Tibor bá’ online

 

A TUDOMÁNY, így nagybetűvel, ami időnként vita tárgyát képezi, okoskodók és közöttem. Úgy gondoltam, legegyszerűbb, ha tiszta vizet öntök a pohárba, és közben írok valami érdekeset is. Közbeszúrom, hogy ma már nem nagy kunszt „okosnak” lenni egy Internetes Fórumon, mert csak be kell ütni egy szót a keresőbe, és minden az ölünkbe hullik. Ez azonban nem vonatkozik az önálló véleményekre. Kettőnk vitájának tárgya ez utóbbi.

Vitánk egyik (és legkönnyebben érthető) része Einstein megítélése. Ugyanis a mindenkori okoskodó részéről nagy merészséget nem igénylő módon feltétlen Einstein tisztelő. Míg az én álláspontom szerint Einstein elsősorban „média sztár” volt, nem tudós.

Történelmi tény, hogy amikor az Annalen der Physik szerkesztőségébe az eredeti cikk (ami érdekes módon „elveszett”) beérkezett annak feltüntetett szerzői Albert Einstein és Mileva Einstein voltak. Azonban a korrektúrán Albert a felesége nevét kihúzta, erre rákérdezve Einstein – némi szójátékkal – csak annyit válaszolt „Wir sind ein Stein (Einstein)”, ami szabad fordításban annyit jelent, hogy „egy kő (azaz egyek) vagyunk”. Persze az „ein Stein” kiejtve „Einstein” is lehet.

Régi szokásom, hogy a történelmet pszichoanalitikus módon közelítem meg. Például biztosra veszem, hogy a fiatal Nagy Sándor megölette saját apját, mert türelmetlen nagyravágyásának útjában állt. Erre az okoskodóhoz hasonló, óvatos történészek nagyon korrekten azt mondják, ez nem bizonyítható (közbevetem az elmúlt 25 év teli volt nem bizonyítható disznóságokkal). Einstein esetében én így okoskodom: a „Wir sind ein Stein” kijelentés több mint 100 éve hangzott el, amikor egész Európában tombolt a férfi dominancia. Ahhoz, hogy egy nő neve, mint szerző, rákerüljön egy tudományos cikkre, minimum 90 százalékát neki kellett írni, ha ugyan nem 100-at. Az még napjainkban is előfordul, hogy nők férjeik nevén, vagy férfinéven publikálnak. Én tehát megalapozottnak találom állításomat, hogy a relativitás elméletéhez tartozó matematikai számításokat nem Einstein, hanem felesége végezte. Ezt húzza alá még az a tény is, hogy Einstein az egyetemen nem járt el a matematikai előadásokra. Amikor vizsgázni ment a budapesti születésű Grossmann Marcell jegyzeteit használta, aki később „főmunkatársa” lett az általános relativitás kiépítésében.

Aki egy kicsit is ismeri a tudományos berkekben uralkodó rendszert, az pontosan tudja, hogy a már nevet szerző tudósok helyett a „főmunkatársak” dolgoznak, a főnök csak a nevét adja. Na jó, ez csak „spekuláció”, bár az életemre mernék rá fogadni. Azonban az feljegyzett tény, hogy Einsteinnek Minkowski mutatta meg, hogy „az einsteini” speciális relativitáselméletének képletei legtisztábban, négydimenziós téridőben modellezhetők.

Tovább menve, Grossman magyarázta meg Einstennek, hogy az általános relativitáselméletet miként kell a nem-euklideszi geometria keretei között formába önteni.

Még tovább menve, fel lett jegyezve, hogy ha valaki az általános relativitáselméletre vonatkozó trükkösebb matematikai kérdést tett fel Einsteinnek, ő habituálisan azt válaszolta „Nem tudom, kérdezzék Lánczost”.

Ezen kívül azt követve, hogy feleségétől elvált (1916), Einstein semmi újjal nem állt elő. Ez természetesen betudható az emberi agy általános viselkedésének. Ugyanis a harmincadik életév után a matematikusok nemigen állnak elő korszakalkotó elképzelésekkel.

Különben a fényelektromos hatás ötletét, amiért Einstein 1921-ben Nobel-díjat kapott, Plancktól lopta el, és bár feleségétől akkor már 5 éve elvált, a díjjal járó pénz felét átadta Milevának. Újat tehát nem alkotott, de annál inkább hibázott. Amikor az orosz Frieman közölte Einsteinnel, hogy egyenletei a Világmindenség tágulását implikálják (amiről addig Einstein nem tudott), hirtelen bevezette a kozmológiai állandót, hogy ezzel biztosítsa a statikus Világmindenséget (mert szerinte a teremtés befejezett aktus volt). Amikor aztán Huble közzétette a vörös eltorlódást és annak következményét, Einstein a kozmológiai állandót egyszerűen visszavonta. Vagyis képleteivel úgy játszott, ahogy azt a mindenkori tudományos álláspont megkívánta. A kvantummechanikát élete végéig nem fogadta el, mert szerinte Isten nem kockajátékos illetve „ilyen világot nem teremthetett”. Végül a fekete lyukak létezhetőségétől kifejezetten irtózott. A felsorakoztatott tények alapján nehéz más következtetésre jutni, mint amire én jutottam.

