scurta istorie a timpului slider

O scurtă istorie a timpului și nu numai

Faptul că un om de ştiinţă a împlinit 75 de ani nu ar trebui să fie un lucru ieşit din comun. Totuşi, Stephen Hawking face excepţie, nu pentru că ar fi cel mai mare savant al timpurilor moderne, ci pentru că supravieţuirea lui până la această vârstă este miraculoasă prin prisma bolii necruţătoare de care suferă din tinereţe. La fel de miraculoasă este şi povestea gândirii seculare şi a ştiinţei moderne comparată de Ioan Petru Culianu cu musca apteră din arhipelagul Galapagos, care a supravieţuit deoarece a fost singura specie adaptată să reziste vânturilor puternice. Tranziţia de la metafizică la fizică n-a fost o cădere din rai, ci o ascensiune spre cer a omului prin forţe proprii.

De la zei la logaritmi

Din cele mai vechi timpuri, de când specia noastră a dobândit verticalitate spațială, oamenii au privit spre cer ca sediu al zeilor creatori și ordonatori ai universului. Dar abia cândva prin secolele VII-VI î. Hr. au început oamenii să își reprezinte lumea ca fiind guvernată de legi sau principii imuabile, cu caracter general, impersonal. Până atunci originea și funcționarea universului erau unanim explicate prin intervenția capricioasă a zeilor.

Această revoluție culturală s-a petrecut în Grecia Antică, mai precis în Asia Mică. Zenon din Kition (fondatorul școlii stoice, care a trăit în secolul IV î. Hr.), rezuma această încredere nou dobândită în posibilitatea omului de a înțelege legile universului prin următorul silogism: “dacă raționalul e superior iraționalui și nimic nu e superior lumii, atunci lumea e rațională”.

Poate că nouă ni se pare normal ca universul să fie explicat prin legi deductibile rațional și formulabile matematic, dar acum  2500 de ani această idee trebuie să fi fost de-a dreptul năstrușnică. Rămâne totuși un mister că oamenii pot formula legi matematice care să explice universul. ”Cel mai de neînțeles lucru despre univers este faptul că poate fi înțeles”, spunea Albert Einstein.

Spre deosebire de religie care oferă certitudini absolute, deci netestabile, știința oferă teorii testabile, deci relative. Există însă cel puțin un punct de convergenţă între știință și religie, anume acela că atât o credinţă religioasă, cât și o teorie științifică nu pot fi dovedite la modul absolut.

Religia este o convingere interioară bazată pe o intuiție spirituală, nu pe demonstrație rațională: miracolelele lui Moise sau Iisus nu erau experimente de testare a unei credințe, ci exemple persuasive care apelau la elementul emoțional. Teoria științifică este un model explicativ al lumii formulat matematic care poate fi oricând răsturnat de un alt model mai bun, adică mai adecvat realității observate. Asa s-a petrecut bunăoară cu mecanica newtoniană care a fost înlocuită de teoria generală a relativității. De aceea, o teorie științifică se află prin natura ei sub semnul provizoratului, este supusă unei testări continue care poate conduce la invalidarea sa,  însă nu este în fapt dovedită niciodată apodictic, absolut, infinit. De altfel, infinitul în știință nu înseamnă transcendență precum în religie, ci limitare cognitivă.

Cert este că astăzi am făcut tranziția în explicarea fizică a lumii înconjurătoare, metaforic vorbind, de la zei la logaritmi, adică de la religie la știință, ceea ce nu înseamnă că religia și-a diminuat importanța spirituală, subiectivă.

De-a lungul secolelor, umanitatea a trecut de la zei la logaritmi

De-a lungul secolelor, umanitatea a trecut de la zei la logaritmi Foto: reddit.com

Animale fantastice și unde le poți găsi

Parafrazând titlul unui film recent al cărui protagonist l-a întruchipat și pe Stephen Hawking în The Theory of Everything, universul este un loc cu multe animale fantastice din punct de vedere al științei, unele foarte departe de noi precum stelele neutronice, găurile negre, quasarii, materia întunecată, energia întunecată, altele pretutindeni în jurul nostru precum bosonul Higgs, cuarci, gluoni și multe altele.

