Σχετικότητα και προεκτάσεις

μαύρη τρύπαΌταν η προγιαγιά μου πληροφορήθηκε κάποτε από τον πατέρα μου πως η γη είναι σφαιρική απάντησε: «Εμένα βρήκες να κοροϊδέψεις παιδάκι μ'; Κι αυτοί που ν' από κάτω, πως δεν πέφτουν;» Κάπως έτσι έμοιαζε και η αντίδραση της επιστημονικής κοινότητας όταν το 1905 ο Einstein παρουσίασε τη νέα του θεωρία, τότε, τη θεωρία της σχετικότητας.

Την εποχή που οι επιστήμονες είχαν φτάσει σ' αδιέξοδα από τις αντιφάσεις πειραματικών τους δεδομένων ένας νεαρός και άσημος υπάλληλος του γραφείου ευρεσιτεχνιών της Βέρνης ήρθε ν' ανατρέψει το πως αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο μυαλό το σύμπαν στο οποίο υπάρχει. Απελευθερωμένος από τα δεσμά «προφανών αληθειών», ξανακοίταξε τις γενικές αρχές που ήταν τότε παραδεκτές προσπαθώντας ν' αποφασίσει τί θα κρατήσει και τί θ' απορρίψει. Τα αποτελέσματα ήταν συγκλονιστικά. Και πριν αναφερθώ σε κάποιες εξωφρενικές προεκτάσεις τους, θα επιχειρήσω την ύβρη συγχωνεύοντας ένα από τα μεγαλύτερα οικοδομήματα της ανθρώπινης σκέψης σε λίγες παραγράφους.

Ας φανταστούμε πως ο αναγνώστης είναι όρθιος δίπλα στις γραμμές του τραίνου, με το μέτωπο προς την κατεύθυνση της κίνησης του τραίνου. Εγώ είμαι μέσα στο τραίνο με το μέτωπο προς την ίδια κατεύθυνση. Αν ο καθένας μας τρέξει προς τα εμπρός με την ίδια ακριβώς ταχύτητα είναι προφανές ότι εγώ θα ταξιδεύω ταχύτερα καθώς θα «έχω» ήδη και την ταχύτητα του τραίνου. Σύμφωνοι; Ωραία. Αν τώρα υποθέσουμε ότι μπορούσαμε να τρέξουμε με την ταχύτητα του φωτός, εγώ θ' αποκτούσα λίγο μεγαλύτερη από αυτήν του αναγνώστη για τον ίδιο λόγο. Σωστά; Λάθος! Μια από τις «προφανείς αλήθειες» που απέρριψε ο Einstein για να υπερβεί τα αδιέξοδα ήταν κι αυτή που μας οδήγησε στο προηγούμενο (κι αποδεδειγμένα λανθασμένο) συμπέρασμα. Μάλιστα, η πρώτη γενική αρχή που δέχτηκε είναι ότι η ταχύτητα του φωτός είναι ίδια προς όλους τους παρατηρητές (ανεξάρτητα από την σχετική τους ταχύτητα) κι ανεξάρτητη απ' την ταχύτητα της πηγής (π.χ. ανεξάρτητα αν εκπέμπεται από το τραίνο ή όχι)! Δεν καταλάβατε τίποτα, αλλά δεν πειράζει. Και εγώ έκανα πολύ καιρό να καταλάβω.

