Primii paşi ai legilor Universului (Partea I)

Acum, pentru a merge mai departe, este necesar să vedem ce este cu legile ce stau la baza funcţionării Universului (atât cât se cunoaşte, se poate deduce, la acest moment). Că sunt ele legi fizice, cuantice sau legile unei puteri divine…

Din ceea ce am "dedus" în postul anterior avem: 1. totul este energie (mai ales nimicul), absolut totul fiind definit de manifestarea acesteia şi 2. totul este într-un proces de stabilizare (de evoluţie). Notă: va fi puţin plicticos să "portăm" concluziile postare cu postare dar, dă bine la înţelegere (deci, vă mulţumesc pentru înţelegere!)...

Plecând de la "totul este energie", ar fi bine să vă amintiţi că, la baza a orice din acest univers stă energia. O energie manifestată sub formă de cuante (aşa cum rezultă din teoria corzilor sau teoria stringurilor), de corzi de energie care vibrează şi, în funcţie de această vibraţie, dă un "sens vibratoriu", o manifestare a materiei.

Este ceva similar cu o orchestră care interpretează, la instrumente cu corzi, simfonia cosmică (a universului) ce se află în noi şi în jurul nostru. Şi, dimensiunile acestor corzi pot fi deduse din următoarea comparaţie: dacă am mări dimensiunea unui atom la dimensiunile sistemului solar, dimensiunea unei astfel de corzi ar fi de dimensiunea unui copac.

În tot acest material (şi în următoarele, voi „căuta” să intru cât mai puţin în detalii gen formule, definiţii academice sau altele asemenea care, conceptual, sunt greu de "perceput" şi de majoritatea fizicienilor "de clasă liceală" (maxim).

Oricât aţi încerca nu puteţi învăţa fizică, din punct de vedere al acestor deosebit de profunde legi ale fizicii, dacă nu aveţi capacitatea reală de a înţelege (formule fizico-matematice sunt "înţelese"/ reţinute de aproape toţi "cei cu pregătire" dar cu înţelegerea "se stă puţin mai nasol").

Dar ei, cei care înţeleg chiar şi acest prim pas (pe lângă teoria relativităţii şi celelalte teorii de bază, fie şi newtoniene), ne asigură că toate acestea sunt reale, dar greu de înţeles, acceptat, etc. în drumul lor spre unificarea teoriilor într-una singură, în "ecuaţia lui Dumnezeu"...

În ideea acceptării efortului lor (şi a capacităţilor lor) stă istoria ultimilor 200 de ani în care eforturile de a înţelege universul au tendinţa de a converge către un singur punct (şi asta în cel mai cert mod cu putinţă). Întregul scop al fizicii fundamentale este de a vedea din ce în ce mai multe din fenomenele lumii (şi ale universului) cu ajutorul unor teorii din ce în ce mai simple şi mai puţine (eventual una singură). Să încercăm să clarificăm "câte unele" renunţând la "gluma" mea cu înţelegerea...

Aşadar, această teorie (a stringurilor) afirmă că, tot ceea ce există în univers, de la cea mai mică particulă până la întregul univers, în sine, este compus dintr-un singur tip de "manifestare" (ingredient): fire de energie inimaginabil de mici, sub forma unei linii (corzi - în engleză, string) care vibrează şi, funcţie de vibraţia existentă, dă naştere unui element de manifestare materială.

Evident, ele vibrează într-o multitudine de moduri pentru a crea toate manifestările materiale (percepute şi nepercepute, eventual şi antimateriale) existente în universul nostru, curent zilelor noastre.

Teoria corzilor este încă la începuturile sale dar ne oferă o nouă imagine, unificată a tot ceea ce ne înconjoară. Dar, acest statut "de început", de "percepere" a manifestării vibratorii, are un preţ: 6 teorii "de bază", universuri paralele (după cum am văzut şi în postarea anterioară) şi 11 dimensiuni de manifestare.

