Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse
Σον Κάρολ: Ο μακρινός χρόνος και η υποψία ενός πολυσύμπαντος.
Στο TEDxCaltech ο κοσμολόγος Σον Κάρολ θέτει -- σε ένα διασκεδαστικό και προκλητικό ταξίδι στη φύση του χρόνου και του σύμπαντος -- μία φαινομενικά απλή ερώτηση: Γιατί να υπάρχει ο χρόνος; Οι πιθανές απαντήσεις καταδεικνύουν μία εκπληκτική οπτική για την φύση του σύμπαντος και τη θέση μας σε αυτό.
At TEDxCaltech, cosmologist Sean Carroll attacks -- in an entertaining and thought-provoking tour through the nature of time and the universe -- a deceptively simple question: Why does time exist at all? The potential answers point to a surprising view of the nature of the universe, and our place in it.
At TEDxCaltech, cosmologist Sean Carroll attacks -- in an entertaining and thought-provoking tour through the nature of time and the universe -- a deceptively simple question: Why does time exist at all? The potential answers point to a surprising view of the nature of the universe, and our place in it.
Sean M Carroll
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe.
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe.
Why you should listen to him:
Sean Carroll is a theoretical physicist at Caltech in Pasadena, California, where he researches theoretical aspects of cosmology, field theory and gravitation -- exploring the nature of fundamental physics by studying the structure and evolution of the universe.
His book on cosmology and the arrow of time, From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time, was published in 2010. He keeps a regular blog at Cosmic Variance.
His book on cosmology and the arrow of time, From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time, was published in 2010. He keeps a regular blog at Cosmic Variance.
"For anyone who ever wondered about the nature of time and how it influences our universe, [From Here to Eternity] is a must read. It is beautifully written, lucid, and deep."Kip Thorne
![Throop Polytecnic [sic] Institute, Pasadena, C...](http://commons.wikipedia.org/wiki/File:Throop_Polytechnic_Institute%2C_Pasadena%2C_Calif.jpg)
Image via Wikipedia
Το σύμπαν είναι πραγματικά μεγάλο. Ζούμε σε ένα γαλαξία, το γαλαξία Milky Way. Υπάρχουν περίπου 100.000.000.000 άστρα στο γαλαξία Milky Way. Και αν πάρεις μία φωτογραφική μηχανή και στοχεύσεις σε ένα τυχαίο τμήμα του ουρανού και κρατήσεις το κλείστρο ανοιχτό, εφόσον η μηχανή σου είναι συνδεδεμένη με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubbleθα δεις κάτι σαν αυτό. Κάθε μία από αυτές τις μικρές σταγόνες είναι ένας γαλαξίας περίπου στο μέγεθος του Milky Way - 100.000.000.000 άστρα σε κάθε μία από αυτές τις σταγόνες. Υπάρχουν περίπου 100.000.000.000 γαλαξίες στο παρατηρήσιμο σύμπαν. 100 δισεκατομμύρια είναι ο μόνος αριθμός που πρέπει να ξέρετε. Η ηλικία του σύμπαντος, μεταξύ της Μεγάλης Έκρηξης και σήμερα, είναι 100 δισεκατομμύρια σκυλίσια χρόνια. (Γέλια) Το οποίο μας λέει κάτι για την θέση μας στο σύμπαν.
Ένα πράγμα που μπορείς να κάνεις με μια φωτογραφία σαν κι αυτή, είναι απλά να τη θαυμάσεις. Είναι εξαιρετικά όμορφη. Συχνά αναρωτιέμαι ποια να ήταν η εξελικτική πίεση που ανάγκασε τους προγόνους μας στις πεδιάδες της Αφρικής να προσαρμοστούν και να εξελιχθούν έτσι,ώστε πραγματικά να απολαμβάνουν τις εικόνες των γαλαξιών, ενώ δεν είχαν δει καμία. Αλλά θα θέλαμε επίσης να το καταλάβουμε. Ως κοσμολόγος, θέλω να ρωτήσω, γιατί είναι έτσι το σύμπαν; Ένα μεγάλο στοιχείο που διαθέτουμε είναι ότι το σύμπαν αλλάζει με το χρόνο. Αν κοιτάζατε οποιονδήποτε από αυτούς τους γαλαξίες και μετρούσατε την ταχύτητά του, θα απομακρυνόταν από εσάς. Και αν κοιτούσατε έναν ακόμη πιο μακρινό γαλαξία, θα απομακρυνόταν ακόμη γρηγορότερα. Επομένως, λέμε ότι το σύμπαν διαστέλλεται.