Έχοντας λοιπόν σαν δεδομένο αυτό και με μόνες αρχές τα αξιώματα που προέκυπταν απ' το πείραμα, άρχισε να οικοδομείται η Φυσική του 20ου αιώνα. Βρεθήκαμε να συνειδητοποιούμε ότι η χρονική διάρκεια ενός γεγονότος μας φαίνεται (ας πούμε πως «είναι») μεγαλύτερη όταν συμβαίνει σε κάτι (ή κάποιον) που κινείται ως προς τους εαυτούς μας. Αντίστροφα, το μήκος των αντικειμένων μικραίνει με την αύξηση της ταχύτητας των σωμάτων ενώ η μάζα αυξάνεται! Βέβαια, στην καθημερινή μας εμπειρία αυτά τα γεγονότα δεν γίνονται αντιληπτά. Αυτό όμως οφείλεται στο ότι οι ταχύτητες με τις οποίες «συναλλασσόμαστε» είναι ελάχιστες σε σύγκριση μ' αυτήν του φωτός και τα φαινόμενα είναι τόσο ανεπαίσθητα που δεν θα μπορούσαμε να τα διακρίνουμε.

Αλλά και πέρα απ' αυτές τις διαπιστώσεις δόθηκε και μια νέα αντίληψη για το χώρο και τον χρόνο που δεν αντιμετωπίζονται πλέον σαν δύο ανεξάρτητες πραγματικότητες, αλλά σαν μια ενότητα, τον χωρόχρονο. Όσο για τη μάζα και την ενέργεια, αποδεικνύεται ότι «όπως» το υγρό νερό κι ο πάγος δεν αποτελούν παρά διαφορετικές εκφάνσεις της ίδιας ουσίας (Η20), έτσι και η ενέργεια διαφέρει μόνο ως προς τη μορφή της με τη μάζα. Σας τά 'πα όλα μαζεμένα και φοβάμαι πως θ' αντιδράσετε σαν την προγιαγιά μου. Παρ' όλ' αυτά, παίρνω θάρρος και συνεχίζω.

Σ' όλη αυτή τη θεωρία υπήρχε ένα σημαντικό πρόβλημα. Κι αυτό ήταν πως ο νόμος της Βαρύτητας ήταν ασυμβίβαστος με τις αρχές της. Ο πιο απλός τρόπος για να το δούμε αυτό είναι επισημαίνοντας πως ο νόμος αυτός συνεπάγεται ακαριαία (δηλ. με άπειρη ταχύτητα) μετάδοση των δυνάμεων ενώ οι αρχές της σχετικότητας θεωρούν ότι η ταχύτητα του φωτός είναι ανυπέρβλητη. Έτσι το 1917 ο Einstein συμπλήρωσε τη θεωρία του παρουσιάζοντας τη γενική θεωρία της σχετικότητας. Κατέληξε στο συμπέρασμα πως αν εγώ βρίσκομαι μακριά από ένα πεδίο βαρύτητας, βλέπω τα γεγονότα που συμβαίνουν κοντά σ' αυτό να εκτυλίσσονται βραδύτερα και τα μήκη των αντικειμένων να γίνονται μικρότερα. Λόγω αυτής της «συστολής» των μηκών οι συνήθεις γεωμετρικές σχέσεις δεν ισχύουν πια δηλ. η Ευκλείδεια γεωμετρία παύει να ισχύει. Μπορούμε δηλαδή να πούμε ότι η μάζα «παραμορφώνει» (καμπυλώνει) το χώρο!


Στο ψητό τώρα... θα ξεπεράσω γρήγορα τις κλασικές πλέον εφαρμογές της θεωρίας στις οποίες π.χ. ένας αστροναύτης ταξιδεύοντας με τεράστια ταχύτητα (ή και με τη βοήθεια μιας μαύρης τρύπας), επιστρέφει μετά από κάποια χρόνια και βρίσκει τον εαυτό του στην εποχή του 5.000μ.Χ.. Οι προοπτικές αυτές δεν είναι σενάρια επιστημονικής φαντασίας αλλά μόλις αποκτήσουμε τα κατάλληλα τεχνικά μέσα θα γίνουν πραγματικότητα. Το τρελό της υπόθεσης είναι πως αυτό δεν είναι παρά η κορυφή του παγόβουνου...