Preferatele mele sunt particulele cuplate cuantic (entangled particles), care manifestă spontan stări fizice corelate indiferent de distanța la care se găsesc, ca și când între aceste particule ar exista o comunicare misterioasă ce transcende spațiul. De exemplu, dacă se măsoară starea a două particule cuplate, iar starea uneia este cu spinul sus, în mod invariabil starea celeilalte va fi cu spinul jos. Particulele cuplate cuantic ne-ar putea ajuta să realizăm teleportarea corpurilor macroscopice așa cum se petrecea în Star Trek. Deja s-au teleportat, în experimente de laborator, fotoni și chiar atomi.

Toate aceste animale fantastice sunt contraintuitive și inaccesibile experienței umane nemijlocite. Vestea bună este că fizicienii au găsit metode de a le observa. Spre exemplu, găurile negre sunt observate prin efectul asupra stelelor din apropierea lor, bosonul Higgs a fost observat la laboratorul LHC de la CERN în 2012 prin studierea reziduurilor de radiație care au rezultat din interacțiile produse la viteze foarte mari.

Oare le vom putea domestici în folosul umanității ca în Star Trek sau alte filme SF? Este destinul progresului tehnologic să ia teoriile științifice și să le pună la lucru în viața cotidiană. Să sperăm că un urmaș de-al nostru din secolele viitoare va putea călători aievea printr-o gaură de vierme într-o galaxie învecinată.

Călătoriile intergalactice pot deveni realitate, într-un viitor nu prea îndepărtat

Călătoriile intergalactice pot deveni realitate, într-un viitor nu prea îndepărtat Foto: forum.kerbalspaceprogram.com

Un îmblânzitor al teoriilor fizice 

Atunci când Stephen Hawking a fost diagnosticat la vârsta de 21 de ani cu scleroză laterală amiotrofică, doctorii îi dădeau maximum 2 ani de trăit. Între timp, tocmai a împlinit 75 de ani și are două divorțuri la activ și 3 copii concepuți după primirea sumbrului diagnostic. Mai mult, a devenit un autor popular și unul dintre cei mai mari fizicieni ai secolului XX.

Simbiotic conectat la computerul sintetizator de voce conceput special pentru el, comunicând prin mișcarea mușchilor din obraz, ne transmite că renunțarea nu este o opțiune. Destinul său pare desprins din cartea Scafandrul și Fluturele, al cărei autor complet paralizat putea doar să mişte o pleoapă cu care a și ”dictat” cartea.

Domeniul de excelență al lui Hawking a rămas cosmologia, printre cele mai mari realizări ale sale numărându-se validarea teoriei Big Bang și teoria radiației găurilor negre. Hawking a dovedit că găurile negre ”au fire de păr”, expresie colocvială folosită de fizicieni pentru a ilustra complexitatea liniei orizontului găurii negre care stochează informația căzută în aceasta. Se pare că un astronaut căzut într-o gaură neagră va avea o cu totul altă experiență decât Matthew McConaughey în Interstellar, mai precis ar fi anihilat de forțele gravitaționale imense și reciclat sub formă de radiație lentă emisă în afară de orizontul găurii negre.

Însă dincolo de orice alte preocupări, de peste 30 de ani, Hawking încearcă să descifreze legea ultimă a Universului.

Oamenii de ştiinţă încearcă să descifreze, în laboratoarele lor, misterele Universului

Oamenii de ştiinţă încearcă să descifreze, în laboratoarele lor, misterele Universului Foto: research.fit.edu

Spre teoria universală

Este cunoscut faptul că cele două teorii fundamentale ale realității acceptate astăzi – mecanica cuantică aplicabilă la nivel subatomic și teoria generală a relativității aplicabilă la nivel macroscopic – nu pot fi reconciliate în special din cauza principiului de incertitudine din mecanica cuantică. De asemenea, fizicienii se lovesc de o altă problemă, anume aceea că teoria relativității prezice existența unor situații – limită denumite singularităţi, în care spațiul și timpul sunt infinit curbate și cărora legile fizicii, așa cum le știm, nu le sunt aplicabile. Astfel de singularități sunt Big Bang și găurile negre.