Αυτό σημαίνει, φυσικά, ότι στο παρελθόν τα πάντα βρισκόντουσαν πιο κοντά. Στο παρελθόν, το σύμπαν ήταν πιο πυκνό και ήταν επίσης πιο καυτό. Αν συμπιέσεις κάτι, η θερμοκρασία ανεβαίνει. Όλα αυτά μας φαίνονται λογικά. Αυτό που δεν μας φαίνεται και τόσο λογικό είναι ότι το σύμπαν, στις απαρχές του, κοντά στη Μεγάλη Έκρηξη, ήταν επίσης και πολύ πολύ ομαλό. Μπορεί να σκεφθείτε ότι αυτό δεν είναι περίεργο. Ο αέρας σ' αυτό το δωμάτιο είναι πολύ ομαλός. Μπορεί να πείτε: "Ίσως τα πράγματα ομαλοποιήθηκαν μόνα τους." Αλλά οι συνθήκες κοντά στη Μεγάλη Έκρηξη ήταν πολύ, πολύ διαφορετικές από τις συνθήκες του αέρα σε αυτό το δωμάτιο. Συγκεκριμένα, τα πράγματα ήταν πολύ πυκνότερα. Η βαρυτική έλξη των πραγμάτων ήταν πολύ πιο δυνατή κοντά στη Μεγάλη Έκρηξη.
Αυτό που πρέπει να σκεφθείτε είναι ότι έχουμε ένα σύμπαν με 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες, και ο καθένας έχει 100 δισεκατομμύρια άστρα. Στις αρχές του χρόνου, αυτοί οι εκατό δισεκατομμύρια γαλαξίεςήταν συμπιεσμένοι σε μια περιοχή περίπου τόσο μεγάλη -- κυριολεκτικά, στις αρχές του χρόνου. Και πρέπει να φανταστείτε αυτή τη συμπίεση χωρίς καθόλου ατέλειες, χωρίς μικρές κηλίδες όπου να υπήρχαν λίγα περισσότερα άτομα απ' ότι αλλού.Γιατί αν συνέβαινε αυτό, θα κατέρρεαν, υπό τη βαρυτική έλξη, σε μια τεράστια μαύρη τρύπα. Το να παραμείνει το σύμπαν πολύ πολύ ομαλό στις αρχές του χρόνου δεν είναι εύκολο, είναι μία λεπτή ρύθμιση. Είναι ένα στοιχείο ότι το πρώιμο σύμπαν δεν ήταν τυχαία έτσι. Υπάρχει κάτι που το διαμόρφωσε έτσι. Θέλουμε να μάθουμε τι.