Cunoaşterea noastră, de moment, prin "pârghii" matematice sau fizice, a ajuns la acest impas (unde mai pui că sunt deja 6 teorii ale corzilor care au "perfectă dreptate", explicând diferite "regiuni vibratorii" ale universului cunoscut de noi). Avem, astfel, un "ceva" care iese din teritoriul ştiinţei, cu mijloacele ştiinţei, şi pare mai mult filozofie, un ceva care ne "arată" că universul este un loc mai ciudat decât îşi pot imagina majoritatea dintre noi.

Dar, într-un fel, pentru a înţelege cât de cât ceva, este bine să parcurgem istoria descoperirilor (cu adevărat importante) care au dus la ideile noastre "cuantice" de acum!

Totul a început cu un măr care a căzut dintr-un copac (în anul 1665), alţii spun că a început cu un sul de hârtie scăpat de Isaac Newton în timp ce se deplasa într-o trăsură (mărul fiind doar „ficţiune”, un fel de analogie cu "mărul Evei").

Important este că, a început cu o cădere a ceva. "Observaţia" sa nu a plecat de la întrebarea ce face mărul să cadă (care a fost "scânteia") ci, de la dorinţa de a putea înţelege mecanismele care fac stelele, planetele, etc. să se comporte aşa cum o fac ele.

Şi, astfel, a descoperit gravitaţia şi a emis teoria gravitaţională. Acesta a fost primul pas spre ceea ce va fi tendinţa de unificare a teoriilor în fizică. Pentru acele vremuri proclamarea forţei gravitaţionale a fost o adevărată revoluţie, mai ales că "asocia" acestui "comportament fizic” atât căderea unui obiect pe pământ cât şi mişcarea astrelor.

Astfel, cu o singură lege, Newton a unificat cerul cu pământul într-o singură teorie denumită de el "gravitaţie" - G. Astfel, gravitaţia a fost prima forţă care a fost înţeleasă ştiinţific, ecuaţiile sale fiind utilizate şi în zilele noastre. De fapt, oamenii de ştiinţă nu au avut nevoie decât de ecuaţiile lui Newton pentru a "trasa" cursul primei navete care a dus omul pe lună.

Totuşi, exista o problemă. În timp ce legile sale au descris puterea gravitaţiei cu mare acurateţe, Newton habar nu avea despre cum funcţionează gravitaţia. Timp de aproape 250 de ani, oamenii de ştiinţă nu au fost "deranjaţi" de acest lucru cu toate că, ei au căutat "detalii", cu mult timp înainte de Einstein. Şi, astfel, aventura unificării teoriilor fizice a continuat.

Apoi, pe la mijlocul anilor 1800, electricitatea şi magnetismul atrăgeau interesul oamenilor de ştiinţă. Aceste două forţe păreau să aibă o relaţie ciudată, de dependenţă şi determinare reciprocă (prin experimente cunoscute la acel moment cum ar fi: un curent electric ce trece printr-o spiră metalică determină apariţia unui câmp magnetic sau un magnet ce trece prin interiorul unei spire metalice determină apariţia unui curent electric), sesizată şi exploatată, de exemplu, de Samuel Morse. El, la realizarea telegrafului, a trimis semnale electrice către un magnet aflat la mii de kilometri depărtare şi, astfel, am avut la dispoziţie telegraful, cu toate că mecanismul acestuia era un mister.

Acest mister a fost rezolvat de James Clerk Maxwell, relaţia dintre electricitate şi magnetism fiind clar unificabilă (el a observat că, în timpul furtunilor cu fulgere - manifestări electrice - acul busolei "o lua razna" datorită manifestărilor magnetice). Astfel, Maxwell a reuşit să identifice un set "elegant" de 4 ecuaţii matematice care unificau electricitatea cu magnetismul într-o singură forţă ce va fi denumită electromagnetism.

Acesta devine primul exemplu de "conexiune", a unor forţe diferite care au o bază comună, într-o singură teorie, într-un principiu unic, lansând practic conceptul de unificare a tuturor conceptelor într-unul singur.

Pasul următor a fost făcut de Albert Einstein care a venit şi a completat conceptul newtonian al gravitaţiei şi ne-a făcut să înţelegem ce este, de fapt, gravitaţia.