Na most, a vitánk második tétele, ami a megismerhetőségről és a kutatók munkamódszereivel kapcsolatos. Itt megint csak arról van szó, hogy okoskodó követi a konzervatív felfogást és az én disszidens hozzáállásomat butaságommal, ismereteim hiányával magyarázza. Akkor most nézzük, miről van pontosan szó!

Először a tények. Minden ellenkező hiedelem ellenére a XX. század nagy durranása nem a relativitáselmélet több lépcsős kidolgozása, hanem a kvantummechanika felfedezése (mondhatnám rádöbbenése) volt. Igaz voltak előszelek. Kezdődött azzal, hogy tudósok tucatjai évszázadokon át vitáztak, hogy a fény hullám-e vagy korpuszkulum. Aztán a vitába belefáradva, úgy döntöttek, hogy hol ez, hol az.

Az igazi meglepetést az hozta, hogy a fény nem ez és nem az, hanem egyszerre mind a kettő. Vagyis a részecskék szuperpozícióban vannak, aminek lényege az „egyidejű kétneműség” (a kifejezést én találtam ki) azaz minden részecske (tehát nem csak a foton) ez is és az is egy azon időben. Erre találta ki Schrödinger a macskával kapcsolatos gondolat kísérletet, hogy érzékeltesse a kvantummechanika abszurditását, mert Schrödinger macskája mindaddig, amíg nem nézek rá, egy azon időben él is, és meg is van dögölve, ami nyilvánvaló képtelenség.

Viszont a részecskék pontosan ezt teszik, hullámok is, és korpuszkulumok is egyszerre. Sőt, ha egyetlen fotonnak lehetősége van átmenni két egymás mellett lévő résen, akkor egyszerre megy át mind a kettőn, amíg oda nem nézek. Abban a pillanatban, amikor meg akarok győződni róla, a foton hirtelen eldönti melyiken ment át, amit úgy neveznek, hogy a „szuperpozíció összeomlik”

[Itt most legszívesebben kitérnék (amire voksom adom) a determinisztikus Világmindenségre, ami összhangban van a szuperpozíció létezésével. Álláspontom szerint ugyanis nincs véletlen (amit könyvemben bőségesen tálalok), mindennek van oka. Pontosan ezért vannak „kétneműségek”, ugyanis „ok” nélkül nem lehet dönteni. Ha van „ok” (például odanézek), akkor már lehet dönteni. Hogy milyen végső cél elérésének érdekében, az egy más kérdés.]

Lássuk be, hogy ez a „kétneműség” illetve a szuperpozíció létezése eléggé abszurd egy helyzet, nem csoda, hogy (szerintem a matematikailag) középszerű Einstein élete végéig nem tudta elfogadni a kvantummechanikát. Csakhogy a kvantummechanikával másoknak is volt bajuk. Nem kisebb egyéniség, mint Richard Feynman kijelentette: „Nyugodtan mondhatom, hogy a kvantummechanikát senki se érti”. Paul Dirac „tiltakozott” a „renormálás” ellen, ami azóta, már elfogadott módszer a végtelen eltüntetésére, amikor egy levezetés végén a végeredményt értékelhetetlenné tenné.

Az igazi történet itt kezdődik. Ugyanis a fizikusok korábban elvégeztek egy kísérletet (lásd például Galilei és a Pisai ferdetorony), majd az eredményből kikövetkeztetve létrehoztak egy törvényt. A kvantummechanika ezt a „hagyományt” gyökeresen megváltoztatta. Az elmúlt száz évben az vált gyakorlattá, hogy az elméleti fizikusok vérmérsékletüknek megfelelően kitaláltak valamit, amit aztán megpróbáltak valahogy bizonyítani.

Ezek a próbálkozások részecskegyorsítókkal ütköztetett elemi részecskék bomlástermékeinek elemzésében, illetve csillagászati megfigyelésekben merültek ki. A 70-es évek környékére így született meg több lépésben az úgynevezett húrelmélet, ami azóta is tartja magát. [Igaz, hogy öt változatban és közben átcsúszott a szuperhúrba a szimmetria beépítése után, majd a brán elméletbe.]

Mi a húrelmélet és miért van rá szükség? A húrelmélet lényege, hogy a szubatomi részecskék nem pontszerűek, hanem fizikai terjedelemmel rendelkező rezgő valamik. Ami rezeg az mindig ugyanaz, de a rezgés minősége szabja meg, hogy melyik részecskének érzékeljük. Népszerűségét annak köszönheti, hogy segítségével (a remények szerint) esély van rá, hogy az összes erőhatás inkorporálható egyetlen elméletbe.

Ennek azonban ára van. A húrelmélet(ek) szükségelik a 10….22 dimenziót. Észrevételezhető, hogy okoskodó ezt igen könnyen intézte el. Saját szavaival: „szerintem elég tűrhető szinten értem a sok dimenziót, de ez nem is nehéz feladat, hiszen a terünk 3 dimenziója már elég nagy szám ahhoz, hogy innen extrapolálni lehessen.” [Nem nevezném túl fair analógiának, de azért szórakoztató. Én például elég tűrhető szinten értem a kínait, de nem is nehéz feladat, hiszen ismerek 300 kínai jelet, ami elég nagy szám ahhoz, hogy a többire extrapolálhassak.]