Ένα κομμάτι της κατανόησής μας σχετικά με αυτό μας δόθηκε από το Λούντβιχ Μπόλτσμαν, έναν αυστριακό φυσικό του 19ου αιώνα. Η συνεισφορά του Μπόλτσμαν έγκειται στο ότι μας βοήθησε να καταλάβουμε την εντροπία. Θα έχετε ακούσει για την εντροπία. Είναι η τυχαιότητα, η αταξία, το χάος σε κάποια συστήματα. Ο Μπόλτσμαν μας έδωσε έναν τύπο - ο οποίος σήμερα είναι χαραγμένος στην επιτύμβια πλάκα του - που πραγματικά εκφράζει ποσοτικά αυτό που είναι η εντροπία. Και αυτό που βασικά μας λέει είναι ότι η εντροπία είναι ο αριθμός των δυνατοτήτων που έχουμε να αναδιοργανώσουμε τα συστατικά μέρη ενός συστήματος, χωρίς να γίνει αντιληπτό, έτσι ώστε μακροσκοπικά να δείχνει το ίδιο. Αν σκεφθείτε τον αέρα σ' αυτό το δωμάτιο, δεν παρατηρείτε το κάθε άτομο χωριστά. Κατάσταση χαμηλής εντροπίαςυπάρχει όταν έχουμε λίγες μόνο δυνατότητες που να δείχνουν έτσι. Κατάσταση υψηλής εντροπίας έχουμε όταν υπάρχουν πολλές δυνατότητες που να δείχνουν έτσι. Αυτή είναι μία καθοριστικά σημαντική επίγνωση, καθώς μας βοηθά να εξηγήσουμε το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής - το νόμο που λέει ότι η εντροπία αυξάνεται στο σύμπαν ή σε ένα απομονωμένο τμήμα του σύμπαντος.
Ο λόγος για τον οποίο η εντροπία αυξάνεται είναι απλώς επειδή υπάρχουν πολλοί περισσότεροι τρόποι για να υπάρξει υψηλή εντροπία, απ' ότι για να υπάρξει χαμηλή εντροπία. Αυτή είναι μία θαυμάσια επίγνωση, αλλά αφήνει κάτι εκτός. Αυτή η επίγνωση, ότι η εντροπία αυξάνει, παρεμπιπτόντως,είναι αυτό που κρύβεται πίσω από το αποκαλούμενο βέλος του χρόνου, τη διαφορά ανάμεσα στο παρελθόν και το μέλλον. Κάθε διαφορά που υπάρχειμεταξύ του παρελθόντος και του μέλλοντος υπάρχει επειδή η εντροπία αυξάνει - το γεγονός ότι μπορείτε να θυμάστε το παρελθόν, αλλά όχι το μέλλον. Το γεγονός ότι γεννιέστε και μετά ζείτε και μετά πεθαίνετε, πάντοτε με αυτή τη σειρά, συμβαίνει επειδή η εντροπία αυξάνει. Ο Μπόλτσμαν εξήγησε ότι εάν ξεκινήσεις με χαμηλή εντροπία, είναι πολύ φυσικό αυτή να αυξηθεί, επειδή υπάρχουν περισσότεροι τρόποι για να υπάρξει υψηλή εντροπία. Αυτό που δεν εξήγησε είναι το γιατί η εντροπία ήταν εξαρχής χαμηλή.
Το γεγονός ότι η εντροπία του σύμπαντος ήταν χαμηλή ήταν συνέπεια του γεγονότος ότι το αρχικό σύμπαν ήταν πολύ πολύ ομαλό. Θέλουμε να το κατανοήσουμε αυτό. Αυτή είναι η δουλειά μας ως κοσμολόγοι. Δυστυχώς στην πραγματικότητα δεν είναι ένα πρόβλημα στο οποίο δίνουμε αρκετή προσοχή. Δεν είναι ένα από τα πρώτα πράγματα που θα έλεγε ο κόσμος, αν ρωτούσες έναν σύγχρονο κοσμολόγο: "Ποια είναι τα προβλήματα που προσπαθείτε να λύσετε;" Ένας από τους ανθρώπους που όντως κατανόησαν ότι επρόκειτο για πρόβλημαήταν ο Ρίτσαρντ Φάινμαν. 50 χρόνια πριν, έδωσε μία σειρά διαφόρων διαλέξεων. Έδωσε τις δημοφιλείς διαλέξεις που αποτέλεσαν το "Ο Χαρακτήρας του Φυσικού Νόμου." Έδωσε διαλέξεις σε προπτυχιακούς φοιτητές του Caltech, οι οποίες αποτέλεσαν τις "Διαλέξεις του Φάινμαν για τη Φυσική." Έδωσε διαλέξεις σε μεταπτυχιακούς φοιτητές του Caltech που αποτέλεσαν τις "Διαλέξεις του Φάινμαν για τη Βαρύτητα." Σε κάθε ένα από αυτά τα βιβλία, σε κάθε σειρά διαλέξεων, έδινε έμφαση στο ερώτημα: Γιατί το πρώιμο σύμπαν είχε τόσο χαμηλή εντροπία;
Και είπε -- δεν πρόκειται να μιμηθώ την προφορά --είπε "Για κάποιον λόγο, το σύμπαν, κάποια στιγμή,είχε πολύ χαμηλή εντροπία για το ενεργειακό του περιεχόμενο και έκτοτε η εντροπία αυξάνεται. Το βέλος του χρόνου δεν μπορεί να γίνει πλήρως κατανοητό έως ότου το μυστήριο των απαρχών της ιστορία του σύμπαντος μειωθεί ακόμη περισσότεροαπό εικασία σε κατανόηση." Αυτή είναι η δουλειά μας. Θέλουμε να ξέρουμε - αυτά έγιναν πριν 50 χρόνια, "Σίγουρα" θα σκέφτεστε "θα το έχουμε βρει τώρα πια." Δεν είναι αλήθεια ότι το έχουμε βρει τώρα πια.