Undeva, pe la începutul anilor 1900, Einstein, un funcţionar necunoscut care muncea la biroul său de la Oficiul de Patente din Elveţia, în timp îşi făcea treaba la aplicaţiile de patentare, el "studia" comportamentul luminii. Meditaţia sa cu privire la aceasta va fi cea care îl va face să "rezolve" o mare parte din misterul "lăsat" de Newton.

Şi, la doar 26 de ani, Einstein a făcut o descoperire uimitoare, că viteza luminii este un fel de limită cosmică de mişcare, ce nu poate fi depăşită. Atunci şi-a dat seama că, ce a descoperit se contrazicea cu teoria gravitaţiei. Problema era că, ideea potrivit căreia nimic nu se poate deplasa mai repede decât viteza luminii "contrazicea" legile lui Newton.

Pentru a înţelege care este contradicţia trebuie imaginată situaţia în care Soarele ar dispărea instantaneu (bine, este imposibil acest lucru, dar consideraţiile vor releva contradicţia). În matematică acest „procedeu” se numeşte „reducere la absurd”…

Potrivit teoriilor lui Newton, planetele lipsite de "suportul" (atracţia) gravitaţional al Soarelui, ar ieşi imediat din orbitele lor intrând într-o deplasare în linie dreaptă conformă momentului în care au pierdut "suportul" gravitaţional (atracţia gravitaţională a Soarelui fiind cea care păstrează planetele în orbitele lor circulare, mă rog, eliptice).

Newton, prin teoria sa, postulează că, forţa gravitaţională acţionează instantaneu de-a lungul oricărei distanţe şi, astfel, efectul ar fi cel descris mai înainte. Dar Einstein, care ştia că viteza maximă este cea a luminii, a înţeles că, un efect de pierdere a suportului gravitaţional nu poate fi resimţit mai repede de puţin peste 8 minute, cât îi ia luminii (sau întunericului indus de lipsa Soarelui, de lipsa emisiei de lumină a acestuia, în cazul exemplului considerat de noi) să ajungă de la Soare la Terra.

Şi, a venit momentul în care s-a pus întrebarea: "Dacă teoria lui Newton a fost greşită, cum de sunt aşezate planetele astfel?". Einstein trebuia să rezolve această problemă.

Şi, când se apropia de 30 de ani a trebuit să vină cu o nouă imagine a universului, în care gravitaţia să nu depăşească viteza maximă universală, cea reprezentată de viteza lumini. Şi, după 10 ani de muncă a găsit răspunsul într-un nou gen de unificare.

Einstein a ajuns să creadă că cele 3 dimensiuni ale spaţiului (universului) şi dimensiunea timpului sunt unite într-o singură structură denumită de el "spaţiu-timp".

Spera că, prin înţelegerea acestui "întreg" se poate vorbi despre lucruri care se mişcă pe suprafeţe ale acestei structuri spaţiu-timp. Asemenea suprafeţei unei trambuline elastice (de formă plană), această structură este deformată şi întinsă de obiecte (formând un fel de "pâlnie" într-un punct de prezenţă materială), în funcţie de dimensiunile de masă ale acestora.

Şi, această deformare, sau curbare (distorsiunea, cum am denumit-o în postarea anterioară) a spaţio-timpului creează ceea ce denumim noi ca fiind gravitaţie. Astfel, planetele nu sunt "ţinute" pe loc de atracţia gravitaţională pentru că ele urmează curburile (prezente pe marginile "pâlniei", la diverse nivele de interacţiune în funcţie de masele obiectelor ce interacţionează) din structura spaţiu-timp cauzate de prezenţa Soarelui.

Astfel, în experimentul sugerat, cel cu dispariţia Soarelui, s-ar provoca o undă asemenea celor de pe un lac, de revenire a curburii provocate de Soare (de la Soare, ca centru de manifestare, spre exterior), la orizontală (către o suprafaţă plană, neafectată de distorsiunea spaţiu-timp indusă de Soare), undă care s-ar deplasa până ce va atinge Pământul, care, din acel moment va intra într-o deplasare liniară (conformându-se, dacă se poate spune astfel, legilor fizicii newtoniene).

