Ένα αστέρι που καταρρέει διαμορφώνει μια μαύρη τρύπα, μέσα στην οποία είναι συρρικνωμένο σε μια πολύ πυκνή κατάσταση. Το σύμπαν ξεκίνησε σε μια πολύ παρόμοια πυκνή κατάσταση, από την οποία διαστέλλεται. Είναι πιθανό αυτές να είναι η ίδια πυκνή κατάσταση; Δηλαδή, είναι πιθανό αυτό που βρίσκεται πέραν του ορίζοντα μιας μαύρης τρύπας να είναι η αρχή ενός άλλου σύμπαντος;
Λι Σμόλιν, Η ζωή του Κόσμου
Μια από τις ταινίες που σημάδεψε τα φοιτητικά μου χρόνια, εξαιτίας της δυστοπίας που προδιέγραφε με αφοπλιστικά ανησυχητικό ρεαλισμό, ήταν το Idiocracy. Με δυο λόγια, η ταινία αφηγείται το εξ ατυχήματος ταξίδι στον χρόνο (500 χρόνια στο μέλλον) ενός απόλυτα κοινού –για τα στάνταρ της δικής του/μας εποχής– ανθρώπου, του Joe (ως καθόλα πιστής υποστασιοποίησης του αμερικανικού “Average Joe”), ο οποίος γρήγορα συνειδητοποιεί πως στο έτος 2505 οι άνθρωποι έχουν καταστεί εξαιρετικά ηλίθιοι, σε βαθμό που κινδυνεύουν να εκλείψουν από λιμοκτονία, επειδή χρησιμοποιούν Gatorade αντί για νερό για να ποτίσουν τα χωράφια τους! Φυσικά, μόλις ο Joe προτείνει το ψέκασμα με νερό και οι σοδειές ανασταίνονται ως εκ θαύματος, καθίσταται αυτοστιγμεί σε σωτήρα της ανθρωπότητας και χαιρετίζεται από τον Πρόεδρο των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής (ο οποίος, παρεμπιπτόντως, στο φαντασιακό μέλλον είναι πρώην πορνοστάρ και αστέρας του WWE!) ως η μεγαλύτερη εν ζωή ιδιοφυία!
Στις αρχικές σεκάνς της ταινίας αντιπαραβάλλονται δύο ζευγάρια με πασιφανώς τερατώδη διαφορά μέσης νοημοσύνης μεταξύ τους: o Trevor και η Carol (με μέσο όρο IQ κοντά στο 140!) με τον Clevon και την Trish (με μέσο όρο IQ πιθανώς κοντά στο 85). Οι πρώτοι εξομολογούνται τις επιφυλάξεις τους ως προς το να φέρουν ένα παιδί στον κόσμο, και τις σπουδαίες ευθύνες που αυτό επιφέρει, και, καθώς ο δισταγμός τους παγιώνεται σε άρνηση, ενόσω περνούν τα χρόνια, οι δεύτεροι αναπαράγονται ανεξέλεγκτα, προκαλώντας μια ανισορροπία στη μετάδοση νοημοσύνης. Προμηνύοντας τον ορατό κίνδυνο ενός ακατάσχετου καλπασμού ηλιθιότητας στο μέλλον, ο σεναριογράφος ασκεί καυστική κοινωνική κριτική που απογυμνώνει τη σύγχρονη πνευματική ένδεια.
Η πυρηνική ιδέα για το ευφάνταστο (όσο και διασκεδαστικό ή τρομακτικό – ανάλογα με το πόσο ειλικρινά φοβάστε την αληθοφάνεια της ταινίας) σενάριο βασίζεται ουσιαστικά σε μια σατιρική εξεικόνιση μιας δραματικής τροπής στην τροχιά της φυσικής επιλογής, όπου η γονιδιακή δεξαμενή του πληθυσμού πλημμυρίζεται από ηλιθιότητα, με συνέπεια η τελευταία να καθίσταται το στοιχείο που αναπαράγεται και επιβιώνει, και εν τέλει κυριαρχεί στο μέλλον.
Τι είναι η φυσική επιλογή;
Στα τέλη της δεκαετίας του 1850, οι Κάρολος Δαρβίνος και Άλφρεντ Γουάλας, σε μια από τις πιο θεαματικές περιπτώσεις ταυτόχρονης ανακάλυψης στην ιστορία της επιστήμης, προτείνουν την ιδέα της φυσικής επιλογής για την εξήγηση της εξέλιξης· η ιδέα αυτή αποτέλεσε το διανοητικό θεμέλιο της Καταγωγής των ειδών του Δαρβίνου, ο οποίος την αποκάλεσε «τον πιο σημαντικό από τους μηχανισμούς της εξέλιξης».
Η φυσική επιλογή είναι μια από αυτές τις εξαιρετικά απλές αλλά ιδιοφυείς ιδέες που, μόλις την ακούσεις για πρώτη φορά, αλλάζει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβάνεσαι και κατανοείς τον κόσμο. Εξηγεί την ασύλληπτη ποικιλία της ζωής με τον απλούστερο πιο φειδωλό-οικονομικό τρόπο. Η ιδέα βασίζεται σε μόνο μία προϋπόθεση: να διαφέρουν γενετικώς τα άτομα ενός είδους ως προς την ικανότητά τους να επιβιώνουν και να αναπαράγονται στο περιβάλλον τους1. Εφόσον συμβαίνει αυτό, τότε τα άτομα που διαθέτουν εκείνα τα χαρακτηριστικά που τα καθιστούν ικανότερα να προσαρμοστούν στο περιβάλλον, είναι περισσότερο πιθανό να επιβιώσουν, να φθάσουν σε αναπαραγωγική ηλικία και να αφήσουν περισσότερους απογόνους: έτσι, θα κληροδοτήσουν τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά τους στις επόμενες γενιές. Σταδιακά, ο πληθυσμός θα εμπλουτιστεί με περισσότερα άτομα που φέρουν αυτά τα χαρακτηριστικά, ενώ τα άτομα που δεν έφεραν τις ευνοϊκές γενετικές παραλλαγές θα εξαφανιστούν.