Okoskodóhoz képest Brian Green lényegesen szerényebb, akit most idézek (majd később David Gross-t és Sheldon Glashow-t) a „The Elegant Universe” honlapján található interjúból. (Magyarul is megjelent könyvének címe: Az elegáns univerzum) Tehát: „I cannot envision anything beyond three dimensions. What I can do is I can make use of mathematics that describe those extra dimensions…. To tell you the truth, I’ve never met anybody who can envision more than three dimensions.” [A három dimenzión túl nem tudok többet elképzelni. Amit tenni tudok, az extra dimenziókat leíró matematikát felhasználom…. Az igazat megvallva, még nem találkoztam olyannal, aki három dimenziónál többet el tudna képzelni.]

Ezek szerint okoskodónak fel kellene kínálni képességeit Mr Green részére, még az is lehet, hogy a húrelmélet tovább lépne egyet az elmélet összevonások felé.

Az én véleményem szerint az emberiség elérkezett a világmindenség megértésének végső határához. Ez az a tétel, amit okoskodó hevesen támad. Legeklatánsabb mondata a következő: „A fizikusoknak az a dolguk, hogy igyekezzenek jó modelleket megfogalmazni. Te ezeket nem érted, ezért azt gondolod, hogy biztos nem jók, mert egy jó modellt neked feltétlenül értened kellene, mert okos vagy.”

Mivel e poszt tárgya nem okoskodó vitastílusa, ezért csak szép csendben emlékeztetek Richard Feynman fenti kijelentésére, de megtoldhatom David Gross vallomásával: „One of the strangest aspects of where we are in string theory after 35 years is that we don’t really know what string theory is.” [35 év munkálkodás után a legfurcsább aspektusa a húrelméletnek, hogy tulajdonképpen fogalmunk sincs róla, valójában mi.]

Akinek ez nem elég, annak Gross még a szájába rágja: “What is string theory? If they are honest they’ll say, well, we don’t know.” Sheldon Glashow véleménye eszenciáját tekintve megegyezik az előző fizikusokéval. “I don’t understand string theory, so I can’t describe its inner nature to any extent.” Illetve: “The string theory appears to be consistent and is very beautiful, very complex, and I don’t understand it.” [„A húrelméletet nem értem, ezért aztán a legkisebb mértékben se tudom leírni mibenlétét.” Illetve: „A húrelmélet úgy tűnik konzisztens, és nagyon szép, igen összetett és én nem értem.”]

Persze az, hogy néhány nagynevű fizikus szerényen állítja, hogy ezt vagy azt nem érti, még nem lenne perdöntő vitánkban, hiszen a főtétel, hogy elérkeztünk-e a megismerés határához, amit én állítok, vagy sem, amit okoskodó állít. Ezzel kapcsolatban Glashow-nak van néhány érdekes megfigyelése. “A quantum theory of gravity doesn’t make any prediction. That is to say, there ain’t no experiment that could be done nor is there any observation that could be made that would say, ‘you guys are wrong’. The theory is safe, permanently safe. I ask you, is that a theory of physics or a philosophy?” Aztán folytatja: „It’s a kind of physics that is not testable. It does not make predictions that have anything to do with experiments that can be done in the laboratory or with observations that could be made in space or from telescopes.” [„A gravitáció kvantumelmélete konzisztensnek tűnik, de nem jelez előre semmit. Vagyis nem létezik olyan elvégezhető kísérlet vagy megfigyelés, ami után kijelenthető lenne, hogy ’fiúk nincs igazatok’, mert az elmélet biztonságos és örök időkig az is marad. Kérdezem én, ez egy fizikai vagy filozófiai elmélet?” Aztán folytatja: „Ez ellenőrizhetetlen fizika, amelyiknek nincs semmi laboratóriumi kísérletnek alávethető, vagy űrkutatással ellenőrizhető előrejelzése.”]

Ezekkel a véleményekkel okoskodó szembe megy, íme: „A részecskefizikusoknak nem sikerült olyan modelleket csinálniuk, amelyek számodra is érthetők, és a kísérleti eredményekkel is összhangban vannak. Te elég kevéssé vagy megértő ezzel az ö nagy problémájukkal kapcsolatban, ugyanis nem túlságosan érdekelnek a kísérleti eredmények.”

Nem arról van szó, hogy a részecskefizikusok nem tudnak nekem megfelelő modellt csinálni. Semmilyen modellt nem tudnak csinálni, és nincs is szándékukban, mert jól tudják, hogy lehetetlen. Elszórakoznak a matematikával és nem törődnek azzal, hogy „eredményeik” modellezhetetlenek. Ugyan már! Hogy lehet 22 dimenziót modellezni? Megint Glashow: „The superstring theory so far as I can see, totally divorced from experiment or observation. [„A szuperhúr elmélet, amennyire én látom, tökéletesen levált a kísérletektől és a megfigyelésektől.”]