Mai mult, Einstein a calculat că aceste unde gravitaţionale călătoresc exact cu viteza luminii. El a denumit această "imagine nouă" a gravitaţiei ca fiind "relativitatea generală".

Apoi a intervenit dorinţa lui Einstein de a unifica teoria gravitaţională (G) cu cea a electromagnetismului (EM), el fiind unul dintre fizicienii care, declarat, dorea să ştie cum gândeşte (cum a gândit) Dumnezeu, adică să aibă imaginea de ansamblu.

Ce l-a făcut să creadă cu toată fiinţa că unificarea este "reală"?!? Ei bine, faptul că, gravitaţia acţiona cu viteza luminii iar lumina este o manifestare electromagnetică, fiind clar un fel de manifestare a unei simetrii (destul de simplu, nu-i aşa?).

Dar, principala problemă de care s-a lovit a fost reprezentată de diferenţele de "putere" între cele două forţe, gravitaţia fiind, de fapt, infimă, de miliarde de ori mai mică, comparativ cu electromagnetismul, şi astfel, devenind obstacole de netrecut care umbreau asemănările dintre ele.

De fapt, pentru a înţelege această diferenţă, trebuie să vă imaginaţi că, gravitaţia reuşeşte să "atragă" datorită faptului că acţionează "datorită şi asupra" unor cantităţi imense de materie, al căror efect cumulat poate da "percepţia" acestei forţe.

Voi merge mai departe imaginând un fel de exemplu din care să vă daţi seama de diferenţele dintre aceste forţe. De exemplu, faptul că Dumneavoastră staţi în picioare pe pământ se datorează într-o mică măsură gravităţii, care vă trage spre centru aglomerării de masă reprezentate de Terra, către un aşa-numit centru de gravitaţie.

Dacă gravitaţia ar fi fost cât de cât comparabilă cu forţa electromagnetică, cea care ţine materia în forma sa şi se opune trecerii noastre prin ea, cea care ne reţine să mergem spre centrul de gravitaţie, atunci, evident, am da la o parte, la propriu, materia care se "opune" electromagnetic şi am înainta spre centrul de gravitaţie, eventual ne-am opri undeva, la o distanţă de acest centru, unde forţa gravitaţională ar fi comparabilă cu forţa electromagnetică care ţine materia în forma sa şi se opune trecerii noastre prin ea.

Imaginându-vă trecerea printr-un lichid (apă sau aer/ gaz), evident că această trecere ar fi mai uşoară şi atunci forţele ar fi cât de cât comparabile. Dar aerul şi apa sunt forme materiale "rarefiate", dacă pot spune acest lucru, în care forţele electromagnetice sunt minime.

Dar, mai simplu, gândiţi-vă că ridicaţi un măr căzut pe jos. Cât de simplu învingeţi forţa gravitaţiei ridicându-l?!? Şi asta cu ajutorul electromagnetismului din muşchii şi corpul Dumneavoastră... Oricum, matematico-fizic, s-a calculat că gravitaţia este mai mică de 10 la puterea 38 (cifra 1 urmată de 39 de zerouri) decât forţa electromagnetică...

Şi, ultimii 20 de ani de viaţă, Einstein a făcut tot ceea ce ia stat în putere pentru a găsi teoria unică, cea atât de puternică încât să fie capabilă să unifice, să descrie toate mecanismele universului, teoria "tuturor lucrurilor". Dar nu a mai reuşit...

În paralel, în anii 20, un grup de oameni de ştiinţă condus de Niels Bohr descopereau un tărâm nou al fizicii reprezentat de fizica atomică. Ei au descoperit că, atomii, consideraţi cel mai mic constituent al materiei, erau compuşi la rândul lor din particule subatomice (protoni, neutroni în jurul cărora orbitau electroni).

Teoriile existente nu funcţionau pentru a explica aceste "constatări". Era necesar să se poată explica ce se întâmplă cu nucleul în timpul interacţiunilor, iar vechile teorii erau total nepotrivite. Gravitaţia era irelevantă, fiind prea mică, iar electromagnetismul nu era suficient. Fără o teorie care să explice această lume ciudată a fost evident de ce a apărut fizica cuantică (mecanica cuantică).