Ας δούμε μερικά παραδείγματα, προκειμένου να καταστεί ακόμα πιο εύληπτη η ιδέα, ξεκινώντας από το Idiocracy. Έχουμε, καταρχάς, άτομα ενός είδους, του ανθρώπινου εν προκειμένω, που διαφέρουν γενετικώς στη νοημοσύνη – συνεπώς πληρείται η #1 προϋπόθεση φυσικής επιλογής, η γενετική ποικιλομορφία. Επίσης, διαφέρουν ως προς την ικανότητά τους να επιβιώνουν και να αναπαράγονται στο περιβάλλον τους, όπως μας παρουσιάζουν οι πρώτες σκηνές της ταινίας: το ζευγάρι χαμηλότερης νοημοσύνης γεννοβολάει ανεξέλεγκτα, σε αντίθεση με το έξυπνο ζευγάρι, επιδεικνύοντας, έτσι, μια μεγαλύτερη ευκολία στην αναπαραγωγή. Το αποτέλεσμα, σε βάθος χρόνου (μετά από 500 χρόνια), είναι ότι οι περισσότερο ηλίθιοι άνθρωποι έχουν κατακλύσει τον πληθυσμό, και οι έξυπνοι έχουν εκλείψει.
Ένα δεύτερο παράδειγμα αφορά το δασύτριχο μαμούθ. Το αντλώ και θα το παραθέσω αυτούσια από το καταπληκτικό βιβλίο του Jerry Coyne Η εξέλιξη είναι γεγονός. Ο λόγος που θα το παραθέσω αυτούσιο είναι διπλός: πρώτον, είναι εξαιρετικά διαφωτιστικό παράδειγμα, και, δεύτερον, θεωρώ πως ο Jerry Coyne πιθανόν είναι πιο αρμόδιος από μένα στη βιολογία:
Κατοικούσε στα βόρεια της Ευρασίας και της Βόρειας Αμερικής και ήταν προσαρμοσμένο στο κρύο καθώς είχε πυκνό τρίχωμα […]. Πιθανώς καταγόταν από προγόνους μαμούθ που δεν είχαν πολύ τρίχωμα – όπως οι σημερινοί ελέφαντες. Μεταλλάξεις στο προγονικό είδος παρήγαγαν μερικά άτομα –όπως συμβαίνει σήμερα με μερικούς ανθρώπους– που ήταν πιο δασύτριχα από άλλα. Όταν το κλίμα έγινε ψυχρότερο ή το είδος εξαπλώθηκε σε βορειότερες περιοχές, τα δασύτριχα άτομα έγιναν πιο ανθεκτικά στο παγωμένο περιβάλλον τους και άφησαν περισσότερους απογόνους απ’ ό,τι τα λιγότερο δασύτριχα. Ο πληθυσμός εμπλουτίστηκε έτσι με γονίδια που παράγουν δασύ τρίχωμα. Στην επόμενη γενεά, το μέσο μαμούθ θα ήταν λίγο πιο δασύτριχο από πριν. Αν η διεργασία αυτή συνεχιστεί επί μερικές χιλιάδες γενεές, το σχεδόν άτριχο μαμούθ αντικαθίσταται από το δασύτριχο. Και αν πολλοί διαφορετικοί χαρακτήρες επηρεάζουν την αντοχή στο κρύο (π.χ., το σωματικό μέγεθος, η ποσότητα υποδόριου λίπους, κ.λπ.), τότε οι χαρακτήρες αυτοί θα αλλάζουν παράλληλα.
Σε αυτό το σημείο, είναι σημαντικό να τονίσω πως η φυσική επιλογή δε διαμορφώνει μόνο τα φυσικά χαρακτηριστικά αλλά και τα ψυχολογικά: σμιλεύει τις συμπεριφορές που συμβάλλουν στην επιβίωση και την αναπαραγωγή. Ας δούμε δύο σχετικά παραδείγματα.
Ο φόβος που έχουμε για το σκοτάδι αποτελεί αναμφίβολα ένα εξελικτικό απομεινάρι στον ψυχισμό μας2. Στις πολύ αρχέγονες εποχές της ανθρωπότητας, όταν οι πρόγονοί μας ζούσαν στις σαβάνες τις Αφρικής, εν πολλοίς εκτεθειμένοι και οδυνηρά ευάλωτοι σε διάφορους θηρευτές, ήταν ζήτημα πρώτης σημασίας να αναπτυχθεί ένας μηχανισμός επιβίωσης που να διεγείρει τον φόβο για το σκοτάδι, καθώς η ευαλωτότητά τους αυξανόταν εκθετικά τη νύχτα: όσοι από αυτούς εμφάνιζαν εντονότερη αυτή την αντίδραση φόβου είχαν περισσότερες πιθανότητες να επιβιώσουν και να αφήσουν απογόνους, αυξάνοντας τη συχνότητα κληρονομικών προδιαθέσεων που ενίσχυαν αυτόν τον φόβο στο γενετικό απόθεμα του είδους μας.
Ένα τελευταίο αλλά εξίσου σπουδαίας σημασίας παράδειγμα συνιστά η ενδιάθετη ανάγκη που επιδεικνύουν όλοι οι άνθρωποι για άντληση και απόδοση νοήματος. Όλοι μας θέλουμε να ξέρουμε γιατί συμβαίνει ή υπάρχει κάτι αλλά και να νοηματοδοτούμε πτυχές της ζωής μας. Και αυτή η εγγενής μας τάση για αναζήτηση και απόδοση νοήματος μπορεί με ασφάλεια να αναχθεί στο αρχαιότατο εξελικτικό μας παρελθόν: ήταν απόλυτα κρίσιμο να καταλαβαίνουμε και να αναγνωρίζουμε λόγους πίσω από παρατηρήσιμα μοτίβα. Αναντίρρητα, η εξελικτική πίεση διαμόρφωσε γνωστικές λειτουργίες όπως η αντίληψη αιτιών και η ερμηνεία του περιβάλλοντος: τι σημαίνει αυτός ο ήχος (ο κλασικός ήχος πίσω από τον θάμνο, φερ’ ειπείν: είναι απλά το άκακο θρόισμα του ανέμου ή μήπως οι τελικές κινήσεις ενός –έτοιμου για επίθεση– σαρκοβόρου θηρευτή;); Τι σημαίνει το σκοτείνιασμα του ουρανού, ή αυτά τα μεγάλα ίχνη στο χώμα, ή εκείνος ο πόνος που νιώθουμε σε κάποιο μέρος του σώματός μας;
Πιθανότατα από πολύ νωρίς οι αρχαιότατοί μας πρόγονοι άρχισαν επίσης να αναρωτιούνται γιατί είμαστε εδώ; Γιατί υπάρχει ο κόσμος; Τι είναι ο κόσμος; Εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια μετά, έχουμε διανύσει σημαντική απόσταση ως προς το αξιόμαχο της ικανότητάς μας να παλεύουμε με αυτά τα απολύτως θεμελιώδη υπαρξιακά και επιστημονικά ερωτήματα. Ωστόσο, δεν έχουμε βρει ακόμα οριστικές απαντήσεις – ίσως επειδή, για κάποια από αυτά, δεν υπάρχουν. Επιπλέον, μπορείς πάντοτε να προσθέσεις ένα ακόμα γιατί μετά την τελευταία απάντηση.