Ο λόγος που το πρόβλημα έχει χειροτερέψει, αντί να καλυτερέψει, είναι επειδή το 1998 μάθαμε μερικά κρίσιμα στοιχεία για το σύμπαν, τα οποία αγνοούσαμε προηγουμένως. Μάθαμε ότι επιταχύνεται. Το σύμπαν δεν διαστέλλεται απλώς. Αν κοιτάξεις το γαλαξία, απομακρύνεται. Αν επιστρέψεις μετά από ένα δισεκατομμύριο χρόνια και κοιτάξεις ξανά, θα απομακρύνεται ακόμη ταχύτερα. Κάθε γαλαξίας απομακρύνεται από εμάς όλο και ταχύτερα.Επομένως λέμε ότι το σύμπαν επιταχύνεται. Σε αντίθεση με τη χαμηλή εντροπία του πρώιμου σύμπαντος, παρότι δεν γνωρίζουμε την απάντηση γι' αυτό, τουλάχιστον έχουμε μια καλή θεωρία που μπορεί να το εξηγήσει, αν η θεωρία αυτή είναι ορθήκαι είναι η θεωρία της σκοτεινής ενέργειας. Είναι απλώς η ιδέα ότι ο άδειος χώρος έχει αφ'εαυτού ενέργεια.
Σε κάθε κυβικό εκατοστό του χώρου, ανεξαρτήτως αν έχει ή δεν έχει κάτι μέσα του, ανεξαρτήτως αν έχει ή δεν έχει σωματίδια, ύλη, ακτινοβολία ή οτιδήποτε,υπάρχει ενέργεια, ακόμη κι στον ίδιο το χώρο. Κι αυτή η ενέργεια, σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, ασκεί μία πίεση στο σύμπαν. Είναι μία αέναη ώθηση, η οποία ωθεί τους γαλαξίες να απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο. Γιατί η σκοτεινή ενέργεια, εν αντιθέσει με την ύλη ή την ακτινοβολία, δεν γίνεται πιο αραιή καθώς το σύμπαν διαστέλλεται. Το ποσό ενέργειας σε κάθε κυβικό εκατοστό παραμένει το ίδιο, καθώς το σύμπαν γίνεται όλο και μεγαλύτερο. Αυτό έχει σοβαρές συνέπειες σχετικά με το τι θα κάνει το σύμπαν στο μέλλον. Καταρχάς, το σύμπαν θα διαστέλλεται για πάντα.