A fost momentul din care fizicienii s-au împărţit în două tabere, una care foloseşte relativitatea generală pentru a studia obiectele mari şi grele precum stele, galaxii sau universul ca întreg şi alta care foloseşte mecanica (fizica) cuantică pentru a studia cele mai mici obiecte materiale precum atomii şi particulele. Ceva de genul a două familii care nu se înţeleg şi care nu îşi vorbesc niciodată, având grijă de aceeaşi copii.

Asta pentru că, mecanica cuantică era o teorie atât de radicală încât a spulberat complet modurile în care era privit universul înainte.

Teoriile lui Einstein spuneau că universul este ordonat şi predictibil dar Niels Bohr (şi grupul lui) nu mai susţinea acest lucru, la nivelul, atomilor şi particulelor, lumea fiind un haos total, un joc al întâmplării, incertitudinea fiind ceea ce stăpâneşte totul.

Cel mai bun lucru pe care îl poţi face, conform fizicii cuantice, este să prezici şansa sau probabilitatea ca un lucru sau altul să se întâmple. Astfel, s-a ajuns la concluzia că, lucrurile din "lumea cuantică" sunt complet diferite de cele cu care suntem obişnuiţi. Lumea cuantică este, la propriu, o nebunie pentru consideraţiile obişnuite, dar luând ca punct de referinţă lumea la un nivel foarte mic, atomic.

O comparaţie "utilă" ar fi să ne imaginăm că mergem la un "bar cuantic". Aici vom cere o băutură, de exemplu, suc de portocale. Atrăgătoarea barmaniţă ne va răspunde: "Voi încerca!", privindu-ne ciudat deoarece nu este obişnuită cu consumatorii care cer în mod cert ceva anume, aici totul fiind condus de şansă.

Astfel, când dorim suc de portocale există o anumită probabilitate particulară de a primi aşa ceva. Şi, dacă vom primi altceva nu este un motiv de dezamăgire, sucul de portocale fiind varianta de a-l primi într-un alt univers, paralel, real celor de acolo (sau chiar în acesta, dar cu mare "noroc" probabilistic).

Nu spuneţi "Total greşit"! Aşa ceva este dovedit ştiinţific. Sau, nu uitaţi că, Pământul era ca o farfurie şi mulţi au murit pentru că au afirmat că el este sferic! Mecanica cuantică spune de altfel că, lucruri care nu au cum să se întâmple, se pot întâmpla...

Poate, de aici, a plecat şi un fel de neînţelegere clară între fizica lui Einstein şi fizica atomică, totul fiind, de fapt, complementar, susţinându-se reciproc… Sau, poate, la acea vreme, nu erau descoperite îndeajuns de multe pentru a putea realiza compromisul, fie el şi iniţial…

Ideea (dorinţa finală) lui Einstein este continuată, şi acum, de teoreticienii fizicii cuantice prin teoria corzilor (teoria stringurilor) care ştiu că, nu totul este ordonat şi predictibil.

De exemplu, fizica cuantică a demonstrat (şi nu numai) că, există şanse ca ceva să treacă foarte uşor printr-un zid, sau ca cineva să se teleporteze într-o anumită locaţie (bineînţeles, într-o limită a probabilităţilor care, evident, este destul de mică).

Vi se mai par lucruri fără noimă (sau nu credeţi în "iluzioniştii" care fac acest lucru în mod repetat, ei descoperind care este calea de a maximiza şi/ sau controla şansele ca aceste "blasfemii" să se întâmple)?!?

Şi, dacă până şi lui Einstein i-a fost imposibil să înţeleagă lucrurile acestea (el spunea că, "Dumnezeu nu aruncă zaruri!"), de ce ar trebui să vă mai chinuiţi. Ori înţelegi, pur şi simplu, intuitiv, ori... lăsaţi-o baltă! Ideea că tot ce putem face este să calculăm şansele ca lucrurile să meargă într-o direcţie sau alta este greu de acceptat (Uşor?!? Hmmm, poate doar de pariorii înrăiţi)...

Dragoste, Recunoştinţă şi Înţelegere!

Dorin, Merticaru