Επί παραδείγματι: γιατί υπάρχουμε; –Γιατί μας έφτιαξε ο Θεός. Γιατί μας έφτιαξε ο Θεός; –Γιατί ο Θεός είναι αγάπη. Γιατί υπάρχει ο Θεός; –Γιατί πρέπει να υπάρχει μια αυθύπαρκτη αρχή των πάντων. Γιατί; –Γιατί αλλιώς καταλήγουμε σε μια ατελείωτη αλυσίδα αιτίων, κάτι που είναι παράλογο. Γιατί πρέπει να είναι ο Θεός και όχι το ίδιο το σύμπαν η αρχή αυτής της αλυσίδας; Και γιατί πρέπει να υπάρχει οπωσδήποτε μια λογική εξήγηση, συμβατή με την ανθρώπινη νόηση, για το οτιδήποτε έσχατο; Γιατί πρέπει το σύμπαν να μην είναι παράλογο σε μας; Τελεί υπό κάποια υποχρέωση απέναντι στους ανθρώπους να είναι καταληπτό; Γιατί πρέπει να υπάρχει, εν τέλει, μια τελική εξήγηση στα πάντα;
Γιατί αυτοί οι νόμοι της φύσης;
Ένας από εκείνους τους φιλοπερίεργους στοχαστές που αναζητούν εξηγήσεις για τα πάντα είναι ο Λι Σμόλιν, ένας από τους σπουδαιότερους θεωρητικούς φυσικούς του τελευταίου μισού αιώνα. Στο πρώτο του βιβλίο, The Life of the Cosmos, που κυκλοφόρησε την 1η Ιανουαρίου του 1997, ο Σμόλιν αποπειράται να απαντήσει στο ερώτημα γιατί οι νόμοι της φύσης είναι όπως τους βρίσκουμε και όχι διαφορετικοί;3 Γιατί το σύμπαν είναι φιλόξενο στη ζωή;
Γιατί υπάρχει ζωή στο σύμπαν; Γιατί το σύμπαν είναι γεμάτο από τέτοια ποικιλία όμορφων δομών; Είναι οι νόμοι της φύσης αιώνιες αλήθειες ή κάπως δημιουργήθηκαν, μαζί με τον κόσμο; Είναι πιθανό να συλλάβουμε, και να κατανοήσουμε, το σύμπαν ως ένα ολόκληρο σύστημα, ως κάτι παραπάνω από το σύνολο των μερών του;4
Αν οι βιολόγοι του 19ου αιώνα ανακάλυψαν πως τα διάφορα είδη δεν αποτελούν αιώνιες και αμετάβλητες κατηγορίες αλλά προϊόντα εξέλιξης μέσω φυσικής επιλογής, ο Σμόλιν υπαινίσσεται πως οι δικοί του συνάδελφοι, από τον 19ο αιώνα μέχρι και σήμερα, δεν έχουν καταφέρει να συλλάβουν την εμβέλεια αυτής της συγκλονιστικής ανακάλυψης· δεν έχουν συνειδητοποιήσει πως θα μπορούσε να ισχύει κάτι παρόμοιο και για τους νόμους της φύσης.5 Ο ίδιος το αποδίδει στην ισχυρή επιρροή που άσκησε στους φυσικούς φιλοσόφους των προηγούμενων αιώνων η πίστη στον Θεό και, κατ’ επέκταση, στην πεποίθηση ότι, εφόσον το σύμπαν είναι δημιούργημα του Θεού, τότε θα πρέπει και οι νόμοι του σύμπαντος να έχουν κάτι από τον θεϊκό χαρακτήρα, να είναι, δηλαδή, αιώνιοι και απαράλλαχτοι. Παρά το γεγονός ότι η πλειονότητα των σημερινών φυσικών και κοσμολόγων είναι άθεοι, φαίνεται πως αυτή η θεϊστική αντίληψη έχει διατηρήσει την επίδρασή της στη φιλοσοφία της επιστήμης.
Ωστόσο, εμφορούμενος από τον κριτικό ορθολογισμό του Καρλ Πόπερ, ο Σμόλιν προτάσσει την ανάγκη μιας επιστημονικής και όχι θρησκευτικής/μεταφυσικής θεωρίας για τον κόσμο και τους φυσικούς νόμους, κι αυτό προϋποθέτει με τη σειρά του την ανάγκη αυτή η θεωρία να είναι διαψεύσιμη.
Γενική Σχετικότητα, Μαύρες Τρύπες & Ιδιομορφίες
Η πρώτη επιστημονική κοσμολογική θεωρία διατυπώθηκε το 1916 από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, και απέρρεε από τη θεωρία του για τη βαρύτητα, τη Γενική Σχετικότητα. Η ουσία της ΓΣ συνοψίζεται στο ότι ο χώρος δεν έχει μια σταθερή δομή (όπως πίστευε ο Νεύτωνας) αλλά είναι δυναμικός: η γεωμετρία του αλλάζει με τον χρόνο6. Όταν μαθηματικές διάνοιες, όπως ο Ολλανδός αστρονόμος Ντε Σίτερ και ο Ρώσος μετεωρολόγος Αλεξάντερ Φρίντμαν, άρχισαν να ανακαλύπτουν τις λύσεις των εξισώσεων της Γενικής Σχετικότητας7, εφαρμοσμένες στην ολότητα του σύμπαντος, ανακάλυψαν παράλληλα πως αυτές συνεπάγονταν ένα διαστελλόμενο σύμπαν.
