f121
| 21 |
|---|
Το πρόβλημα του πρωτόγονου σύμπαντος.
...Ας θεωρήσουμε μια σωματίδιο τη χρονική στιγμή t = 0, ή σε μια "κοντινή" χρονική στιγμή προς το t = 0. Υποθέτουμε ότι εκπέμπει κάποιο σήμα, για παράδειγμα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό θα διαδοθεί με ταχύτητα c. Μετά από χρόνο t, η σφαιρική κύμα θα έχει ακτίνα ct, που ονομάζεται ορίζοντας. Ωστόσο, η νόμος της επέκτασης, της απόστασης μεταξύ δύο σωματιδίων που υποτίθεται ότι είναι συνδεδεμένα με το "κοσμικό φορέα" (λέγονται συνοδευόμενα), έχει παραβολική μορφή (η απόσταση αυξάνεται ως t²/³). Αν ανατρέξουμε στο παρελθόν, θα βρούμε πάντα μια εποχή t < th όπου τα σωματίδια ήταν αδύνατο να επικοινωνήσουν μεταξύ τους, επειδή απομακρύνονταν "γρηγορότερα από τη διάδοση του ηλεκτρομαγνητικού κύματος που εκπέμφθηκε σε μια χρονική στιγμή κοντά στο μηδέν".
...Η ακόλουθη εικόνα υπενθυμίζει αυτή την αυτοσχεδιασμένη κατάσταση του σύμπαντος, οι λευκές σφαίρες που σχετίζονται με κάθε σωματίδιο αποτελούν τα όγκους στους οποίους ένα γειτονικό σωματίδιο θα έπρεπε να βρίσκεται για να είναι δυνατή η επικοινωνία. Λυπητερά, αυτές δεν διαπερνούν η μία την άλλη, και δεν θα το κάνουν ποτέ πολύ αργότερα.
...Έτσι, γίνεται δύσκολο να εξηγήσουμε την εκπληκτική ομοιόμορφη δομή του πρωτόγονου σύμπαντος, της οποίας η φωτεινή απομεινάρια είναι το κοσμικό υπόβαθρο ακτινοβολίας στους 2,7° K.
...Η δημοφιλής θεωρία είναι αυτή του Linde: η εκτόξευση, και αυτή είναι η μοναδική της αιτιολόγηση. Χωρίς να μπούμε σε λεπτομέρειες, αυτή η θεωρία προτείνει να εξοπλίσουμε το πρωτόγονο σύμπαν με μια υπερ-σταθερά κοσμολογική (που εξαρτάται από το χρόνο!), που αντιπροσωπεύει ένα "απωθητικό δύναμη του κενού" που αγνοεί κάθε φαντασία. Αυτή η δύναμη προκαλεί τότε μια επέκταση κατά ένα παράγοντα δεκάδες δυνάμεις του ενός...
Το πρόβλημα της προέλευσης.
Τι είναι, στην πραγματικότητα, αυτός ο χρόνος t = 0; Έχει κάποιο νόημα;
...Όταν ανατρέξουμε στο παρελθόν, η θερμοκρασία του "κοσμικού ρευστού" αυξάνεται. Αυξάνεται επίσης και η ταχύτητα της θερμικής δραστηριότητας των σωματιδίων που έχουν μάζα διάφορη του μηδενός. Υπάρχει μια στιγμή όπου αυτή η ταχύτητα γίνεται σχετική. Στην πραγματικότητα, όταν το t προσεγγίζει το μηδέν και η θερμοκρασία T προσεγγίζει το άπειρο, η ενέργεια κάθε σωματιδίου προσεγγίζει το άπειρο και η ταχύτητά του προσεγγίζει το c. Ο ιδιόχρονος ακολουθεί το νόμο:
...Όταν η v προσεγγίζει το c, ο ιδιόχρονος "καταψύχεται στα ρολόγια". Η ορισμός μιας ώρας γίνεται προβληματική, ακόμη και εννοιολογικά.
...Έτσι βλέπουμε ότι το πρότυπο μοντέλο δεν είναι τελείως τέλειο. Η λίστα των προβλημάτων που αναφέρθηκαν δεν είναι φυσικά εξαντλητική. Η βασική φυσική αντιμετωπίζει παρόμοια προβλήματα. Η θεωρία των υπερσυμμετρικών συμπαγών διαστάσεων επεκτείνει το διαστατικό πλαίσιο (δέκα διαστάσεις, για πολλούς). Ωστόσο, η δεκαδιάστατη γεωμετρία παραμένει μια σκοτεινή δασών. Αν οι επιφάνειες 2D έχουν χάσει το μυστήριό τους, η κατηγοριοποίηση των υπερεπιφανειών 3D και 4D παραμένει ακόμη να γίνει.
