24.02.2024
Τίτος Χριστοδούλου
3
To βέλος του Xρόνου, εντροπία και κοσμολογικός χρόνος, Stephen Hawking
Σε αυτό το κεφάλαιο ο Hawking μιλάει για το γιατί ο «πραγματικός χρόνος» όπως τον παρατηρούν και τον βιώνουν οι άνθρωποι (σε αντίθεση με τον «φανταστικό χρόνο» στους νόμους της επιστήμης) φαίνεται να έχει μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, κυρίως από το παρελθόν προς το μέλλον. Τα πράγματα που δίνουν στο χρόνο αυτή την ιδιότητα είναι τα βέλη του χρόνου.
Πρώτον, υπάρχει το θερμοδυναμικό βέλος του χρόνου. Σύμφωνα με αυτό, ξεκινώντας από οποιαδήποτε οργανωμένη κατάσταση ανώτερης τάξης, η συνολική αταξία στον κόσμο πάντα αυξάνεται όσο περνάει ο καιρός. Η εντροπία. Αυτός είναι ο λόγος που δεν βλέπουμε ποτέ τα σπασμένα κομμάτια ενός φλιτζανιού να συγκεντρώνονται για να σχηματίσουν ένα ολόκληρο κύπελλο.
Παρόλο που οι ανθρώπινοι πολιτισμοί προσπάθησαν να κάνουν τα πράγματα πιο τακτοποιημένα, η ενέργεια που διαχέεται σε αυτή τη διαδικασία έχει δημιουργήσει περισσότερη συνολική αταξία στο Σύμπαν.
Το δεύτερο βέλος είναι το ψυχολογικό βέλος του χρόνου. Η υποκειμενική μας αίσθηση του χρόνου φαίνεται να κυλά προς μια κατεύθυνση, γι' αυτό θυμόμαστε το παρελθόν και όχι το μέλλον.
Ο Χόκινγκ ισχυρίζεται ότι ο εγκέφαλός μας μετρά τον χρόνο με έναν τρόπο όπου η αταξία αυξάνεται προς την κατεύθυνση του χρόνου. Δεν το παρατηρούμε ποτέ να λειτουργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση. Με άλλα λόγια, το ψυχολογικό βέλος του χρόνου είναι συνυφασμένο με το θερμοδυναμικό βέλος του χρόνου.
Τρίτον, υπάρχει το κοσμολογικό βέλος του χρόνου, η κατεύθυνση του χρόνου κατά την οποία το Σύμπαν μας διαστέλλεται και δεν συστέλλεται. Ο Χόκινγκ πιστεύει ότι για να παρατηρήσουμε και να βιώσουμε τα δύο πρώτα βέλη του χρόνου, το Σύμπαν θα πρέπει να ξεκινήσει σε μια πολύ ομαλή και τακτική κατάσταση.
Και μετά, καθώς επεκτεινόταν, γινόταν πιο άτακτο. Άρα το θερμοδυναμικό βέλος συμφωνεί με το κοσμολογικό βέλος.
Λόγω της πρότασης «χωρίς σύνορα» για το Σύμπαν, μετά από μια περίοδο διαστολής, το Σύμπαν πιθανότατα θα αρχίσει να συστέλλεται. Μάλλον δεν θα πάει πίσω στο χρόνο σε μια πιο ομαλή, τακτική κατάσταση. Το θερμοδυναμικό βέλος στην φάση συστολής δεν θα είναι τόσο δυνατό.
Όσο για το γιατί οι άνθρωποι βιώνουν αυτά τα τρία βέλη του χρόνου να πηγαίνουν προς την ίδια κατεύθυνση, ο Χόκινγκ υποστηρίζει ότι οι άνθρωποι ζουν στη φάση διαστολής του Σύμπαντος.
Πιστεύει ότι η ευφυής ζωή δεν θα μπορούσε να υπάρξει στην φάση συστολής του Σύμπαντος. Μόνο η διαστελλόμενη φάση του Σύμπαντος είναι κατάλληλη για να υπάρχουν νοήμονα όντα όπως οι άνθρωποι, επειδή περιέχει ένα ισχυρό θερμοδυναμικό βέλος. Ο Χόκινγκ το αποκαλεί «αδύναμη ανθρωπική αρχή».
Κεφάλαιο 11: Η Ενοποίηση της Φυσικής
Τα θεμελιώδη αντικείμενα της θεωρίας χορδών είναι οι ανοιχτές και οι κλειστές χορδές.