A helyzet az, hogy az „események” 10^-43 méteres szinten történnek. Ide „lemenni” lehetetlen és mindig is lehetetlen marad. Következésképpen csak arról lehet szó, hogy kitalálnak (ésszerű sejtés) elméleteket és vizsgálják, hogy valamelyik ismert jelenség nem ütközik-e vele. Eddig még mindig ütközött. Most nézzünk néhány elképzelést az utóbbi időből!

Néhány fizikus feltételezése szerint létezik egy másik valóságszint a kvantum­világ alatt. A Nobel-díjas Gerard’t Hooft úgy véli a kvantum furcsaságok támogatása egy idejét múlta determinisztikus elv, ahol egyszerű kapcsolat áll fenn ok és okozat között. Antony Valentini még ennél is messzebbre ment. Véleménye szerint a kvantummechanika nem feltétlenül volt mindig érvényben, mivel a korai Világmindenséget más törvények irányíthatták. Sőt, véleményét még azzal is megtoldja, hogy a nem-kvantumvilágból származó dolgok egy része mind ez ideig itt maradhatott.

Az ok, amiért feltételeznek egy mélyebb szintet az, hogy a kvantummechanika szerint egy mérés eredménye csak bizonyos valószínűséget nem pedig bizonyosságot ad.

Tény az, hogy a fizikában, amikor egy elmélet valószínűségeket jósol meg, a fizikusok mindig egy mélyebb valószínűségi szintet feltételeznek. Mindig, kivéve a kvantummechanikát. És ott miért nem? Erre a kérdésre a fizikusok zöme azt válaszolná azért, mert ez a mélyebb magyarázat szükségtelen (rejtett változó elmélet), ugyanis a kvantummechanika minden ismert tapasztalati eredményt kielégít. Vagyis a kvantummechanika a gyakorlatban kitűnően megállja a helyét, minek tovább kutatni!

Ennek ellenére néhányan megpróbálkoztak a „tovább kutatással”. Ezek egyikének eredménye a „vezető-hullám” (angolul „pilot-wave”) elmélet, amit 1920-ban Louis Broglie javasolt és, amit David Bohm az 1950-es évek elején ki is fejlesztett. Ugyanis, amíg kvantummechanikában a hullám egyenlet (Heisenberg bizonytalansági elve) semmi több mint egy olyan matematikai eszköz, melynek segítségével megállapítható, hogy egy részecske milyen valószínűséggel jelenik meg a tér egy adott pontjában, addig a vezető-hullám elmélet esetében a hullám valós, ténylegesen létező. Ez egy láthatatlan, de fizikailag jelenlévő hullám, ami mentén a részecske mozog. Ez az elmélet reprodukálja a kvantummechanika valamennyi statisztikai előrejelzését.

Ezt az interpretációt azonban sokan elvetik az „idevalótlanság” (angolul: „non-locality” vagyis, hogy nem tartozik a mi három dimenziónkhoz) elnevezésű tulajdonság miatt, ami egy fénynél gyorsabban terjedő fizikai hatás. Ugyanakkor a hagyományos kvantummechanika szintén feltételezi az idevalótlansági-hatást. [indoklás: A korrelált elektron-pár spinjeinek összege zéró. Mivel a természet törvényei szerint a spinek összege nem változhat meg, a két elektron spinje akkor is ellentétes marad, ha azok szétválnak és a távolság közöttük bármekkorává nő. Ha egy földön lévő elektron spinjét megváltoztatják a párja azonnal ellentétes spint vesz fel, akkor is ha történetesen a Tejút másik végében van. Ez teljes mértékben megsérti a fényterjedés sebességének abszolút voltát.]

Viszont az idevalótlanságot fel lehet fogni, mint a kvantummechanika perifériáján elhelyezkedő kinövését, ami semmiképp sem mondható el vezető-hullám elméletről. Nézzük újra ezt a két korrelált elektront. A vezető-hullám elmélet szerint, mi ezt a korrelált részecskepárt egy hatdimenziós rendszerhez tartozó háromdimenziós térben látjuk mozogni. A két részecske valójában összekapcsolódva marad egy magasabb dimenziójú rendszerben.

Gerard’t Hooft ellenzi az idevalótlanság elméle­tét, de azért úgy gondolja, hogy egy újfajta rejtett-változó elmélettel meg lehetne kerülni. A múlt század kilencvenes éveiben megfogalmazott elképzelése szerint va­lamifajta determinisztikus elmélet alkalmazható lehetne a téridő legkisebb méretei­nél. Ezek szerint, ha valami eseményt le lehet vinni a 10^-43 másodperc és 10^-35 méter tartományba, akkor észlelhető lenne egy klasszikus, előre jelző elméletben, ahol nincs valószínűség és bizonytalanság. Ezek szerint kvantum­mechanika elmélete az összes apró eseményt számba­ veszi, hogy az eseményről adjon egy bizonytalan átlagos leírást.

Közbeszúrom, az hogy a kvantummechanika mélyebb alapokra épül azt több dolog is sejteti. Az egyik ilyen ok az, hogy 90 év nagyfokú erőfeszítés ellenére még mindig nem sikerült összeegyeztetni a gravitációt a kvantumvilággal. Itt történetesen egyetértek Einsteinnel, aki a kvantummechanika statisztikai állításait nem volt képes megemészteni. Viszont én tovább mentem és azt állítottam, hogy ezek a „mélyebb alapok” az emberi agy számára felfoghatatlanok. (okoskodó agya természetesen kivétel).