Ο άβολος κοινός παρονομαστής, ωστόσο, με όλες αυτές τις λύσεις είναι ότι περιέχουν τις λεγόμενες «μοναδικότητες» (singularities)8. «Μια μοναδικότητα είναι ένα σημείο ή μια περιοχή στον χωροχρόνο στην οποία κάποια φυσική ποσότητα όπως η πυκνότητα της μάζας ή της ενέργειας, η θερμοκρασία, ή η ισχύς του βαρυτικού πεδίου, γίνονται άπειρα»9. Το πρόβλημα με τους απειρισμούς είναι ότι δεν παρατηρούνται στη φύση, και, γι’ αυτόν τον λόγο, οι κοσμολόγοι θεωρούν πως τα μαθηματικά της Γενικής Σχετικότητας παύουν να ισχύουν, και επομένως να περιγράφουν αξιόπιστα το τι συμβαίνει στη φυσική πραγματικότητα των πρώτων απειροστών στιγμών του σύμπαντος. Επιπλέον, υπάρχει άλλο ένα σοβαρό πρόβλημα: η γνωστή μαθηματική ασυμβατότητα της Γενικής Σχετικότητας με την κβαντομηχανική. Στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος, όταν αυτό είναι τόσο πυκνό, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν και οι κβαντικές επιδράσεις· θα πρέπει, με άλλα λόγια, να έχουμε μια θεωρία κβαντικής βαρύτητας, προκειμένου να μπορούμε να έχουμε μια ολοκληρωμένη εικόνα του τι ακριβώς συμβαίνει στο νεόβλαστο σύμπαν.
Λίγο πριν την ανακάλυψη των Φρίντμαν και Ντε Σίτερ, ο Γερμανός αξιωματικός Καρλ Σβάρτσιλντ είχε ανακαλύψει κάποιες από τις σημαντικότερες λύσεις των εξισώσεων της ΓΣ που αφορούσαν τα βαρυτικά πεδία άστρων· ουσιαστικά, στον Σβάρτσιλντ ανάγεται η μαθηματική/θεωρητική ανακάλυψη των μαύρων τρυπών! Μια μαύρη τρύπα είναι μια περιοχή στον χώρο και τον χρόνο, όπου η ισχύς της βαρύτητας είναι τόσο ισχυρή που αποτρέπει το οτιδήποτε να ξεφύγει από την επικράτειά της· η ταχύτητα διαφυγής, με άλλα λόγια, από το βαρυτικό της πεδίο, είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός (εξού και το «μαύρο» – δε διαφεύγουν φωτόνια από τον ορίζοντα γεγονότων, τα σύνορά της, ώστε να γίνονται ορατά τα περιεχόμενά της). Η ενδιαφέρουσα αναλογία με την αρχή του σύμπαντος έγκειται στο γεγονός πως στο κέντρο μιας μαύρης τρύπας υπάρχει επίσης μια μοναδικότητα!
Σε αυτό το σημείο, θα παραθέσω –ξανά αυτούσιο (τα έντονα γράμματα δική μου επισήμανση)– ένα απόσπασμα από το συναρπαστικό βιβλίο του Brian Greene, The Hidden Reality, για τη μοναδικότητα της μαύρης τρύπας:
Είναι συνηθισμένο να μιλάμε για το κέντρο μιας μαύρης τρύπας σαν ήταν μια θέση στον χώρο. Αλλά δεν είναι. Είναι μια στιγμή στον χρόνο. Όταν περνάς τον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, ο χρόνος και ο χώρος (η ακτινική κατεύθυνση) ανταλλάζουν ρόλους. Αν πέσεις σε μια μαύρη τρύπα, για παράδειγμα, η ακτινική σου κίνηση αντιστοιχεί σε πρόοδο στον χρόνο. Τραβιέσαι, έτσι, προς το κέντρο της μαύρης τρύπας με τον ίδιο τρόπο που τραβιέσαι στην επόμενη στιγμή στον χρόνο. Το κέντρο της μαύρης τρύπας είναι, υπό αυτήν την έννοια, παρόμοιο με μια τελευταία στιγμή στον χρόνο.10
Νομίζω καταλάβατε γιατί το παρέθεσα αυτούσιο: ήταν υπερβολικά τέλειο.
Αλλά ας ξεπεράσουμε αυτήν τη vintage Brian Greene επικότητα. Κρατήστε στο μυαλό σας ότι έχουμε αυτήν τη σύμπτωση: μια μοναδικότητα στο κέντρο μιας μαύρης τρύπας και μια μοναδικότητα στο Bing Bang.
Ο Σμόλιν, υιοθετώντας μια ιδέα του μεταδιδακτορικού μέντορά του, Μπράις ΝτεΒιτ, προτείνει πως σύμπαντα γεννιούνται μέσα σε μαύρες τρύπες. Η ιδέα του ΝτεΒιτ βασίζεται σε μία προϋπόθεση: ότι κβαντικές διεργασίες με κάποιον τρόπο11 –που θα μας γίνει γνωστός και κατανοητός μόλις βρούμε τη σωστή θεωρία κβαντικής βαρύτητας– εξαλείφουν τις μοναδικότητες. Αν, λοιπόν, κβαντικά φαινόμενα πράγματι εξαλείφουν τις μοναδικότητες τόσο στην αρχή του σύμπαντος όσο και στο κέντρο των μαύρων τρυπών, τότε δεν υπάρχει ούτε μια πρώτη ούτε μια τελευταία στιγμή στον χρόνο.
Αν, όμως, δεν υπάρχει μια τελευταία στιγμή στον χρόνο, και ο χρόνος συνεχίζεται επ’ άπειρον μέσα σε μια μαύρη τρύπα, τότε τι ακριβώς συμβαίνει στο άστρο που κατέρρευσε, ώστε να σχηματιστεί εξαρχής αυτή; Η ερώτηση είναι ισοδύναμη και εναλλάξιμη με το τι συνέβη πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη, στην περίπτωση που κβαντικά φαινόμενα επιτρέπουν στον χρόνο να επεκτείνεται επ’ αόριστον στο παρελθόν12.