Μια από τις επιτυχίες της θεωρίας ήταν η πρόβλεψη της ύπαρξης της μαύρης τρύπας. Μαύρη τρύπα σχηματίζεται όταν ένα άστρο συνθλίβεται κάτω από το ίδιο του το βάρος. Υπερνικούνται οι δυνάμεις που κρατούν τα ηλεκτρόνια μακριά από τον πυρήνα των ατόμων και στη συνέχεια συνθλίβονται οι ίδιοι οι πυρήνες. Όλη η μάζα του άστρου συγκεντρώνεται τότε σ' ένα σημείο. Υπό τέτοιες συνθήκες οι συνήθεις νόμοι της Φυσικής καταργούνται. Ο χρόνος και ο χώρος όπως τον γνωρίζουμε παύει να υφίσταται. Κι ακριβώς αυτό το σημείο κρύβει μια μακρινή μεν, αλλά πιθανή προοπτική για ταξίδι επιστροφής στο παρελθόν. Ας δούμε γιατί.

Ακόμη και με τα δεδομένα της Σχετικιστικής θεωρίας το ενδεχόμενο της χρονικής αναστροφής παραμένει δυσπρόσιτο. Για να ανοιχτούν διέξοδοι σ' αυτήν την προοπτική χρειαζόμαστε κάτι πέρα από τη συμβατική της ερμηνεία, αλλά όχι αναγκαστικά και έξω από τα πλαίσια των εξισώσεων της. Αυτό που πρέπει να βρούμε είναι ένα κενό στις εξισώσεις, μια περιοχή που δεν ισχύουν οι συμβατικοί κανόνες. Και στην πραγματικότητα ήδη διαθέτουμε ένα τέτοιο κενό: είναι η μαύρη τρύπα, στο εσωτερικό της οποίας όλα είναι πιθανά. Ας δούμε όμως κι ένα από τα παράλογα της υπόθεσης. Επιστρέφω λοιπόν στο παρελθόν, ας πούμε στο 1960. (Όσον αφορά τη μαύρη τρύπα, μιλάμε επιστροφή ύλης κι όχι ζωντανού οργανισμού στο παρελθόν.

Ας δούμε όμως ευρύτερα το θέμα). Σε μια απ' όλες τις περιπλανήσεις μου πετυχαίνω τη 10χρονη μητέρα μου κι επηρεάζω έτσι τη ζωή της ώστε να μην γνωρίσει ποτέ τον πατέρα μου. Αν ο κόσμος εκείνος είναι πραγματικός εγώ δεν θα γεννηθώ ποτέ κι επομένως δεν υπάρχω. Αν όμως δεν γεννηθώ ποτέ, δεν θα επηρεάσω τη ζωή της μητέρας μου κι επομένως κάποια μέρα θα γεννηθώ για να την εμποδίσω να με γεννήσει (!;!). Κι αν πάλι ο κόσμος αυτός του 1960 δεν είναι ο πραγματικός, τότε που βρίσκομαι;