Ez Valentininek kapóra jön, úgy gondolja, hogy az idevalótlanság elvetése helyett, fel kellene azt karolnunk, hiszen a korrelált elektron-pár alkalmazásakor azt lehet hinni, hogy fennáll egy időtlenül gyors kommunikáció közöttük. Ez azonban lehetetlen. [Magyarázat: Az elektron spinjének megállapítása előtt nem lehet megmondani annak állapotát. Tehát, ha az egyik spin-irányt „1”-nek kódoljuk, míg a másikat „0”-nak, és „1”-et kívánjuk továbbítani, ennek bizonyossága mindössze 50 százalékos – mert jelen van egy bizonytalansági színt, vagy „zaj”, ami az üzenetet összezavarja. Valentini szerint ez úgy néz ki, hogy: „Bár az idevalótlanság a kvantumelmélet alapvető tulajdonsága, a természet pontosa akkora kvantum-zajt hoz létre, amekkora szükséges annak felhasználhatatlanságához.”]

Ezt úgy kell értelmeznem, hogy a fénysebességnél gyorsabb kommunikációt lehetővé tevő idevalótlanság hatását a Világmin­den­ségben jelenlévő kvantum-zaj ellehetetleníti? Valentini szerint igen, mert azt állítja, hogy idevalótlanság-jeleket nem tudunk fogni, mert azok egymást statisztikai szinten kioltják.

Szerénységem szerint Valentini elképzelései egymásnak egyértelműen ellentmondóak, amivel kapcsolatban Hardy a következőket mondja: „Ezek a konklúziók a vezető-hullám elmélet egy bizonyos interpretációjától függenek, ami, legyünk őszinték, mindössze néhány fizikus egyetértését bírja”, de azért teljes mértékben a többi sem utasítja el, beleértve Hardyt is, aki viszont úgy nyilatkozik, hogy: „Valentini egy komoly elméleti fizikus és nagy gondolkodó”. Lee Smolin szerint: „Valentini elképzelései igen érdekesek és nem lehetetlen, hogy a kvantumelmélet alapjaival kapcsolatban leginkább közelítik meg a valóságot azok közül, amiket eddig hallottam”.

Hát igen! Amennyiben Valentininek igaza van, úgy az implikáció elsöprő. Közvetlenül az Ősrobbanás után a Világmindenség olyan állapotban lehetett, amiben az idevalótlanságot nem zavarta össze a véletlenszerű zaj. A részecskék között fellépő kölcsönhatás ebben a korai Univerzumban egy olyan egyensúlyi állapotot alakított ki igen gyorsan, amilyet ma ismerünk. Ezek a kölcsönhatások azt jelentik, hogy a részecskéket hajtó vezető-hullám áramlatok nagyfokú kitekeredettsége miatt a részecskék eloszlása összekeveredik – ami az energiát átcsoportosítja a gyorsan mozgó részecskéktől a lassan haladók felé – a gáz termikus egyensúlyi állapotának felvételét okozva.

A mi világunkban egy részecske valószínű helyzetét hullámegyenletben szereplő amplitúdó négyzete adja meg. Azonban a tárgyalt korai Univerzumban, még mielőtt a kvantumzaj elült volna, az eloszlás valószínűségét sokkal inkább a négyzetes hullámfüggvény szabta meg. Kisebb kvantumzaj mellett lehetséges volt a részecske helyének pontosabb meghatározása. Mivel pedig az idevalótlanság nem homályosult el, ez azt jelenti, hogy akkor a jelek a fénynél gyorsabban terjedhettek. Például kisebb lenne a bizonytalanság két korrelált elektron spin állapotát illetően, aminek következtében a Világmindenség egyik sarkában az egyik elektronba kódolt üzenet azonnal fogható lenne a Világmindenség másik sarkában.

Valentini természetesen komolyan hisz feltételezésében. Véleménye szerint közvetlenül a Világmindenség megszületése után két, egymással versengő folyamat létezett (ki a fene versenyeztette őket, csak nem a teremtő isten?). Az egyik a részecskék közötti kölcsönhatást eredményezte, pontosan úgy, ahogy gázokban lévő molekulák között létrejön, ami aztán a Világmindenséget egy zajos egyensúlyi állapot felé vezette. Azonban az egyensúlyi állapot olybá történő felvételét kiegyenlítette a Világmindenség örült méretű kitágulása (amit újabban egyesek cáfolnak, lásd alant), ami az anyagot széthúzta, és csak amikor a tágulás lelassult, akkor tudott a részecskék kölcsönhatása felülkerekedni, ami aztán az anyagot egy bizonytalan, zavaros formába helyezte, olyanba, amit napjainkban látunk. Ez a történés valószínűleg akkor keletkezett, amikor a Világmindenség 10^-43 másodperc idős volt.