Αυτός ο όρος [“Bing Bang”] δε θα αναφερόταν πλέον στη στιγμή της δημιουργίας, αλλά μόνο σε κάποιο δραματικό γεγονός που οδήγησε στη διαστολή της δικής μας περιοχής του σύμπαντος13.
Το όλο κόνσεπτ βασίζεται στην ταύτιση των δύο μοναδικοτήτων:
Ένα αστέρι που καταρρέει διαμορφώνει μια μαύρη τρύπα, μέσα στην οποία είναι συρρικνωμένο σε μια πολύ πυκνή κατάσταση. Το σύμπαν ξεκίνησε σε μια πολύ παρόμοια πυκνή κατάσταση, από την οποία διαστέλλεται. Είναι πιθανό αυτές να είναι η ίδια πυκνή κατάσταση; Δηλαδή, είναι πιθανό αυτό που βρίσκεται πέραν του ορίζοντα μιας μαύρης τρύπας να είναι η αρχή ενός άλλου σύμπαντος;14
Πώς θα μπορούσε να συμβεί αυτό;
Αν το καταρρέον άστρο εκρήγνυντο μόλις έφτανε μια πολύ πυκνή κατάσταση […], η έκρηξη θα αντέστρεφε το φαινόμενο κατάρρευσης του άστρου, προκαλώντας μια διαστολή που θα προσομοίαζε αυτήν της Μεγάλης Έκρηξης, και αυτή η διαστελλόμενη περιοχή θα μπορούσε να εξελιχθεί όπως το σύμπαν μας.15
Η Φόρμουλα του Θεού
Όταν ήμουν φοιτητής, πίσω στην Ιουρασική Περίοδο, το 2009, σύχναζα αρκετά στην όμορφη πανεπιστημιακή βιβλιοθήκη του Βόλου, στην πόλη που σπούδασα αρχαιολογία και ιστορία16. Μια μέρα σκέφτηκα να δοκιμάσω κάτι περιπετειώδες: να διαλέξω τελείως τυχαία, χωρίς καν να βλέπω, με πλάτη στα βιβλία, ένα βιβλίο από το ράφι, και να το διαβάσω ό,τι κι αν ήταν, ακόμα κι αν δε με είλκυε καθόλου ο τίτλος ή το εξώφυλλο. Η πρώτη φορά που δοκίμασα το τολμηρό πείραμα, λοιπόν, τράβηξα από το ράφι ένα μυθιστόρημα με τον τίτλο Η Φόρμουλα του Θεού του Πορτογάλου δημοσιογράφου Ζοσέ Ροντρίγκες ντος Σάντος.
Ένα από τα πιο δημοφιλή κείμενα του blog είναι αυτό με τον τίτλο Το βιβλίο που μ’ έκανε ν’ αγαπήσω το διάβασμα. Αντί να εκμεταλλευτώ την επιτυχία του και να την κεφαλαιοποιήσω, δημιουργώντας franchise υπό τον τίτλο Τα βιβλία που μ’ έκαναν να αγαπήσω διάφορα, θα αρκεστώ στο παρόν τελευταίο υποκεφάλαιο του παρόντος κειμένου, το οποίο κάλλιστα θα μπορούσε να ονομαστεί Το βιβλίο που μ’ έκανε ν’ αγαπήσω τη φυσική: γιατί αυτό το βιβλίο ήταν Η Φόρμουλα του Θεού.
Επί του παρόντος, και χάριν συντομίας, δε θα συζητήσω καταλεπτώς τη συναρπαστική ιστορία που ξετυλίγεται στο βιβλίο (το οποίο προτείνω ανεπιφύλακτα σε όλους)· θα αρκεστώ να αναφέρω πως έχει ανακαλυφθεί ένα χειρόγραφο του Αϊνστάιν το οποίο οι μυστικές υπηρεσίες της Αμερικής και του Ιράν θεωρούν πως περιέχει κωδικοποιημένη τη φόρμουλα για την παραγωγή ενός υπερόπλου – και γι’ αυτό ακριβώς, αποδύονται σε ένα ανηλεές κυνήγι αποκωδικόποιησής της. Στην πορεία, ο κεντρικός ήρωας που επιχειρεί την κρυπτανάλυση μαθαίνει εν περιλήψει τις βασικές ιδέες πίσω από τη Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν. Κάπου σε εκείνες τις σελίδες, και γω, ερωτεύτηκα τη φυσική.
Εκείνη την ξέγνοιαστη εποχή ήμουν ακόμα χριστιανός. Πίστευα ότι ο Θεός δημιούργησε το σύμπαν. Δεν ήξερα, βέβαια, καμία λεπτομέρεια, αλλά γνώριζα βαθιά μέσα μου ότι το σύμπαν δεν μπορεί να προήλθε από το τίποτα· δεν μπορεί να είναι τυχαίο. Προς μεγάλη ευχαρίστηση και συγκίνησή μου, στο πιο συγκλονιστικό κομμάτι του βιβλίου, ο συγγραφέας –μέσω των ηρώων του– μού παρείχε για πρώτη φορά μια αδιαμφισβήτητη και επιστημονική απόδειξη, που δεν είχα ακούσει ή διαβάσει ποτέ πριν. Ακόμα θυμάμαι πως είχα ξεχωρίσει αυτό το μοναδικό τμήμα, για να το διαβάσω με κατάνυξη και απόλυτη προσοχή ένα βράδυ που θα ένιωθα διανοητικά (και πνευματικά, υπό τη χριστιανική/κυριολεκτική έννοια) οξύς.
Το εν λόγω τμήμα του βιβλίου αφορούσε το περίφημο (όπως έμαθα αργότερα) πρόβλημα της λεπτής ρύθμισης (the fine tuning problem εις τη βαρβαρικήν). Με δυο λόγια, το πρόβλημα εγείρει το ερώτημα γιατί οι σταθερές της φύσης και οι παράμετροι των στοιχειωδών σωματιδίων έχουν τις συγκεκριμένες τιμές που έχουν, λαμβάνοντας υπόψη πως η παραμικρή, απειροελάχιστη αλλαγή σε αυτές θα επέφερε τόσο κατακλυσμιαίες μεταβολές στη φύση, ώστε να μην ήταν δυνατό να διαμορφωθεί εν τέλει η ζωή όπως τη γνωρίζουμε.