Όταν ήμουν στην ηλικία σας, δεν ξέραμε τι θα έκανε το σύμπαν. Κάποιοι άνθρωποι πίστευαν ότι το σύμπαν θα κατέρρεε ξανά στο μέλλον. Ο Αϊνστάιν υποστήριζε αυτή την ιδέα. Αλλά αν υπάρχει σκοτεινή ενέργεια και η σκοτεινή ενέργεια δεν εξαφανιστεί, το σύμπαν θα συνεχίσει να διαστέλλεται στους αιώνες των αιώνων. 14 δισεκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν, 100 δισεκατομμύρια σκυλίσια χρόνια,αλλά απεριόριστος αριθμός ετών στο μέλλον. Εν τω μεταξύ, με κάθε δυνατή έννοια, ο χώρος δείχνει πεπερασμένος για εμάς. Ο χώρος μπορεί να είναι πεπερασμένος ή απεριόριστος, αλλά επειδή το σύμπαν επιταχύνεται, υπάρχουν τμήματά του που δεν μπορούμε να δούμε και δεν θα δούμε ποτέ.Υπάρχει μία πεπερασμένη περιοχή του χώρου στην οποία έχουμε πρόσβαση, η οποία περιβάλλεται από έναν ορίζοντα. Οπότε, ακόμη κι αν ο χρόνος είναι απεριόριστος, ο χώρος είναι περιορισμένος για εμάς.Τελικά, ο κενός χώρος έχει μία θερμοκρασία.
Την δεκαετία του 1970, ο Στήβεν Χώκινγκ μας είπεότι μία μαύρη τρύπα, ακόμη κι αν νομίζετε ότι είναι μαύρη, στην πραγματικότητα εκπέμπει ακτινοβολία,όταν λαμβάνεται υπόψη η κβαντική μηχανική. Η καμπύλωση του χωροχρόνου γύρω από μια μαύρη τρύπα γεννάει κβαντομηχανικές διακυμάνσεις και η μαύρη τρύπα ακτινοβολεί. Ένας επακριβώς παρόμοιος υπολογισμός από το Χώκινγκ και το Γκάρυ Γκίμπονς έδειξε ότι, αν έχεις σκοτεινή ενέργεια στο κενό, τότε ολόκληρο το σύμπαν ακτινοβολεί. Η ενέργεια του κενού γεννάει κβαντικές διακυμάνσεις.Κι έτσι, ακόμη και αν το σύμπαν διαρκέσει για πάντα,και η συνηθισμένη ύλη και ακτινοβολία αραιωθούν,θα υπάρχει πάντοτε κάποια ακτινοβολία, μερικές θερμικές διακυμάνσεις, ακόμη και στον κενό χώρο.Αυτό σημαίνει ότι το σύμπαν είναι σαν ένα δοχείο αερίου, το οποίο διαρκεί για πάντα. Και ποια είναι η σημασία αυτού;
Η σημασία αυτή μελετήθηκε από το Μπόλτσμαν το 19ο αιώνα. Είπε ότι, εντάξει, η εντροπία αυξάνει γιατί υπάρχουν τόσο περισσότεροι τρόποι για το σύμπαν να βρίσκεται σε υψηλή εντροπία, παρά σε χαμηλή εντροπία. Αλλά αυτή είναι μία πιθανολογική διαπίστωση. Πιθανότατα θα αυξάνει, και αυτή η πιθανότητα είναι εξαιρετικά τεράστια. Δεν είναι κάτι για το οποίο πρέπει να ανησυχείτε - το να μαζευτεί όλος ο αέρας αυτού του δωματίου σε ένα σημείο του δωματίου και να πάθουμε ασφυξία. Είναι πολύ, πολύ απίθανο. Εκτός και αν κλείδωναν τις πόρτες και μας άφηναν εδώ κυριολεκτικά για πάντα, αυτό θα γινόταν. Οτιδήποτε επιτρέπεται, κάθε διάταξη που μπορούν να λάβουν τα μόρια σε αυτό το δωμάτιο,τελικά θα πραγματοποιηθεί.