Mivel az átállás roppant gyorsan történt, azt lehetne hinni, hogy nem volt jelentős következménye. Ez azonban Valentini szerint nem igaz. Ez az átállás megoldhatja azt a talányt, miért van, hogy a Világmindenség egymástól messzire eső részeiben azonos a hőmérséklet és az anyagsűrűség (ez utóbbival kapcsolatban hamarosan jön némi ellenvélemény). Hogyan tudtak ezek hatni egymásra, ha még annyi idő sem állt rendelkezésre, hogy a fény elérjen egyik helyről a másikra? Erre a szabványos válasz a Világmindenség elképesztő gyors felfúvódás, ami egészen piciny térfogatból történt, ezért minden egyes részecske tudhatott az összes többiről.

Na hiszen felfúvódás! Lehet, hogy egyáltalán nem volt felfúvódás, sőt Ősrobbanás se és Einstein a téridejével elmehet a sóhivatalba. Luciano Pietronero nem állt elő semmifajta ésszerű sejtéssel. Ő kizárólag a kozmoszt vizsgálta, amiben az anyagnak az Ősrobbanás miatt egyenletesen kellene elhelyezkedni. A probléma az volt, hogy egy tökéletes szétrobbanás úgy szétszórta volna az anyagot, hogy szó se lehetett volna csillagok kialakulásáról. Szóval kitalálták, hogy ez a szétrobbanás nem volt tökéletesen homogén, a többit pedig elvégezte a tömegvonzás. Ez az inhomogenitás mértékét tekintve pedig optimális volt az ismert Világmindenség kialakulása érdekében.

Aztán úgy tíz éve jött Pietronero megfigyelése. Szerinte az Univerzumban elhelyezkedő galaxisok nem homogenitásról tanúskodnak, hanem arról, hogy a mindenség farktált.

Eszik-e vagy isszák? A fraktáltság, magyarul „önhasonlóság” lényege egy viszonylag egyszerű minta állandóan ismétlődése (ez az önhasonlóság), de egyre nagyobb (vagy kisebb) méretekben, valahogy így:

 

 

Semmi baj, hiszen a látható anyag mindössze a teljes tömeg 27 százaléka. Aztán valami extra technikával kiderült, hogy a sötét anyag követi a látható anyag mintázatát. Nincs mese, az Univerzum valóban fraktált, vagyis bizonyos minta szerint hatalmas terekben nincs semmi, majd máshol pedig rengeteg anyag van. Ráadásul ez az eloszlás ismétlődik galaxisokon belül, majd galaxisokkal, galaxis klaszterokkal, szuper klaszterokkal…..

Apropó, sötét anyag. Ezt a 70-es években „fedeztek” fel, de jobb kifejezés lenne a „kitalálás”, mert a galaxisok szélén lévő csillagok forgási sebességéhez a látható tömegnél jóval többre volt szükség. Megoldás? Van ott tömeg, csak nem látszik, mert ez az anyag „sötét”. De minek kell izgulni a 83 százaléknyi sötét anyag miatt?

Kitaláltak egy új gravitációs elméletet sötét anyag nélkül. John Moffat és Joel Brownstein szerinti skalár-tenzor-rektor gravitációs elmélet kvantumhatásokkal dúsítja a téridőt, és ezzel a probléma megoldódik sötét anyag nélkül is. Ugyanis egy feltételezett részecske, a gravitációs kölcsönhatást közvetítő gavitron, a galaxisok közepén hatalmas mennyiségben jelenik meg, mert ott már különben is sok az anyag, míg a galaxis szélén kevesebb van belőlük, mert ott különben sincs sok anyag. Hogy miért? Kvantumhatások miatt. A kvantummechanikáról meg már tudjuk, hogy rejtélyes és kiismerhetetlen.

A fentiekben ismertetett elképzelések csak a jéghegy csúcsát képezik. A fejlett nyugati világ megengedheti magának, hogy elméleti fizikusok ezreit tartsa el, akik cserébe újabb és újabb ötletekkel állnak elő. Tallózzunk tehát tovább! Itt van mindjárt a Világmindenség tágulása, aminek 1926-os felfedezése adta az alapot az Ősrobbanáshoz. Mivel ez a tágulás az általános tömegvonzás ellenében történik, a kérdés az volt, hogy lelassul-e ez a tágulás, majd megáll és visszafordul egy zsugorodásba, aminek vége a nagy zutty lesz, vagy pedig a kezdeti robbanás és a gravitáció olyan pontos kiegyenlítésben van, hogy a tágulás örökké fog tartani.

A nagy meglepetés az volt, amikor 1998-ban két, egymástól különálló csoport mérése szerint a Világmindenség tágulásának sebessége növekszik. Ha pedig növekszik az nem történhet csak úgy, hogy valami (titokzatos) erő állandóan hat rá. Hogy mi ez az erő, azt nem tuják, de nevet minden esetre adtak neki: sötét energia. Ezzel azonban még nem oldottak meg semmit. A sötét energia létezése ugyanis felforgat mindent a kozmológiában.

Voltak, akik egy ötödik erő létezésében látták a megoldást. Mások tiltakoztak egy ötödik erő bevezetése ellen mondván, egyszerűbb lenne egy már létező erőt „módosítani”. Nézzük csak!