Για παράδειγμα, μια ελάχιστα μικρή αύξηση στην τιμή της λεγόμενης «σκοτεινής ενέργειας», στην οποία αποδίδεται η επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος, θα επέφερε συντριπτικές επιπτώσεις: το σύμπαν θα διαστελλόταν αρκετά γρήγορα ώστε να μην υπήρχε επαρκής χρόνος για να σχηματιστούν δομές όπως γαλαξίες, άστρα και πλανήτες. Το ίδιο θα συνέβαινε και αν η ισχύς της βαρύτητας ήταν ελάχιστα μικρότερη. Αν η μάζα του ηλεκτρονίου ήταν ελαφρώς μεγαλύτερη, οι ενεργειακές στάθμες θα μεταβάλλονταν και η χημεία που ξέρουμε θα ήταν αδύνατη· αν ήταν ελαφρώς μικρότερη, οι χημικοί δεσμοί θα ήταν πιο αδύναμοι, με συνέπεια ξανά μορφές ζωής να ήταν είτε αρκετά διαφορετικές είτε αδύνατες.
Ο Christopher Hitchens, ένας εκ των διαβόητων τεσσάρων καβαλάρηδων του λεγόμενου «Νέου Αθεϊσμού»17, είχε επανειλημμένως εκφράσει την άποψη πως το fine tuning επιχείρημα είναι το καλύτερο των θεϊστών18. Εύλογα, μπορεί να συνάγει κανείς γιατί το επιστρατεύουν κατά κόρον χριστιανοί απολογητές: αν το σύμπαν μας φαίνεται τόσο εκπληκτικά (λεπτά) ρυθμισμένο, προκειμένου να υπάρξει ζωή σ’ αυτό, είναι γιατί υπάρχει κάποιος που έκανε αυτές τις λεπτές ρυθμίσεις: ο Θεός. Ομολογώ ότι, ακόμα και τώρα που είμαι άθεος, στο αρχικό άκουσμα του επιχειρήματος πάντα κοντοστέκομαι. Ωστόσο, δε μου εμπνέει πια το ίδιο δέος.
Μια προφανής, νομίζω, πρώτη ένσταση είναι γιατί ο Θεός να χρειάζεται εξαρχής να προβεί σε τόσο απίθανα λεπτές ρυθμίσεις, εφόσον είναι εξ ορισμού παντοδύναμος και θα μπορούσε απλώς να κάνει το οτιδήποτε χωρις τόση εγγενή πολυπλοκότητα: μοιάζει υπερβολικά επιτηδευμένο εκ μέρους μιας ασύλληπτα παντοδύναμης οντότητας να αναλώνεται στη λεπτορύθμιση πλήθους δεκαδικών ψηφίων, ενώ θα μπορούσε κάλλιστα να δημιουργήσει ζωή με οποιεσδήποτε τιμές στις φυσικές σταθερές, ή ακόμα και ανεξάρτητα από αυτές (– είναι ο ΘΕΟΣ στην τελική!). – Επίσης, ενώ είναι αλήθεια πως μικρές αλλαγές στις φυσικές σταθερές θα επέφεραν ένα τελείως ασταθές σύμπαν, κανένας, στην πραγματικότητα, δε γνωρίζει τι θα συνέβαινε αν κάναμε μεγάλες αλλαγές, ή αν απλώς είχαμε ένα θεωρητικά ανεξάντλητο περιθώριο πειραματισμού για να αλλάζουμε τις τιμές οσοδήποτε θέλουμε: είναι εύλογο να σκεφτεί κανείς ότι κάποιοι άλλοι συνδυασμοί θα προκαλούσαν σύμπαντα εξίσου φιλόξενα για ζωή19. – Το τρίτο και ίσως δημοφιλέστερο αντεπιχείρημα στην εποχή μας αφορά το πολυσύμπαν: αν απλώς υπάρχουν άπειρα σύμπαντα ή έστω ένας πεπερασμένος αλλά αδιανόητα αστρονομικός αριθμός από αυτά, καθένα με τις δικές του μοναδικές τιμές στις σταθερές της φύσης, τότε καθίσταται απολύτως αναμενόμενη η ύπαρξη ενός σύμπαντος μέσα σε όοοο∞οοοολη αυτήν τη συλλογή που θα μοιάζει ακριβώς σαν το δικό μας20.
Αυτή η τελευταία –ομολογουμένως καθόλου οικονομική– εξήγηση απηχεί την κακόφημη «Ανθρωπική Αρχή», η καταγωγή της οποίας συνήθως αποδίδεται στον Αυστραλό φυσικό Brandon Carter. Η εφαρμογή της ιδέας21 στην κοσμολογία μπορεί να συνοψιστεί κάπως έτσι: βρίσκουμε τον εαυτό μας σε αυτό το σύμπαν, με αυτές ακριβώς τις λεπτά ρυθμισμένες φυσικές ιδιότητές του, διότι απλούστατα δε θα μπορούσαμε να υπάρχουμε σε κάποιο άλλο σύμπαν! Η κακοφημία της ανωτέρω προσέγγισης έγκειται στο ότι εκπέμπει μια κυκλικότητα που προσιδιάζει σε παιδικό επιχείρημα: παρατηρούμε το σύμπαν έτσι όπως είναι, γιατί αν δεν ήταν έτσι, δε θα ήμασταν εδώ για να το παρατηρήσουμε!
Η Ανθρωπική Αρχή απομυθοποιεί πλήρως το πρόβλημα της λεπτής ρύθμισης, ή, ακριβέστερα, αρνείται να αποδεχθεί καν την ύπαρξή του. Ωστόσο, σύμφωνα με τον Λι Σμόλιν, δεν μπορεί να αρθεί στο ύψος μιας επιστημονικής εξήγησης, κατά το ότι δεν παρέχει διαψεύσιμες προβλέψεις22. Η κοσμολογική φυσική επιλογή, ωστόσο, που οδηγεί στο συμπέρασμα πως σύμπαντα αναπαράγονται με τη δημιουργία νέων συμπάντων σε μαύρες τρύπες23, κάνει ακριβώς αυτό. Λίγο πριν φτάσουμε στο τέλος, ας συνοψίσουμε πρώτα την ιδέα κι ας δούμε στη συνέχεια πώς το πετυχαίνει.