Ο Μπόλτσμαν λέει λοιπόν, κοιτάξτε, θα μπορούσατε να ξεκινήσετε με ένα σύμπαν σε θερμική ισορροπία.Δεν ήξερε για τη Μεγάλη Έκρηξη. Δεν ήξερε για τη διαστολή του σύμπαντος. Νόμιζε ότι ο χώρος και ο χρόνος είχαν εξηγηθεί από τον Ισαάκ Νεύτωνα. Ήταν απόλυτοι. Και βρίσκονταν εκεί για πάντα. Επομένως η ιδέα του για ένα φυσικό σύμπαν ήταν αυτή στην οποία τα μόρια του αέρα ήταν διασκορπισμένα ισομερώς παντού -- τα μόρια από οτιδήποτε. Αλλά αν είσαι ο Μπόλτσμαν, τότε ξέρεις ότι αν περιμένεις αρκετά, οι τυχαίες διακυμάνσεις αυτών των μορίωνθα τα φέρουν περιστασιακά σε διατάξεις χαμηλής εντροπίας. Και τότε φυσικά, όπως συμβαίνει συνήθως, θα εξαπλωθούν ξανά. Επομένως η εντροπία δεν πρέπει πάντοτε να αυξάνεται - μπορεί να συμβούν διακυμάνσεις χαμηλότερης εντροπίας,σε πιο οργανωμένες καταστάσεις.
Αν αυτό είναι αλήθεια, ο Μπόλτσμαν πρόκειται να ανακαλύψει δύο πολύ μοντέρνες ιδέες - του πολυσύμπαντος και της ανθρωπικής αρχής. Λέει ότι το πρόβλημα με τη θερμική ισορροπία είναι ότι δεν μπορούμε να ζήσουμε εκεί. Θυμηθείτε, η ίδια η ζωή εξαρτάται από το βέλος του χρόνου. Δεν θα μπορούσαμε να επεξεργαστούμε πληροφορίες, να μεταβολίσουμε, να περπατήσουμε και να μιλήσουμε,αν ζούσαμε σε θερμική ισορροπία. Επομένως, αν φανταστείτε ένα πολύ πολύ μεγάλο σύμπαν, ένα απείρως μεγάλο σύμπαν, με σωματίδια που προσκρούουν τυχαία το ένα στο άλλο, θα υπάρχουν περιστασιακά μικρές διακυμάνσεις σε καταστάσεις χαμηλής εντροπίας και στη συνέχεια θα επανέρχονται στις θέσεις τους. Αλλά θα υπάρχουν επίσης και μεγάλες διακυμάνσεις. Περιστασιακά, θα δημιουργείται ένας πλανήτης ή ένα άστρο ή ένας γαλαξίας ή εκατό δισεκατομμύρια γαλαξίες. Ο Μπόλτσμαν λέει ότι θα ζήσουμε μόνο στο τμήμα του πολυσύμπαντος, στο τμήμα αυτού του απεριόριστα μεγάλου συνόλου σωματιδίων διακύμανσης, όπου η ζωή είναι δυνατή. Αυτή είναι η περιοχή όπου η εντροπία είναι χαμηλή. Ίσως το σύμπαν μας να είναι απλώς ένα από αυτά τα πράγματα που συμβαίνουν από καιρού εις καιρόν.
Τώρα, η εργασία που θα πάρετε για το σπίτι είναι να σκεφθείτε αυτό, να αναλογιστείτε τι ακριβώς σημαίνει. Ο Καρλ Σαγκάν είπε κάποτε το διάσημο:"Αν θες να φτιάξεις μία μηλόπιτα, τότε πρέπει πρώτα να εφεύρεις το σύμπαν." Αλλά δεν είχε δίκιο. Στο σενάριο του Μπόλτσμαν, αν θέλεις να φτιάξεις μια μηλόπιτα, τότε απλώς περιμένεις τις τυχαίες κινήσεις των ατόμων να σου φτιάξουν μια μηλόπιτα. Αυτό θα συμβεί πολύ πιο συχνά απ' ότι η τυχαία κίνηση των ατόμων θα σου κατασκευάσει ένα μηλεώνα και λίγη ζάχαρη κι ένα φούρνο και μετά θα σου φτιάξει μία μηλόπιτα. Οπότε, το σενάριο κάνει προβλέψεις. Και οι προβλέψεις είναι ότι οι διακυμάνσεις που καταλήγουν να φτιάξουν εμάς είναι ελάχιστες. Ακόμη κι αν φανταστείτε ότι το δωμάτιο που βρισκόμαστευπάρχει και είναι αληθινό και βρισκόμαστε εδώ και έχουμε, όχι μόνο τις αναμνήσεις μας, αλλά την εντύπωση ότι εκεί έξω υπάρχει κάτι που λέγεται Caltech και Ηνωμένες Πολιτείες και γαλαξίας Milky Way, είναι πολύ πιο εύκολο όλες αυτές οι εντυπώσεις να διακυμαίνονται τυχαία στον εγκέφαλό σας, απ' ότι πραγματικά να διακυμαίνονται τυχαία στο Caltech, στις Ηνωμένες Πολιτείες και στο γαλαξία.