Mondhatnám én is, de Rocky Kolb állítja: „When physicist don’t understand something, they invent a new field to expain it”. Now astronomers have also learned that trick. [Ha a fizikusok nem értenek valamit, magyarázatként kitalálnak egy új teret. A csillagászok megtanulták ezt a trükköt.]

Esetünkben a megoldást egy „quintessence” elnevezésű kvantumtér adja, ami átjárja a teret pont úgy, mint Einstein kozmológiai állandója, de egy apró kis különbséggel. A quinessence értéke nem állandó, hanem változik az idő és a lokalitás függvényében. (Okos, nagyon okos!)

Természetesen a quinessence-nek vannak variációi. Egyik szerint (fantom energia) az erő az idő függvényében egyre erősebbé válik, míg nem a Világmindenséget szét nem szaggatja. Ezt azonban néhány éve megfúrták. Adam Reiss bejelentette, hogy bizonyítékot talált rá, a quinessence modell nem erősödhet.

Az viszont kétségtelen, hogy a sötét energiával kapcsolatos elméletek legnagyobb része azt állítja, hogy a Világmindenség tágulásának gyorsulását az egész teret betöltő „skaláris tér” taszítása okozza, ami a teljes Világmindenségben egyenletesen hat. Feltételezések szerint hasonló energia-tér okozta a Világmindenség elképesztő gyors tágulását közvetlenül az Ősrobbanás után.

Linde és munkatársai kimutatták (természetesen matematikával), hogy a szupergravitációval kapcsolatos néhány elmélet szerint (melyek a gravitációt megkísérlik meghatározni a kvantummechanika értelmezésén belül) a skaláris térben lévő sötét energia nem csak eléri a nullát, de átmegy a negatív tartományba és lehetséges, hogy elmegy a negatív végtelenig. (Na hiszen!)

Ez nem csak lefékezné a Világmindenség tágulását, de vissza is fordítaná, ami végül a téridő egy pontba történő összeomlását okozná. Linde számításai szerint ez valószínűleg 15 milliárd év múlva következne be. (Hál istennek, eddig úgy tudtam, hogy csak 15 millió 😀 )

Hát akkor mi van? Adam Reiss szerint a jó öreg gravitáció pontosan úgy működik, ahogy mindig is működött. De mi van akkor, ha nem? Ha lenne egy nem várt gravitációs hatás, amivel eddig nem találkoztak, akkor a sötét energiára nem lenne egyáltalán szükség. Erre az elképzelésre Sean Carroll gyorsan rávetette magát, de hamarosan lefanyalodott róla „It turns out to be much harder than you imagine to find a modification that works”. [Egy működőképes módosítás megtalálása az előre elképzeltnél sokkal nehezebb] Ugyanis a gravitáció módosítása a nagy méreteknél magával hozza a nem kívánt kisméretű változásokat is.

Ha nem, akkor nem. Máshonnan kell megközelíteni a témát! Mi van, ha a 90 éve vallott tétel (amire Alexander Friedman hívta fel Einstein figyelmét) miszerint az Univerzumot az anyag egyenletesen tölti ki, nem felel meg a valóságnak? Teszi fel a kérdést Kolb, akit most rajtacsíptünk, hogy a fraktált univerzumról még nem hallott. Ejnye-bejnye!

Szóval oda érkezünk meg, hogy a kvantummechanika az, ami mindennek gátjául vala. Kvantummechanika! Hiába tiltakoztak olyan nagy nevek, mint például Dirac, a zászlóvivők nem torpantak meg. A tiltakozókat leírták azzal, hogy szellemileg már túl vannak csúcsteljesítményükön (én is 😀 ), a kvantummechanika bizonyítottan működik, néhány apróságon kívül minden a helyén van, hiszen az atomok világa gyönyörűen összeállt. Ami pedig „összeállt” azt úgy hívták, hogy „standard modell”.

A standard modell szerint a világmindenség összetevője 6 kvark, 6 lepton és 4 részecske, melyek hordozzák az elektromágnesességet és egybetartják az alkotóelemeket, vagyis ezek az úgynevezett „erők”, amikről már előzőekben bőven volt szó. Ez az együttes majdnem minden jelenséget megmagyaráz, de a gravitációval nem tud mit kezdeni (pedig éppen annak kellene megoldani a sötét energia rejtélyét). Ezen kívül vannak „apró nehézségek”. A standard modell szerint a neutrinóknak nincs tömegük (úgy értem a 3 különböző fajta neutrinó közül egynek sincs), ami a valóságban nem igaz. Nincs elektromos töltése és nincs mérete se. Azaz úgy van, hogy földi értelemben véve nincs, de azért okodkodó egészen biztos tudná modellezni. Ennél is nagyobb baj, hogy a standard modell képleteinek és részecskéinek a segítségével az 1 TeV feletti energiával rendelkező ütközés eredményei szerint egyes események előfordulási valószínűsége meghaladja a 100 százalékot. (gondolom ez se okoz modellezési gondot J )

Ezt a problémát volna hivatva megoldani a nem rég megtalált Higgs bozon, amit a fizikusok félőrült módján kerestek 30 éven át. Ugyanis segítségével a részecskék tömeghez jutnak, és magyarázatot adnak miért tér el egymástól kezelhetetlen mértékben az elektromágneses erő és a gyenge magerő.