Μια απάντηση σ' αυτό το πρόβλημα δίνει η υπόθεση των παραλλήλων συμπάντων. Η υπόθεση δηλαδή ότι ίσως υπάρχουν πολλά ή άπειρα σύμπαντα που εξελίσσονται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Σε κάποια απ' αυτά εγώ δεν πήγα στο συγκεκριμένο σχολείο, δεν πήρα τις ίδιες εμπειρίες και δεν γνώρισα τους συγκεκριμένους ανθρώπους. Σε άλλα ο Κέννεντι δεν δολοφονήθηκε ποτέ, ή ο Χίτλερ ανακάλυψε πρώτος την ατομική βόμβα, ενώ σ' άλλα δεν εμφανίστηκε ούτε καν ζωή πάνω στη γη. Εδώ βέβαια προκύπτουν σοβαρά φιλοσοφικά προβλήματα. Ποιο είναι το «πραγματικό» και το «αληθινό» σύμπαν; Ποιος είναι ο πραγματικός Δημήτρης; Και ο άλλος Δημήτρης του «γειτονικού» σύμπαντος που δεν έκανε τις ίδιες επιλογές πως σχετίζεται με μένα; Μήπως όλα τα σύμπαντα είναι αληθινά; Μήπως κανένα; Ή μήπως κι οι ίδιες έννοιες της αλήθειας και τους πραγματικού είναι σχετικές; Κι αν όλ' αυτά προξενούν έκπληξη ή και φόβο ίσως να μην είναι τίποτα μπροστά στις προοπτικές νέων θεωρητικών διερευνήσεων, που μιλούν, όχι πλέον για μια προς τα εμπρός ή πίσω κίνηση στο χρόνο, αλλά για μια κίνηση παράλληλη προς τη συμβατική ροή του χρόνου! (Αν καταλαβαίνει πλέον κανείς τίποτα, παρακαλώ, ας μου εξηγήσει και μένα...). Η πιο ανώδυνη απάντηση σ' όλα αυτά είναι το να δεχτούμε ότι το ταξίδι στο παρελθόν είναι αδύνατο. Όμως, στο βαθμό που έχουμε την τόλμη να μην αφήνουμε προβλήματα της φιλοσοφίας να οδηγούν επιστήμη σε εκβιαστικά συμπεράσματα, πρέπει να το θεωρήσουμε σαν ενδεχόμενο.

Οι προεκτάσεις της σχετικιστικής θεωρίας δεν σταματούν εδώ. Με τη υπόθεση για την ύπαρξη ταχυονίων (σωματιδίων που κινούνται ταχύτερα από το φως και αντίστροφα στο χρόνο) ανοίγεται η προοπτική του ν' αποκτούμε «εικόνες» του μέλλοντος! Μάλιστα, υπάρχουν κάποιοι σοβαροί επιστήμονες που δε δίστασαν να υποθέσουν ότι ίσως αυτό που ονομάζουμε διαίσθηση είναι μια ιδιαίτερη ικανότητα κάποιων ανθρώπων να εκλαμβάνουν τα μηνύματα αυτών των σωματιδίων. Ίσως κάποιοι παραξενεύονται, αλλά εμένα με συναρπάζει το πώς βλέπω την επιστήμη ν' απομυθοποιεί φαινόμενα της ζωής που είχαν οδηγήσει προηγούμενες γενιές σε μύθους και προκαταλήψεις. Κάποτε η φυσική ερμήνευσε το φαινόμενο του κεραυνού και έτσι αυτός έπαψε να είναι έκφραση του θυμού του Δία. Κι όταν αποκαλύφθηκε πως ο ήλιος δεν είναι παρά ένα μέσο άστρο, ήρθε φυσικό το συμπέρασμα ότι αυτός δεν θα μπορούσε να είναι Θεός. Ίσως ένα από τα μεγαλύτερα οφέλη της επιστήμης να είναι το πώς μας βοηθά να ωριμάσει η αντίληψη κι η πίστη μας για το Θεό. Γιατί, όπως παρατηρεί κι ο Ντοστογιέφσκι στους Αδελφούς Καραμάζωφ, ο άνθρωπος προτιμάει συνήθως το θαύμα και το μυστήριο από το Θεό. Κι όταν αυτό το θαύμα απομυθοποιείται, η πίστη στο Θεό γίνεται πιο ελεύθερη και πιο προσωπική. Καθίσταται πλέον θέμα αποκάλυψης και όχι πειθαναγκασμού ή λογικής αποδεικτικής διαδικασίας. Άλλωστε η μεγαλύτερη ένδειξη της ύπαρξης κάποιου Θεού για μένα δεν είναι ούτε τα ασύλληπτα μυστήρια του σύμπαντος, ούτε η σοφία των νόμων που το διέπουν, αλλά η ίδια μιας η δίψα να τον αναζητήσουμε. Γιατί δυσκολεύομαι να καταλάβω πώς οποιαδήποτε δίψα θα μπορούσε ν' αναφέρεται στο κενό.