Ένα άστρο μεγάλης μάζας που καταρρέει μπορεί να καταλήξει σε μια μαύρη τρύπα, στην οποία εκκολάπτεται ένας νέος χωρόχρονος, ένα νέο σύμπαν. Αυτό, όπως συμβαίνει με τις γενετικές μεταλλάξεις στη βιολογική εξέλιξη, διαθέτει ελαφρώς διαφορετικά χαρακτηριστικά από το μητρικό του, δηλαδή ελαφρώς διαφορετικές φυσικές σταθερές σε σχέση με το σύμπαν από το οποίο προήλθε. Κατά συνέπεια, τα σύμπαντα που έχουν σταθερές που ευνοούν τον σχηματισμό πολλών μαύρων τρυπών –όπως το δικό μας– «αναπαράγονται» περισσότερο. Με την πάροδο του κοσμικού χρόνου, αυτά τα σύμπαντα γίνονται πιο συχνά στον «πληθυσμό» όλων των πιθανών συμπάντων. Έτσι αναδύεται ένα είδος φυσικής επιλογής που ευνοεί τα σύμπαντα με λεπτά ρυθμισμένες παραμέτρους για τη δημιουργία μαύρων τρυπών – και, ως παράπλευρο αποτέλεσμα, για την ύπαρξη συνθηκών φιλικών στη ζωή και σε παρατηρητές όπως εμείς. Από τα ανωτέρω συνάγεται πως το σύμπαν μας γεννήθηκε σε μια από τις μαύρες τρύπες ενός άλλου σύμπαντος και ανήκει σε μια μακρά γενεαλογία συμπάντων στα οποία οι συνθήκες ευνοούσαν τον σχηματισμό μαύρων τρυπών. Για τον λόγο αυτό, το παρατηρούμε ως λεπτά ρυθμισμένο:
Οι παράμετροι του Καθιερωμένου Προτύπου της σωματιδιακής φυσικής έχουν τις αξίες που βρίσκουμε να έχουν γιατί αυτές κάνουν την παραγωγή των μαύρων τρυπών πολύ πιο πιθανή από τις περισσότερες επιλογές.24
Ο Σμόλιν έχει κατά καιρούς προτείνει τρόπους διάψευσης της θεωρίας του με πολύ συγκεκριμένα παραδείγματα. Ειδικότερα, για τον ατρόμητο-μερακλή αναγνώστη, παραθέτω στις πηγές το άρθρο του, Scientific Alternatives to the anthropic principle (2004), στο έκτο κεφάλαιο του οποίου παραθέτει περιπτώσεις όπου η θεωρία του διαψεύδεται. Στο βιβλίο που την πρωτοπαρουσιάζει αναφέρει πως οι φυσικές σταθερές του δικού μας σύμπαντος καταλαμβάνουν ένα πολύ μικρό εύρος, στο οποίο οι πιθανότητες σχηματισμού μαύρων τρυπών είναι μεγάλες· συνεπώς, αν άλλαζαν έστω και λίγο, θα πρέπει, σύμφωνα με τη θεωρία του, να παράγονταν λιγότερες μαύρες τρύπες. Αν, επομένως, μια μικρή αλλαγή στις σταθερές παρήγαγε περισσότερες μαύρες τρύπες, η θεωρία θα διαψευδόταν. Στο Χρόνος: η αναγέννηση παρουσιάζει συνοπτικά την Κοσμολογική Φυσική Επιλογή και ξανά αναφέρεται σε πιθανούς τρόπους διάψευσής της. Μέχρι και σήμερα, η θεωρία δεν έχει διαψευστεί, ενώ περιοδικά αναδύονται εργασίες25 που υποστηρίζουν την ιδέα πως ζούμε μέσα σε μια μαύρη τρύπα.
Πρωτογενείς πηγές:
1. Smolin, L., «Did the Universe Evolve?», Class. Quant. Grav. 9Q173-91 (1992).
2. Smolin, L. (1997). The Life of the Cosmos, New York, Oxford: Oxford University Press.
3. Σύνδεσμος για το άρθρο Scientific Alternatives to the anthropic principle (2004): arXiv:hep-th/0407213v3 29 Jul 2004
4. Smolin, L. (2016). Χρόνος: η Αναγέννηση, Αθήνα: ΤΡΑΥΛΟΣ.
Σημειώσεις:
1. Coyne, Α. J. (2015). Η εξέλιξη είναι γεγονός, Αθήνα: Liberal Books, 15-16.
2. Αυτό το παράδειγμα το αντλώ από το άκρως επιδραστικό έργο του Matthew Alper, Ο Θεός στον εγκέφαλο (εκδ. Οξύ). Πρόκειται για ένα βιβλίο που κυριολεκτικά άλλαξε τη ζωή μου, και μπορώ να ομολογήσω πως, την πρώτη φορά που το διάβασα, αυτό το συγκεκριμένο παράδειγμα φυσικής επιλογής ήταν κάτι που μου έκανε πολύ μεγάλη εντύπωση και, προφανώς, έμεινε στο μυαλό μου. Τώρα, όσον αφορά το κεντρικό θέμα του βιβλίου, με δυο λόγια, ο Άλπερ προτείνει ότι η πίστη στον Θεό αποτελεί κι αυτή εξελικτικό απομεινάρι: ένας αμυντικός μηχανισμός που λάξεψε η φυσική επιλογή για να αντιμετωπίζουμε τον (επιβλαβή για την επιβίωσή μας) υπαρξιακό τρόμο.
3. Smolin, L. (1997). The Life of the Cosmos, New York, Oxford: Oxford University Press, 17.
4. Ό.π.: 11.
5. Ό.π.: 18.
6. Ό.π.: 175.