Τα καλά νέα είναι ότι το σενάριο αυτό δεν λειτουργεί. Δεν είναι σωστό. Το σενάριο αυτό προβλέπει ότι πρέπει να είμαστε μία σπάνια διακύμανση. Ακόμη κι αν δεν υπολογίσουμε το γαλαξία μας, δεν θα είχαμε εκατό δισεκατομμύρια γαλαξίες. Και ο Φάινμαν επίσης το κατάλαβε αυτό. Ο Φάινμαν λέει "Από την υπόθεση ότι ο κόσμος είναι μια διακύμανση, όλες οι προβλέψεις είναι ότι αν κοιτάξουμε ένα τμήμα του κόσμου που δεν έχουμε ξαναδεί, θα το βρούμε άνω - κάτω και όχι όπως το κομμάτι που μόλις κοιτάξαμε -υψηλή εντροπία. Αν η τάξη μας οφείλεται σε μια διακύμανση, δεν θα περιμέναμε τάξη παντού, αλλά μόνο εκεί που μόλις την παρατηρήσαμε. Έτσι καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι το σύμπαν δεν είναι μια διακύμανση.¨ Ωραία. Το ερώτημα είναι όμως, ποια είναι η σωστή απάντηση; Αν το σύμπαν δεν είναι μια διακύμανση, τότε γιατί το πρώιμο σύμπαν να έχει χαμηλή εντροπία; Και πολύ θα ήθελα να σας πω την απάντηση, αλλά μου τελειώνει ο χρόνος.
Εδώ είναι το σύμπαν για το οποίο σας λέω, έναντι του σύμπαντος που πραγματικά υπάρχει. Σας έδειξα μόλις αυτή την εικόνα. Το σύμπαν διαστέλλεται τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου.Ψύχεται. Αλλά τώρα ξέρουμε αρκετά για το μέλλον του σύμπαντος για να πούμε πολύ περισσότερα. Αν η σκοτεινή ενέργεια συνεχίσει να υπάρχει, τα άστρα γύρω μας θα καταναλώσουν τα πυρηνικά τους καύσιμα, θα σταματήσουν να φλέγονται. Θα καταρρεύσουν σε μαύρες τρύπες. Θα ζούμε σε ένα σύμπαν που δεν θα έχει τίποτα, εκτός από μαύρες τρύπες. Το σύμπαν αυτό θα διαρκέσει 10 στην 100η χρόνια - πολύ περισσότερο απ' ότι έχει ζήσει το νεαρό μας σύμπαν. Το μέλλον είναι πολύ μεγαλύτερο από το παρελθόν. Αλλά ακόμη και οι μαύρες τρύπες δεν διαρκούν αιώνια. Θα εξατμιστούν και θα μείνουμε μόνο με άδειο χώρο. Αυτός ο άδειος χώρος θα διαρκέσει ουσιαστικά για πάντα. Εντούτοις, θα παρατηρήσετε, εφόσον ο άδειος χώρος εκπέμπει ακτινοβολία, θα υπάρχουν στην πραγματικότητα θερμικές διακυμάνσεις και ανακυκλώνονται σε όλους τους διαφορετικούς πιθανούς συνδυασμούς των βαθμίδων ελευθερίας που υπάρχουν στο κενό σύμπαν. Έτσι, ακόμη κι αν το σύμπαν διαρκέσει για πάντα, υπάρχει μόνο ένας πεπερασμένος αριθμός πραγμάτων που μπορούν να συμβούν στο σύμπαν.Τα πάντα συμβαίνουν σε μία χρονική περίοδο που ισούται με 10 στην 10η στην 120η έτη.