Οι φυσικοί έχουν καταλήξει σε μερικές θεωρίες για να περιγράψουν ένα περιορισμένο φάσμα πραγμάτων, αλλά μια πλήρης, ενοποιημένη και συνεπής θεωρία που μπορεί να λάβει υπόψη όλες αυτές τις μερικές θεωρίες παραμένει άγνωστη.
Ο Χόκινγκ είναι προσεκτικά αισιόδοξος ότι μια τέτοια ενοποιημένη θεωρία για το Σύμπαν μπορεί να βρεθεί σύντομα. Μια τέτοια θεωρία πρέπει να συνδυάζει την κλασική θεωρία της βαρύτητας με την αρχή της αβεβαιότητας που βρίσκεται στην κβαντομηχανική.
Οι προσπάθειες να γίνει αυτό οδήγησαν στην εμφάνιση παράλογων σωματιδίων απεριόριστης μάζας ή ενός απείρως μικρού Σύμπαντος. Το 1976 προτάθηκε ως λύση η θεωρία της «υπερβαρύτητας». Αλλά οι υπολογισμοί για την επαλήθευση της θεωρίας κρίθηκαν χρονοβόροι και έτσι εγκαταλείφθηκαν.
Το 1984, ένα άλλο σύνολο θεωριών που ονομάζεται «θεωρίες χορδών», όπου τα βασικά αντικείμενα δεν είναι σωματίδια αλλά δισδιάστατες χορδές, έγινε δημοφιλής μεταξύ των φυσικών.
Υποστηρίχθηκε ότι εξηγούσαν την ύπαρξη ορισμένων σωματιδίων καλύτερα από την υπερβαρύτητα και άλλες θεωρίες. Ωστόσο, σύμφωνα με τις θεωρίες χορδών, αντί για τις συνήθεις τέσσερις χωροχρονικές διαστάσεις, το Σύμπαν θα μπορούσε να έχει δεκάδες από αυτές. Φαντάζεται ότι οι άνθρωποι δεν βιώνουν τις άλλες διαστάσεις επειδή αυτές είναι πολύ σφιχτά κουλουριασμένες.
Αυτό οφείλεται στην «αδύναμη ανθρωπική αρχή», σύμφωνα με την οποία νοήμονα όντα όπως οι άνθρωποι δεν μπορούν να υπάρξουν με άλλο τρόπο.
Οι θεωρίες χορδών φαίνεται να επιτρέπουν αυτήν την κατάσταση για ορισμένες περιοχές του Σύμπαντος, αλλά μπορεί να υπάρχουν και άλλες περιοχές του Σύμπαντος όπου περισσότερες από τέσσερις διαστάσεις είναι εμφανείς. Επιπλέον, οι θεωρίες υπερβαρύτητας, p-brane και χορδών περιγράφουν διαφορετικές καταστάσεις με παρόμοια αποτελέσματα, σαν να χρησιμοποιούν διαφορετικές προσεγγίσεις της ίδιας θεωρίας.
Ο Χόκινγκ λοιπόν προτείνει τρεις πιθανότητες: 1) υπάρχει μια πλήρης ενοποιημένη θεωρία που θα βρούμε τελικά. 2) υπάρχει ένας άπειρος αριθμός θεωριών που επικαλύπτονται και περιγράφουν το Σύμπαν όλο και πιο σωστά και 3) δεν υπάρχει τελική θεωρία. Η τρίτη πιθανότητα έχει παρακαμφθεί με την αναγνώριση των ορίων που θέτει η αρχή της αβεβαιότητας.
Η δεύτερη πιθανότητα περιγράφει τι έχει συμβεί στις φυσικές επιστήμες μέχρι τώρα, με ολοένα και πιο ακριβείς μερικές θεωρίες.
Ο Χόκινγκ πιστεύει ότι μια τέτοια τελειοποίηση έχει ένα όριο και ότι μελετώντας τα πολύ πρώιμα στάδια του Σύμπαντος σε εργαστηριακό περιβάλλον, είναι δυνατό να βρεθεί τελικά μια πλήρης ενοποιημένη θεωρία στον 21ο αιώνα. Μια τέτοια θεωρία μπορεί να μην αποδειχθεί αλλά θα ήταν μαθηματικά συνεπής. Οι προβλέψεις ενός τέτοιου βασικού συνόλου νόμων θα ταίριαζαν με τις παρατηρήσεις μας.
Τα ακίνητα της εβδομάδας
SigmaLive App
Κατεβάστε την εφαρμογή στο κινητό σας για άμεση και γρήγορη ενημέρωση.
Newsletter
Εγγραφείτε στο Newsletter και μείνετε πάντα ενήμεροι!