7. Παρόλη τη διαβόητη «««μειονεξία»»» του Αϊνστάιν στα μαθηματικά, πάντοτε μου φαινόταν λίγο απίστευτο ότι δεν μπορούσε να λύσει επακριβώς τις εξισώσεις που ο ίδιος επινόησε!
8. Στα ελληνικά, ο όρος «singularity» αποδίδεται και ως «ιδιομορφία» και ως «ανωμαλία». Θα χρησιμοποιήσω το «μοναδικότητα» απλώς και μόνο από τη φιλολογική μου προδιάθεση να προκρίνω την ισοδυναμία στη μετάφραση, ιδίως όταν αυτή υποστηρίζεται και ετυμολογικά.
9. The Life of the Cosmos, 79-80.
10. Greene, Β. (2011). The Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos, New York: Vintage Books, 388.
11. Στο βιβλίο του, Χρόνος: η Αναγέννηση (εκδ. Τραυλός), αναφέρει πως διαθέτουμε επαρκείς θεωρητικές ενδείξεις για το ότι η κβαντική βαρύτητα μάς απαλλάσσει από τις ανωμαλίες. Σελ. 201.
12. The Life of the Cosmos, 87.
13. Ό.π.: 85.
14. Ό.π.: 87-88.
15. Ό.π.: 88.
16. Δικαίως θα αναφωνήσει κανείς σε αυτό το σημείο: «και τι σχέση έχει η αρχαιολογία και η ιστορία με τις μαύρες τρύπες και το Bing Bang;!». Όπως γράφω και στο κυρίως κείμενο, όταν διάβασα τη «Φόρμουλα του Θεού» ερωτεύτηκα τη φυσική, και άρχισα να διαβάζω βιβλία φυσικών, αστροφυσικών και κοσμολόγων. Κάποια στιγμή, μετά από καμιά 10αριά χρόνια, σκέφτηκα να αρχίσω να μοιράζομαι τη γνώση που άντλησα από αυτά τα βιβλία στο παρόν blog.
17. Το «κίνημα» του Νέου Αθεϊσμού ήταν ουσιαστικά μια φιλοσοφική και επιστημονική πολεμική εναντίον των αβρααμικών θρησκειών που εκφράστηκε στις αρχές του 21ου αιώνα κυρίως από τους Hitchens, Richard Dawkins, Daniell Dennett και Sam Harris. Κομβικό ρόλο στην εκκόλαψη του κινήματος διαδραμάτισαν οι τρομοκρατικές επιθέσεις της 11ης Σεπτεμβρίου στη Νέα Υόρκη. Για τα επόμενα 10 περίπου χρόνια, οι προαναφερόμενοι επιστήμονες-φιλόσοφοι εξέδωσαν μερικά από τα πιο διάσημα αθεϊστικά βιβλία της σύγχρονης εποχής, με έμφαση στην αποδόμηση και γελοιοποίηση του ισλάμ, του χριστιανισμού και του ιουδαϊσμού.
18. Την ίδια άποψη έχει εκφράσει και ένας πιο σύγχρονος καβαλάρης, ο Sean Carroll (χωρίς να παραλείπει να συμπληρώνει, ωστόσο, πως πρόκειται, παρόλα αυτά, για πολύ κακό επιχείρημα).
19. Όντας κιθαρίστας, μου αρέσει να σκέφτομαι αυτό το επιχείρημα έχοντας στον νου μου έναν ενισχυτή. Αν, για παράδειγμα, έχω πετύχει τον τέλειο ήχο με τις τιμές Gain: 7,3, Βass: 6,2, Treble: 5,4, Presence: 4,8, Mid: 7,2, Reverb: 0,8 κτλ., γιατί να μην μπορώ να πετύχω έναν τέλειο ήχο με τις τιμές Gain: 9, Bass: 5,1, Treble: 6,7, Presence: 2,8, Mid: 6,9, Reverb: 2,6 κτλ.; Οι δυνατότητες-πιθανότητες μοιάζουν ανεξάντλητες.
20. Σκεφτείτε την εξής αναλογία: ανοίγετε στην τύχη την τηλεόραση και πετυχαίνετε μια φανταστική ταινία (ας πούμε το Intestellar). Θα αναφωνήσετε «Πόσο απίθανο να ανοίξω την τηλεόραση και να βρεθώ στην τέλεια ταινία!». Ωστόσο, αν αργότερα αγοράσετε συνδρομές στο Netflix, στο Prime Video, στην Apple TV και στην Disney+, και επιδοθείτε σε ένα ατέλειωτο binge watching, θα διαπιστώσετε πως υπάρχουν πολλές άλλες φανταστικές ταινίες, και είναι αναπόφευκτο να βρεθείτε πολλάκις σε κάποιες από αυτές. (Παρεμπιπτόντως, αν θεωρείτε το παράδειγμα λίγο τραβηγμένο, σας διαβεβαιώνω πως έχω έναν πολύ καλό σινεφίλ φίλο, ο οποίος διατηρεί εδώ και χρόνια συνδρομή σε όλες αυτές τις υπηρεσίες!)
21. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν 2 εκδοχές της Ανθρωπικής Αρχής: η λεγόμενη «ασθενής», την οποία παρουσιάζω στο κυρίως κείμενο, που εξηγεί γιατί εμείς παρατηρούμε αυτές τις συγκεκριμένες ιδιότητες του σύμπαντος (– γιατί συνιστούν την προϋπόθεση για την ύπαρξή μας ως παρατηρητές!), και η «ισχυρή», η οποία έχει τελεολογική (και κατ’ επέκτασιν μεταφυσική και θρησκευτική) διάσταση, καθώς υποστηρίζει, στην ουσία, πως το σύμπαν έπρεπε να έχει αυτές τις ιδιότητες, ώστε να προκύψει ζωή.
22. The Life of the Cosmos, 203-204.
23. Χρόνος: η αναγέννηση, 200.
24. The Life of the Cosmos, 96.
25. Η πιο πρόσφατη από τον Lior Shamir του Πανεπιστημίου του Kansas State που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) τον Μάρτιο του 2025.
Παρακάτω σύνδεσμος για να τη διαβάσετε:
The distribution of galaxy rotation in JWST Advanced Deep Extragalactic Survey
Clever up 