A Higgs bozon elmélet legegyszerűbb verziója szerint csak egyetlen egy fajta Higgs bozon létezik, ami önmagában problematikus, ugyanis a tömegének végtelen nagynak kellene lenni. Ez pedig egy kicsit nonszensz.

Persze nem is lenne semmi baj, ha ezt a fránya gravitációs erőt rá lehetne beszélni, hogy vonzásból menjen át taszításba csak egy icike-picike időre. De hát megteszi? Egyesek fejében igen. Alan Guth fejében már a „vákuum energia” is megszületett. Különben ő volt, aki 1981-ben kitalálta a felfúvódást. Na ebből lett elege néhány fizikusnak.

A kozmológiai „másként gondolkozóknak” (mert hogy ilyen is van) most telt be a pohár. Álláspontjuk szerint ez már nem tudomány. Kialakult a „megélhetési tudósok” éhes tábora, akik „kutatható” ötleteknek nincsenek híján. 2005 júniusában konferenciát tartottak Krízis a kozmológiában címen a portugáliai Moncaoban. Álláspontjuk szerint az Ősrobbanás elmélete képtelen magyarázatot adni bizonyos megfigyelésekre. Konkretizálva:

– A Világmindenség hőfoka (2,7 °K).

– A Világmindenség tágulása.

– A galaxisok léte.

– A leggyorsabban távolodó galaxisok olyan távol vannak tőlünk, hogy azokat az ősrobbanást követő első milliárd év állapotában kellene, hogy lássuk. Azonban amiket látunk, azok nem fiatal galaxisok, hanem öregek, ugyanis több milliárd éves, vörös csillagokkal vannak tele. Ez egy hatalmas ellentmondás.

– Az Ősrobbanás elmélete szerint Fényükben nagy vörös eltolódás mutató, vagyis nagyon távol lévő galaxis csoportok is láthatók. Csakhogy egy milliárd év kevés ahhoz, hogy galaxisok csoportokba „verődjenek”.

– Valljuk be, igaz! Minden alkalommal, amikor az Ősrobbanásról kiderül, hogy egy megfigyelt eseménnyel nincs összhangban, megindul a foltozás: kitalálták a felfúvódást, sötét anyagot, sötét energiát.

Éppen ezért a másként gondolkozók szerint a vörös eltolódást nem a Világmindenség tágulása okozza, hanem valami egészen más, ma még ismeretlen mechanizmus. Minden esetre, ha nem volt Ősrobbanás, akkor nem kell kitalálni a sötét energiát, ami a tágulást hivatott okozni.

A kozmikus háttérsugárzásnak se kell feltétlenül az ősrobbanástól származnia. Az Ősrobbanást megemészteni nem tudó Fred Hoyle szerint lehet, hogy a háttérsugárzás nem más, mint az abszorbeált csillagfény ismételt kisugárzása.

A standard kozmológiai modellhez, vagyis az Ősrobbanáshoz hozzátartozik a Világmindenség homogenitása, vagyis az, hogy minden irányban, mindenütt egyforma. Ezt azért kellett feltételezni, mert nélküle Einstein egyenleteit nem lehetett volna olyan szintre leegyszerűsíteni, hogy az a Világmindenségre alkalmazható legyen. De, ha ez a feltételezés rossz, akkor az egész elmélet borul.

Én persze már rég bedobtam a törülközőt, de a másként gondolkodók úgy vélik, további kutatások egy olyan Világmindenséget fognak körülrajzolni, ami merőben különbözni fog az Ősrobbanással fémjelzett, egyre bizarrabbnak tűnő elképzeléstől.

És most a végszó. Ez a 35.000 karakteres cikk mindössze egy picinyke ízelítő abból, ami van. Ami van, az pedig nem más, mint tudományos vergődés egyesek részére hatalmas fizetésért. Ezek az emberek soha a büdös életben nem fogják azt mondani, hogy eddig és nincs tovább, mert az egzisztenciájuk függ tőle.

Huszonöt éve, egy fantasztikus vagyonért építik a Large Hadron Collider-t azt a 27 km-es körpályán működő gigantikus részecske ütköztetőt, ami már működik. Minden egyes proton-sugár 0,3 GJoul energiával bír. Ez egyenlő 400 tonna x 140 km/ó mozgásenergiával. Két ilyen proton-sugár „frontálisan” ütközik. Az eredmény segítségével képesek a 10^-17 cm tartományban lévő részecskék kölcsönhatását észlelni. (Az Ősrobbanást követően egy trilliomod másodperc után ekkora lehetett az Univerzum.) A remények szerint, előbb vagy utóbb az LHC segítségével megalkotható lesz a „mindenség elmélete”. Még arra is fény derülhet, hogy miért van a Világmindenség tökéletes pontossággal arra hangolva, hogy mi, az anyag gondolkodó elrendezése létezhessünk.

Szóval hamarosan megtudjuk, hogy okoskodónak van-e igaza, amikor a Világmindenség megismerhetősége felett tör pálcát, vagy nekem, aki azt állítom, hogy elérkeztünk a megismerhetőség határához és a végső valóság birtoklása sose lesz osztályrészünk.

____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________