...Παράλληλα, όταν προσθέτουμε διαστάσεις στο σύμπαν, εμφανίζονται χαρακτηριστικά μήκη, συνδεδεμένα με κάθε μία από αυτές. Και αυτά είναι αναπόφευκτα... το μήκος του Planck. Όταν λέμε μήκος, λέμε και μήκος κύματος, το οποίο σχετίζεται με την ενέργεια, σύμφωνα με τη σχέση:
...Η ενέργεια του Planck είναι τεράστια. Για να την εφαρμόσουμε, σύμφωνα με τις κλασικές τεχνικές, θα χρειαζόταν να διαθέτουμε ένα επιταχυντή με διάμετρο μιας γαλαξίας. Οι πειραματικοί φυσικοί σηκώνουν τα χέρια.
...Ο θεωρητικός φυσικός Ιάπωνας Michio Kaku ("Hyperspace, a scientific odyssey through the 10th dimension", Oxford University Press, 1995), προτείνει μια γλυκιά προσωπική ερμηνεία: σύμφωνα με αυτόν, η θεωρία των υπερσυμμετρικών συμπαγών είναι απλώς προηγμένη κατά μερικούς αιώνες. Στη σημερινή τεχνολογική κατάσταση, δεν είναι παρά μια μέθοδος για να απολαύσουμε με φίλους.
Το συνέδριο του Aspen.
...Το 1996, η διάσημη επιθεώρηση Scientific American δημοσίευσε μια αναφορά για ένα συνέδριο για τις υπερσυμμετρικές συμπαγές που διεξήχθη στο Aspen, Colorado, από την Madhusree Mukerjee, συντάκτρια. Ένα κείμενο αξιοσημείωτο για τους Marx Brothers:
...Όπως υπενθυμίζει ο συγγραφέας, το 1986 ζητήθηκε από τον Jeffrey A. Harvey, από το πανεπιστήμιο του Chicago, να ορίσει τη θεωρία των υπερσυμμετρικών συμπαγών σε επτά λέξεις. Η απάντησή του ήταν:
- Oh, Lord, why have you forsaken me? (Θεέ μου, γιατί με έχεις προδώσει;)
Αλλά το άρθρο δηλώνει ότι ο Θεός φαίνεται να απάντησε, μέσω της ανακάλυψης μιας νέας συμμετρίας: τη δυαδικότητα.
...Ο Witten, ο πιο ενθουσιώδης από τους υπερσυμμετρικούς συμπαγές, νομίζει ότι αυτή η δυαδικότητα θα οδηγήσει όχι μόνο στη Θεωρία Ολότητας (TOE: The theory of everything), αλλά και θα εξηγήσει "γιατί το σύμπαν είναι έτσι". Νομίζει ότι προχωρούμε προς μια εξήγηση της βαθιάς φύσης της κβαντικής μηχανικής.
...Λίγοι άνθρωποι ασχολούνται στην πραγματικότητα με αυτή τη θεωρία των υπερσυμμετρικών συμπαγών, η οποία είναι πράγματι τόσο περίπλοκη σε όλα τα επίπεδα, ακόμη και μαθηματικά, ώστε οι φυσικοί και οι μαθηματικοί αποφεύγουν να την εξετάσουν.
...Το άρθρο δηλώνει ότι αυτή η "δυαδικότητα" κάνει τα στοιχειώδη σωματίδια και τα σύνθετα αντικείμενα εναλλάξιμα. Οι ειδικοί αναφέρουν τότε μαζί (συγκεντρώσεις, σπάρτες, κομμάτια) που προσπαθούν να φανταστούν ως "ελαφρά" (hedgehogs). To curl like a hedge-hog: να συσπειρωθεί σε κύκλο. Άλλες εικόνες: εκείνες των "σφαιρών που είναι γεμάτες διανύσματα", που ονομάζονται "σολιτόνες".
...Αλλά αυτή η δυαδικότητα, αν υπάρχει, παραμένει, όπως υπογραμμίζουν οι συγγραφείς της ιδέας, αδύνατο να αποδειχθεί (με δυαδικότητα εννοείται "διπλή φύση": λεξικό αγγλικών). Στο άρθρο διευκρινίζεται ότι σύνθετα στοιχεία μπορεί να είναι ισοδύναμα αν είναι "tangled up" (συγκλεισμένα, διασταυρωμένα) και να γίνουν τότε "στοιχειώδη αντικείμενα".
Ο έννοια της "καθρέφτισης συμμετρίας" επαναφέρεται, χωρίς μεγάλη επιτυχία.
...Το 1986, ο Duff από το Imperial College του Λονδίνου εξέτασε τις ταλαντώσεις μιας νέας οντότητας, "a bubble" (μια φυσαλίδα). Ενώ οι συμπαγείς διαταράσσονται (wiggle) σε δέκα διαστάσεις, οι φυσαλίδες θα κινούνταν σε ένα χώρο με ένδεκα διαστάσεις. Στη συνέχεια, ο Duff εξέτασε μεμβράνες με "πέντε διαστάσεις", που αποτελούν μια εναλλακτική περιγραφή σε σχέση με τις συμπαγείς. Στη συνέχεια, εξέτασε ότι αυτές οι μεμβράνες μπορεί να συσπειρωθούν όπως "το δέρμα μιας σαλάμιας". Και πρότεινε μια "δυαδικότητα συμπαγών".
...Το 1995, ο Witten έκανε μια διάλεξη στο Berkeley, υποθέτοντας ότι οι φυσαλίδες του Duff μπορεί να είναι τα σολιτόνα μιας συγκεκριμένης συμπαγής που αντιστοιχεί σε δέκα διαστάσεις.
Και ο Schwarz, από το Caltech (ένας από τους πρωτοπόρους της θεωρίας), πρόσθεσε:
- Θα έπρεπε να είμαι φορτηγός!
Ανεξάρτητα από αυτό, σήμερα, δέκα νέα άρθρα για τις υπερσυμμετρικές συμπαγές εμφανίζονται κάθε μέρα.
Ένα σολιτόν "μοιάζει με ένα τροχό που φέρει τρίχες", γεμάτο διανύσματα, επομένως "το δυαδικό αντικείμενο της συμπαγής".
Ο Duff πρότεινε στη συνέχεια μια δυαδικότητα της δυαδικότητας, μεταξύ χώρων. Και ο Susskind σχολίασε:
Η μέγεθος και η εσωτερική διάσταση ενός αντικειμένου θα μπορούσε να "αλλάζει θέση".
Townsend:
- Οι μεμβράνες, που μετατρέπονται σε σολιτόνα των συμπαγών, μπορεί να έχουν το ίδιο καθεστώς με τις συμπαγείς. Δυστυχώς, οι υπολογισμοί που έγιναν με τις μεμβράνες δεν έχουν νόημα.
...Τότε αναφέρεται γάμος μεταξύ συμπαγών και μαύρων τρύπων. Ο Hawking είχε δηλώσει ότι οι μαύρες τρύπες, επειδή είναι σε θέση να εκπέμψουν σωματίδια, θα χάνουν μάζα και θα συστέλλονται. Αν ήταν αρχικά από συμπαγείς ("stringy black holes"), η εξέλιξή τους θα τις μετέτρεπε σε αντικείμενα με μέγεθος μηδέν: "an extremal black hole looking in fact rather like a particle". Διαμάχη μεταξύ Susskind και Strominger, σε αυτό το σημείο:
- Το έργο του Strominger είναι "πολύ καλό", αλλά να αποκαλείς αυτά τα πράγματα μαύρες τρύπες, είναι όμως λίγο πολύ.
Για πληροφορία, τίτλος του τελευταίου άρθρου του Strominger είναι: "Ο κόσμος σχεδιασμένος ως ένα ολογράφημα".
Αυτό επικαλείται την έννοια της "μαύρης τρύπας μηδενικής μάζας".
Ο Jeffrey A. Harvey, από το πανεπιστήμιο του Chicago, αντιτίθεται αμέσως:
- Τι σημαίνει ότι τα μαύρα τρύπα σου με μηδενική μάζα; Κινούνται με την ταχύτητα του φωτός;
Ο Gary T. Horowitz, από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια:
- Α, ψέματα! (τίποτα!)
Πιο κάτω διαβάζουμε ότι οι συμπαγείς "μπορεί να διαμορφώνονται ανάλογα με το περιβάλλον τους", λαμβάνοντας μια δυναμικά σωστή λύση (...). Και ο Strominger προσθέτει:
- Κάπου στο σύμπαν μπορεί να υπάρχουν τμήματα χώρου σε μορφή σταγόνων, στα οποία οι μαύρες τρύπες, κατά την είσοδό τους, θα μετατρέπονταν σε συμπαγείς, και αντίστροφα. Στο περιβάλλον μας, αυτές οι σταγόνες μπορεί να φαίνονται να κινούνται σε ψεύτικους κόσμους, οι οποίοι θα υπήρχαν για μια απειροελάχιστη χρονική στιγμή, επειδή θα εξαφανίζονταν αμέσως, πριν μπορέσουμε να τους παρατηρήσουμε.
...Αλλά πια κανείς δεν φαίνεται να πιστεύει ότι "η λύση είναι στη γωνία του δρόμου", αν και ο Witten είχε ποντάρει ένα παγωτό ότι η θεωρία θα ήταν έτοιμη μέχρι το τέλος του αιώνα.
Και ο t'Hoff απάντησε με πικρότητα:
- Όταν οι άνθρωποι των συμπαγών κάνουν ένα σύνολο, έχουν πάντα την τάση να υπερβάλλουν τα αποτελέσματά τους. Απλώς πιστεύουν τυφλά στη θεωρία τους.
Σε αυτό το αγώνα των υπερσυμμετρικών συμπαγών, συναντώνται νέοι και μη νέοι.
Ο Sidney R. Coleman, από το Harvard:
- Στην ηλικία μου, κάποιος έχει την τάση να εκπέμπει πολύ αέριο. Προτιμώ να μην μιλήσω.
Ο Sheldon L. Glashow συμφωνεί ότι "τίποτα δεν έχει κινηθεί σε αυτή τη θεωρία":
Τέλος του συνεδρίου. Έρχεται η νύχτα, λέει ο συγγραφέας του άρθρου, και ο Susskind αποκρύβεται:
- Προσωπικά νομίζω ότι είναι μια μεγάλη πολύχρωμη σκουπίδα! (Πιστεύω ότι είν