυσικούς κατέγραψε το New Scientist μετά από μια δεκαήμερη εκδήλωση με τίτλο «Από τα Κβάντα στον Κόσμο» που πραγματοποιήθηκε στο καναδικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Περίμετρος του ελληνικής καταγωγής Μάικ Λαζαρίδη.
1. Γιατί αυτό το σύμπαν και όχι άλλο;
Αναζητώντας τους θεμελιώδεις νόμους της φύσης, οι φυσικοί ουσιαστικά εργάζονται με βάση έναν μακρόχρονο άξονα: να δείξουν γιατί το σύμπαν πρέπει να είναι όπως το βλέπουμε. Αν όμως οι επιστήμονες μπορούν να συλλάβουν με το μυαλό τους άλλους φυσικούς νόμους, γιατί δεν μπορούν τα σύμπαντα που περιγράφουν θεωρητικά, να υπάρχουν κιόλας στην πραγματικότητα σε κάποιο άλλο μέρος; Οι επιστήμονες μπορούν εύκολα να φανταστούν διαφορετικά σύμπαντα με διαφορετικούς νόμους, οπότε το ερώτημα είναι γιατί στο δικό μας σύμπαν υπάρχουν αυτοί οι νόμοι και όχι κάποιοι άλλοι;
2. Από τι είναι φτιαγμένο το κάθε τι;
Είναι πια φανερό στους φυσικούς ότι η κανονική ύλη -από την οποία αποτελούνται τα άτομα, τα άστρα και οι γαλαξίες- αποτελεί μόλις το 4% της συνολικής ενέργειας του σύμπαντος. Το ερώτημα αφορά το υπόλοιπο 96% που αποτελείται από σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια. Και αν μεν η σκοτεινή ύλη ίσως σύντομα «φωτιστεί» με νέα πειράματα, όπως του δορυφόρου «Φέρμι» της NASA, τα πράγματα είναι πολύ πιο δύσκολα στη δεύτερη περίπτωση, της μυστηριώδους σκοτεινής ενέργειας, η οποία οδηγεί σε επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος, καθώς εδώ δεν φαίνεται… φως στο βάθος του τούνελ.
3. Πώς συμβαίνει η πολυπλοκότητα;
Από την απρόβλεπτη συμπεριφορά των χρηματοοικονομικών αγορών μέχρι την αυθόρμητη ανάδυση της ζωής από την ανόργανη ύλη, προκύπτει το ερώτημα με ποιο τρόπο εμφανίζεται και οργανώνεται η πολυπλοκότητα. Με άλλα λόγια, οι φυσικοί δεν έχουν ακόμα καταλάβει πώς απλά πράγματα, μέσα από απλές αλληλεπιδράσεις, οδηγούν σε πολύπλοκα φαινόμενα.
4. Θα αποδειχτεί ποτέ ότι είναι σωστή η θεωρία των χορδών;
Η θεωρία των χορδών, που υποστηρίζει χονδρικά ότι τα θεμελιώδη σωματίδια της φύσης δεν είναι κουκίδες αλλά μικροσκοπικές ενεργειακές «χορδές», διαθέτει μια μαθηματική εξήγηση, αλλά οι φυσικοί αγωνιούν ότι μπορεί να πεθάνουν χωρίς ποτέ να μάθουν αν τελικά δεν είναι παρά ένα γοητευτικό θεωρητικό κατασκεύασμα. Ακόμα και μεγαλεπήβολα πειράματα, όπως αυτό του CERN, είναι απίθανο να δώσουν οριστική απάντηση για το αν οι χορδές όντως υπάρχουν και αποτελούν το θεμέλιο της φύσης.
5. Τι είναι η μοναδικότητα (και το Μπινγκ Μπανγκ);
Ίσως το μεγαλύτερο μυστήριο (που άπτεται πλέον της θρησκείας) αφορά το ένα και μοναδικό συμβάν από το οποίο όλα ξεκίνησαν, δηλαδή το «Μπινγκ Μπανγκ», την αρχική «έκρηξη» της Δημιουργίας. Η συμβατική φυσική θεωρεί ότι υπήρξε μια άπειρα καυτή και πυκνή κατάσταση στην αρχή του σύμπαντος, όπου οι γνωστοί φυσικοί νόμοι δεν ίσχυαν. Αλλά οι φυσικοί δεν μπορούν να περιγράψουν -και να καταλάβουν- ακριβώς αυτή την κατάσταση «μοναδικότητας», χωρίς την οποία ασφαλώς αδυνατούν και να προσφέρουν στον κόσμο μια αληθινή «θεωρία του παντός».
6. Τι είναι η πραγματικότητα στην πραγματικότητα;
Ο υλικός κόσμος φαίνεται "απλός", αλλά, σε κάποιο επίπεδο, βρίσκεται πέρα από την κατανόησή μας. Η κβαντική φυσική, η οποία έδειξε ότι ο παρατηρητής μπορεί να αλλάξει τη φύση του αντικειμένου που παρατηρεί, υποψιάζει αρκετούς φυσικούς ότι απλώς έχουμε «γρατσουνίσει» την επιφάνεια της πραγματικότητας. Κανείς ποτέ μέχρι τώρα δεν έχει καταλάβει πώς γίνεται το σύμπαν να ξέρει πότε παρακολουθείται και ανάλογα να αλλάζει. Για μερικούς, η ουσιαστική επανάσταση θα υπάρξει μόνο όταν κατανοηθεί η σχέση ανάμεσα στη φυσική πραγματικότητα και στην ανθρώπινη συνείδηση.
7. Πόσο μακριά μπορεί να μας πάει η Φυσική;
Η επιστημονική αναζήτηση που ξεκίνησε με το Γαλιλαίο (και πιο πριν με τους αρχαίους Έλληνες) και μας έχει αποκαλύψει τόσα πράγματα για το σύμπαν, πλησιάζει στο τέλος της; Έχουν φθάσει οι επιστήμονες κοντά στα όρια της εμπειρικής γνώσης;