Din acest motiv, fizicienii caută asiduu de aproape un secol o teorie universală (theory of everything) care să reconcilieze relativitatea cu mecanica cuantică și să explice atât ”infinitul mare”, cât și ”infinitul mic”. A răspuns acestei provocări și Stephen Hawking, încercând să dezvolte o teorie cuantică la nivelul întregului univers. Un asemenea demers are aromă de film SF – spre exemplu, principiul suprapunerii cuantice ar putea însemna că nu există un singur univers, ci un număr foarte mare de universuri posibile, paralele, universul pe care îl observăm fiind generat de însuși actul observației prin procesul numit ”decoerența cuantică” în interpretarea Copenhaga a mecanicii cuantice (există mai multe interpretări acceptate ale teoriei cuantice, toate cu rezultate matematice verificabile experimental).

Astăzi sunt mai multe direcții de cercetare în cursa descoperirii unei teorii universale, cea mai popularizată fiind așa-numita teorie M (ultima versiune a teoriei corzilor), care se bazează pe ideea de supersimetrie. Supersimetria presupune că există niște corespondențe matematice complicate în structura ultimă a universului cum ar fi particulele superpartenere (sparticule), care se manifestă doar la temperaturi extreme, ca o relicvă a unității și nelocalizării inițiale a spațiu-timpului la Big Bang. Experimentele efectuate în ultimii doi ani la CERN nu au reușit încă să confirme ipoteza supersimetriei, astfel încât teoria M care se bazează pe această ipoteză pare să fie pusă în dificultate.

În căutarea timpului pierdut

În orice caz, pe lungul drum către o teorie universală apar întrebări care până de curând erau de domeniul filosofiei speculative. “Ce este și / sau de ce există timpul?” este una din întrebările fundamentale ale filosofiei care a devenit în zilele noastre o interogație științifică. La această întrebare Hawking a dat niște răspunsuri interesante.

Potrivit interpretării lui Hawking, timpul are 3 sensuri: termodinamic – sensul în care entropia crește (în general entropia este definită ca măsura fizică a gradului de dezordine a moleculelor), psihologic – sensul în care ne amintim trecutul, nu viitorul și cosmologic – sensul în care universul se dilată, nu se contractă. Cele 3 sensuri sunt corelate, adică direcția în care crește entropia este aceeași în care universul se dilată și aceeași în care percepem viitorul.

Este foarte interesant, constată Hawking, că toate legile fizicii par să funcționeze independent de sensul timpului, cu o singură excepție, legea a doua a termodinamicii, potrivit cu care entropia crește o dată cu timpul. Sau poate fenomenul e invers, problematizează Hawking: noi percepem timpul în sensul în care crește entropia, adică dezordinea.

Diferența dintre trecut și viitor ar fi, astfel, progresia ineluctabilă a gradului de dezordine. Dacă nu faci curățenie în casă o lună, entropia ca mărime fizică măsurabilă și dezordinea aparentă percepută de tine au crescut deopotrivă. Dar dacă totuși faci curățenie, deși dezordinea aparentă percepută de tine a scăzut (dacă lucrurile nu stau așa, înseamnă că nu te pricepi să faci curățenie), în realitate entropia ca mărime fizică a crescut în ansamblu și în această situație. Aceasta se întâmplă întrucât procesul de curățenie (prin căldura emisă, energia mecanică a mișcării, energia electrică consumată etc.) a generat entropie suplimentară care a depășit scăderea entropiei inițiale reflectată în starea aparent ordonată a camerei la sfârșitul procesului de curățenie. O veste nu tocmai îmbucurătoare pentru toți cei care cred în ordine și disciplină…

Potrivit interpretării lui Hawking, timpul are 3 sensuri: termodinamic, psihologic și cosmologic

Potrivit interpretării lui Hawking, timpul are 3 sensuri: termodinamic, psihologic și cosmologic Foto: w-dog.net

Matrice românească și matrice universală

În cele din urmă, universul rămâne un mister chiar și pentru fizicieni de talia lui Stephen Hawking, dar drumul este mai important decât destinația. Și, pe acest drum de descoperire a teoriei sau matricei universale, au existat și importante contribuții românești, unele puțin cunoscute.

Ștefan Procopiu a descoperit magnetonul Bohr-Procopiu (constantă fizică și unitatea naturală pentru a exprima momentul magnetic al unui electron) și efectul Procopiu (efectul circular al discontinuității de demagnetizare care apare la trecerea unui curent electric alternativ printr-un fir feromagnetic).

Horia Hulubei a obținut, primul în lume, spectre de raze X în gaze.

Matila Ghyka, stră-nepotul ultimului domnitor al Moldovei înainte de Unire, a fost unul dintre pionierii transdisciplinarității, principalele sale eforturi fiind îndreptate în direcția teoretizării unei simetrii a lumii organice și anorganice bazate pe anumite proporții care se regăsesc atât în natură, cât și în artă.

Basarab Nicolescu, un continuator contemporan al transdisciplinarității promovate de Matila Ghyka, a avut contribuții importante în electrodinamica cuantică, în special prin conceptul de odderon, o disimetrie între materie şi antimaterie la energii foarte înalte.

Sandu Popescu a inventat schema teoretică folosită la primul experiment reușit de teleportare a unei particule în anul 1997 la un laborator în Roma.

În plus, sunt de notorietate contribuțiile tehnice ale lui Henri Coandă (primul avion cu reacție) și Traian Vuia (primul aparat de zbor mai greu decât aerul, echipat cu sisteme proprii de decolare, propulsie și aterizare).

În final, contribuția românească la povestea cunoașterii universului nu poate ignora Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics (ELI-NP) de la Măgurele, cel mai puternic laser din lume la ora actuală.

Pe drumul de descoperire a teoriei sau matricei universale au existat și importante contribuții românești, unele puțin cunoscute

Pe drumul de descoperire a teoriei sau matricei universale au existat și importante contribuții românești, unele puțin cunoscute Foto: flickr.com

Libretul unei muzici necunoscute

Povestea științei trimite ineluctabil la reflecția filosofică asupra condiției umane etalată între două extreme: modestie și măreție.

Modestie pentru că suntem o mică rotiță marginală dintr-un univers aparent infinit de complex. Măreție pentru că suntem singura specie (din câte știm, cel puțin în această parte de univers) care a ajuns la stadiul de a-și pune întrebări despre sine și despre univers și la o înțelegere, chiar dacă precară și / sau provizorie, a mecanismelor de funcționare a universului.

Paradoxal sau nu, cu cât cercul cunoașterii se lărgește, cu atât suprafața de contact cu necunoscutul se mărește. Cu cât știm mai mult, cu atât ne dăm seama cât de puțin știm, astfel încât, după cum frumos scria André Malraux, viața rămâne pe mai departe ”libretul unei muzici necunoscute”.

Foto deschidere: Salvador Dali, „Persistenţa Memoriei”, artsfon.com

Cosmin Stăvaru

Cosmin Stăvaru

Avocat partener la Bulboacă & Asociații
Crede în forța ideilor, apreciază cărțile și filmele. Îl puteți contacta la cosmin.stavaru@bulboaca.com
Cosmin Stăvaru

Ultimele postari ale lui Cosmin Stăvaru (vezi toate)

Ţi-a plăcut ce ai citit? Aşteptăm mai jos comentariile tale!

CITEȘTE ȘI:

Institutul de Fizică Atomică teologie știință Facultatea de Teologie interior (2)
Cunoașterea, în știință și credință. Decanul Facultății de Teologie: „Și teologii au abuzat de rațiune și au căutat să «despice firul în patru». S-a pus întrebarea: «Câți îngeri pot sta pe vârful unui ac?»”
cultura film maghiar televizor Andrei Hutuleac András László Kósa slider
Viaţa ca un spectacol – Actorul Andrei Huțuleac: „În trecut, a avea viață privată era o formă de demnitate. Acum, un bărbat care nu devoalează numele femeilor cu care s-a culcat este un fraier”
elevă româncă viață societate retardați emoțional
Concluzia unei eleve, despre societate: „Toți am ajuns retardați emoțional!”
sufletul românesc unghiuri drepte românii slider
Sufletul românesc nu e făcut din unghiuri drepte