Να δύο ερωτήσεις για εσάς. Πρώτη ερώτηση: Αν το σύμπαν διαρκέσει 10 στην 10η στην 120η έτη, γιατί γεννηθήκαμε κατά τα πρώτα 14 δισεκατομμύρια χρόνια του, στη θερμή, άνετη λάμψη που άφησε η Μεγάλη Έκρηξη; Γιατί δεν βρισκόμαστε σε κενό χώρο; Μπορεί να πείτε "Μα δεν υπάρχει εκεί τίποτα που να είναι ζωντανό." Αλλά αυτό δεν είναι σωστό.Θα μπορούσατε να είστε μία τυχαία διακύμανση που να προέκυψε από το τίποτα. Γιατί δεν είστε; Κι άλλη εργασία για το σπίτι.
Επομένως, όπως είπα, δεν γνωρίζω πραγματικά την απάντηση. Θα σας πω όμως την αγαπημένη μου εκδοχή. Είτε είναι απλώς έτσι. Δεν υπάρχει εξήγηση.Αυτή είναι μία βάρβαρη αλήθεια για το σύμπαν, ότι θα πρέπει να μάθεις να αποδέχεσαι και να μην κάνεις ερωτήσεις. Ή θα μπορούσε η Μεγάλη Έκρηξηνα μην είναι η αρχή του σύμπαντος. Ένα αυγό, ένα αυγό που δεν έχει σπάσει, είναι μία διάταξη χαμηλής εντροπίας κι εντούτοις, όταν ανοίγουμε το ψυγείο,δεν λέμε "Χμ, πόσο περίεργο να βρίσκω αυτή τη διάταξη χαμηλής εντροπίας στο ψυγείο μου.¨ Αυτό συμβαίνει γιατί το αυγό δεν είναι ένα κλειστό σύστημα. Προέρχεται από την κότα. Ίσως το σύμπαν προέρχεται από μία κοσμική κότα. Ίσως υπάρχει κάτι που με φυσικό τρόπο, μέσα από την ανάπτυξη νόμων της φυσικής, προκαλεί τη γέννηση συμπάντων όπως το δικό μας σε διατάξεις χαμηλής εντροπίας. Αν αυτό αληθεύει, θα έχει συμβεί πάνω από μία φορά. Θα είμαστε μέρος ενός πολύ μεγαλύτερου πολυσύμπαντος. Αυτό είναι το αγαπημένο μου σενάριο.
Οι διοργανωτές μου ζήτησαν να κλείσω με μία τολμηρή εικασία. Η τολμηρή μου εικασία είναι ότι θα δικαιωθούμε απόλυτα από την ιστορία. Και σε 50 χρόνια από τώρα, όλες οι σημερινές μου τολμηρές ιδέες, θα έχουν γίνει δεκτές ως αλήθειες από την επιστημονική, και όχι μόνο, κοινότητα. Θα πιστεύουμε όλοι ότι το μικρό μας σύμπαν είναι απλώς ένα μικρό μέρος ενός πολύ μεγαλύτερου πολυσύμπαντος. Κι ακόμη καλύτερα, θα καταλάβουμε τι συνέβη στη Μεγάλη Έκρηξη, με την μορφή μιας θεωρίας που θα μπορούμε να επαληθεύσουμε με παρατηρήσεις. Αυτή είναι μία πρόβλεψη. Μπορεί να είναι λανθασμένη. Αλλά, ως ανθρώπινο είδος, σκεφτόμαστε για το πώς ήταν το σύμπαν, γιατί δημιουργήθηκε όπως δημιουργήθηκε, για πολλά, πολλά χρόνια. Είναι συναρπαστικό να σκεφθούμε ότι μπορεί τελικά να μάθουμε την απάντηση μια μέρα.
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου