среда, 12. април 2017.

Leonard Susskind, Pejzaž





Fizičar Leonard Susskind,  je prvi koji je uveo ideju pejzaža teorije struna 2003. godine. Pitanje koje je on postavio je : zašto je naš univerzum tako dobro uštiman za naše postojanje? On pretpostavlja da je  naš svemir samo je jedan od beskrajno mnogo svemira u kojima vrede potpuno različiti zakoni.

Početak 21. veka prekretnica je u savremenoj nauci, vreme koje će zauvek promeniti naše shvatanje svemira. Događa se nešto što je mnogo više od otkrića novih činjenica ili novih jednadžbi. Ovo je jedan od onih retkih trenutaka kada cela naša perspektiva, naš sistem vrednosti i cela epistemologija fizike i kozmologije iznenada doživljavaju stvarni prevrat. Uzak dvadesetovekovni pogled na jedinstveni svemir, star oko deset milijardi godina i deset milijardi svetlosnih godina udaljen, s jedinstvenim sistemom fizičkih zakona, ustupa mesto nečemu mnogo većem i prepunom
novih mogućnosti.

Džepni svemiri

Fizičari i kozmolozi postupno shvazaju da je naših deset milijardi godina samo beskonačno malen džep zapanjujućeg megasvemira. Istovremeno teorijski fizičari predlažu teorije koje smanjuju doseg naših običnih prirodnih zakona na sićušni ugao gigantskog pejzaža matematičkih mogućnosti.

Taj pejzaž mogućnosti matematički je prostor koji predstavlja sve moguće pejzaže e koje teorija
dopušta. Svaki mogući  ima svoje vlastite zakone fizike, elementarne čestice i konstante prirode.
Neki su slični našem, samo su malo drugačiji. Mogu imati elektrone, kvarkove i druge uobičajene čestice, no sila teža može biti milijardu puta jača. Drugi imaju silu težu poput naše, no elektroni su teži od atomske jezgre. Treći mogu ličiti našem svetu po svemu osim po silovitoj odbojnoj
sili (nazvanoj kozmološka konstanta) koja trga atome, molekule pa čak i galaksije. Čak ni dimenzionalnost svemira nije sveta. Mogući su svetovi s pet, šest… jedanaest dimenzija. Staro dvadesetovekovno pitanje : Šta možemo naći u svemiru? ustupa mesto pitanju : Šta ne
možemo naći?

Raznolikost pejzaža uspoređena je s podudarnom raznolikošću u običnom svemiru. Naša najbolja teorija kozmologije nazvana inflatorna kozmologija vodi nas, ponekad nevoljno, prema predodžbi o megasvemiru, ispunjenome onim što Alan Guth, otac teorije inflacije, naziva džepnim svemirima. Neki su džepovi maleni i nikad ne postaju velikima. Drugi su veliki poput našega, ali potpuno prazni. I svaki zauzima svoj mali deo ukupnog pejzaža.

Antropičko načelo

Čovekovo mesto u svemiru takođe se preispituje i propituje. Megasvemir toliko različit teško da će
moći omogućiti javljanje inteligentnog života u bilo kom, osim sićušnom delu svoga prostranstva.
Mnoga od pitanja koja smo navikli postavljati poput : Zašto je određena konstanta prirode jedan broj, a ne neki drugi? dobiće sasvim drugačije odgovore nego što su se fizičari nadali. Matematička doslednost neće preferirati nijednu pojedinačnu vrednost, jer pejzaž dopušta neverovatnu raznolikost mogućih vrednosti.
Odgovor će biti negde u megasvemiru konstanta je jedan broj, a negde drugde neki drugi. A mi jednostavno živimo u jednom sićušnom džepu gde je vrednost konstante u skladu s našim načinom života. To je to! Nema drugog odgovora na to pitanje.

Odgovor koji kaže da je ovo ili ono tačno jer da nije tačno ne bi bilo nikoga da uopšte postavi to pitanje naziva se antropičkim načelom. Većina fizičara mrzi antropičko načelo. Za njega kažu da označava predaju, odustajanje od plemenite potrage za odgovorima. No, zbog dosad neviženih novih otkrića u fizici, astronomiji i kozmologiji ti isti fizičari prisiljeni su prevrednovati svoje predrasude o antropičkom zaključivanju.

Na teorijskoj strani, posledica inflatorne teorije zvana večna inflacija zahteva da svet bude megasvemir pun džepnih svemira koji su izrasli iz naduvavanja svemira poput mehurića u odčepljenoj boci šampanjaca. Istovremeno teorija struna, naša najbolja nada za stvaranje jedinstvene teorije, podrazumeva pejzaž golemih proporcija. Najbolje procene teoretičara su da je moguće 10500 različitih vrsta svemirskih prostranstava.

Najnovija astronomska otkrića potvrđuju te teorijske uvide. Gotovo je sigurno da je naš svemir ugrađen u nepregledno veći megasvemir.


Okolina nam mora odgovarati da bismo 
uopšte postojali

Pitanje je zašto su određene brojke koje ulaze u naše fizičke zakone upravo one koje jesu i je li to
samo slučajnost? Je li puka slučajnost da su vrlo fino ugođene, precizno, ponekad kao da su odrezane mačem, samo zato da bi nas naš svet mogao udomiti?

Na primer, u prirodi postoji konstanta nazvana kozmološka konstanta i to je određen broj. Kada bi se taj broj razlikovao i za najmanji iznos od onoga što stvarno jest, u svemiru možda uopšte ne bi mogle nastati galaktike, zvezde, planete itd. Je li slučajnost da je taj broj bio tačno onakav kakav treba biti kako bi mogao nastati svemir kakav vidimo? Ili postoji neki način na koji svemir funkcioniše koji čini nužnim stvaranje života? Zvuči ludo i većina fizičara misli da su takve zamisli prazno blebetanje, no stvari nisu tako jednostavne.

Živimo na planeti na kojoj možemo živeti jednostavno zato što su uslovi upravo odgovarajući.
Ekološka je činjenica da su uslovi upravo odgovarajući, pa zato nije slučajnost da smo se pojavili u okolini koja je rafinirano ugođena i koja je stvorena upravo takvom da u njoj možemo da živimo.
Pitanje je, je li naša okolina u širem smislu – u smislu zakona prirode koje imamo, elementarnih čestica, sila između njih i svih tih stvari – jesu li to značajke okoline koje su slučajno takve u našoj regiji svemira ili su one potpuno iste u celom svemiru? Ako su slučajne, to znači da se mogu razlikovati od mesta do mesta ili da se mogu razlikovati od jedne do druge ili treće pojave.
Kada bi to bio slučaj, tada bismo mogli odgovoriti na pitanja koja nas zanimaju govoreći da su stvari
onakve kakve jesu jer kada bi bile imalo drugačije ne bismo uopšte mogli da živimo u našem svemiru. Okolina nam mora odgovarati da bismo uopšte  postojali.


Neelegantan svemir


S druge strane, ako je sve isto širom celog svemira, od početka do kraja, tada ne razumemo zašto
su stvari ugođene na način koji nam omogućava, hirurškom preciznošću, da budemo u prostoru koji
podržava život. To je velika kontroverza koja se počinje stvarati u fizici: mogu li se zakoni fizike kakve poznajemo jednostavno izvesti iz neke matematičke teorije i nikako ne mogu biti drugačiji ili se mogu razlikovati od mesta do mesta.

Tokom proteklih nekoliko godina počeli smo da shvatamo da teorija struna omogućava neverovatnu
raznolikost svemirskih prostora. To je teorija koja jednostavno nudi rešenja koja su toliko različita da
je teško zamisliti šta je izabralo jedno od njih u svemiru. Verovatnije je da je svemir koji opisuje teorija struna svemir s mnogo različitih malih komadića prostora koje je Alan Guth nazvao džepnim svemirima. Naravno da su oni veliki, no postoje mali komadi prostora s jednom vrstom okoline, mali komadi prostora s drugom vrstom okoline itd.

Većina fizičara nije mogla smisliti zamisao antropičkog načela; svi su se nadali da konstante prirode
mogu biti izvedene iz prekrasne simetrije neke matematičke teorije. I sada im ljudi poput Joea
Polchinskog i mene govore da sve to zavisi o okoline. Različita je ovde, različita je onde i nikad nećete moći da izvedete činjenicu da elektron, proton, neutron, bilo šta, mora imati baš one karakteristike koje ima. Nikad to nećete moći učiniti jer te karakteristike ne vrede za druge delove svemira.

Fizičari su uvek želeli da veruju da je odgovor jedinstven, da postoji neka vrlo temeljna, snažna,
jednostavna teorija koja će, kada je shvatite i rešite njene jednačine, jedinstveno odrediti koja je masa
elektrona, koja je masa protona i koje su sve konstante prirode. Kada bi to bilo tačno, svako mesto u svemiru moralo bi imati potpuno istu konstantu prirode. Kada bi postojala neka osnovna jednačina koja govori da je svet upravo onakav kakvim ga vidimo, tada bi on posvuda bio isti. Ono što smo otkrili u poslednjih nekoliko godina jest da teorija struna podrazumeva neverovatnu raznolikost – golem broj rešenja – i dopušta postojanje različitih vrsta svemirskih okolina. Mnogi matematičari poriču rezultate te teorije, ne žele ih priznati. Žele verovati da je svemir elegantan svemir – a nije baš tako elegantan. Drugačiji je ovde. Drugačiji je onde. Naša teorija će prevladati, a fizičari koji pokušavaju osporiti ono što se događa – izgubiće.


S engleskoga prevela Lovorka Kozole.


Objavljeno na www.edge.org.



1 коментар:

  1. Mnogo su bre zastupnici struna arogantni. Koncept im fenomenalno funkcionise na teorijskom planu ali nije dokazan.
    Z

    ОдговориИзбриши