Fizičar Brian Green je za kanal ted.com održao govor vezano za temu paralelnih Svemira. Ovo je traskript tog govora:

 

Pre nekoliko meseci Nobelovu nagradu iz fizike dobila su dva tima astronoma za otkriće koje je proglašeno jednim od najvažnijih astronomskih zapažanja ikada. Danas, nakon što vam ukratko objasnim šta su našli, pričaću vam o veoma kontraverznom okviru za objašnjavanje njihovog otkrića, naime mogućnost da veoma daleko od Zemlje, Mlečnog puta i ostalih udaljenih galaksija, možemo utvrditi da naš univerzum nije jedini univerzum, već je umesto toga deo ogromnog kompleksa univerzuma koji nazivamo multiverzum.

Ideja multiverzuma je čudna. Većina nas je odgajana da misli da reč “univerzum” označava sve. Namerno kažem većina nas, jer svojoj četvorogodišnjoj kćeri pričam o ovim idejama od kada se rodila. Prošle godine sam je nosio i rekao: “Sofija, volim te više od svega u univerzumu.” Ona me pogledala i rekla: “Tata, u univerzumu ili multiverzumu?” 

Ali ako izuzmemo takvo nestandardno odgajanje, teško je zamisliti druge svetove odvojene od našeg,većinu sa bitno drugačijim karakteristikama, koji bi sa pravom mogli da se nazovu posebni univerzumi. A ipak, koliko god da je ova ideja spekulativna, moj je cilj da vas ubedim da postoji razlog zašto da je shvatite ozbiljno, pošto možda bude tačna. Ispričaću priču o multiverzumu u tri dela. U prvom delu,opisaću rezultate za koje je dobijena Nobelova nagrada i naglasiću duboku misteriju koju su ti rezultati otkrili. U drugom delu, dajem rešenje ove misterije. Ono se zasniva na pristupu nazvanom teorija struna i tu se ideja o multiverzumu uključuje u ovu priču. Na kraju, u trećem delu, opisaću kosmološku teoriju koja se zove inflacija, koja će spojiti sve delove priče.

Ok, prvi deo počinje 1929. kada je veliki astronom Edvin Habl shvatio da se sve daleke galaksije brzo udaljavaju od nas i time je utvrdio da se sam svemir širi, da se proširuje. To je bilo nešto revolucionarno.Tada je bilo uvreženo mišljenje da je u najvećoj meri svemir statičan. Ali ipak, u jedno su svi bili sigurni:širenje mora da se usporava. Kao što sila teže Zemlje usporava uspon jabuke bačene uvis, tako sila težnje svake galaksije koja utiče na sve ostale mora da usporava širenje svemira.

Sada hajde da uzbrzamo do 1990-ih kada su ta dva tima astronoma koje sam spomenuo na početku,inspirisana ovim razmišljanjem, izmerila stopu po kojoj se širenje usporava. To su učinili mukotrpnim zapažanjima brojnih udaljenih galaksija, što im je omogućilo da prate kako se stopa širenja promenila tokom vremena. I evo iznenađenja: utvrdili su da se širenje ne usporava. Umesto toga utvrdili su da se ubrzava, da je sve brže i brže. To je kao da bacite jabuku na gore i ona se sve više ubrzava. Kada biste videli jabuku da se tako kreće, hteli biste da znate zašto. Šta je gura na gore?

Slično tome, rezultati astronoma su sigurno zaslužili Nobelovu nagradu, ali postavljaju analogno pitanje.Koja sila utiče na sve galaksije da se međusobno udaljavaju sve većom brzinom? Odgovor koji najviše obećava je stara Ajnštajnova ideja. Vidite, svi smo navikli na gravitaciju kao silu koja radi jednu stvar,međusobno privlači stvari. Ali prema Ajnštajnovoj teoriji gravitacije, njegovoj opštoj teoriji relativiteta,gravitacija može takođe da razdvaja stvari.

Kako? Prema Ajnštajnovoj matematici, ako je svemir uniformno popunjen nevidljivom energijom, nečemu nalik uniformnoj, nevidljivoj magli, onda gravitacija koju ta magla generiše mora da bude odbojna,odbojna gravitacija, što je upravo to što nam treba da objasnimo ova zapažanja. Jer odbojna gravitacijanevidljive energije u svemiru — koju sada zovemo tamnom energijom, ovde sam je prikazao dimno-belom tako da možete da je vidite – njena odbojna gravitacija bi uticala na to da se svaka galaksija odbija od svih ostalih i tako ubrzava širenje, a ne usporava. I ovo širenje predstavlja veliki napredak.

Ali obećao sam vam misteriju u prvom delu. Evo je. Kada su astronomi izračunali koliko te tamne energijemora da prožima prostor da bi se kosmos ubrzao, otkrili su sledeće. Ovo je mali broj. Izražen u relevantnoj jedinici, on je spektakularno mali. Misterija je objasniti ovaj čudan broj. Želimo da ovaj brojnastane iz zakona fizike, ali do sada to nikome nije uspelo.

Možete se zapitati, zašto je to važno? Možda je objašnjenje ovog broja samo tehničko pitanje, tehnički podatak zanimljiv stručnjacima, bez važnosti za nas ostale. To svakako jeste tehnički podatak, ali neki podaci stvarno jesu važni. Neki podaci daju uvid u neistražene svetove realnosti i ovaj čudan broj možda upravo to čini, jer kao jedini način koji je do sada to uspešno objašnjavao, poziva se na mogućnost postojanja drugih univerzuma – ideja koja prirodno proističe iz teorije struna, što me uvodi u drugi deo: teoriju struna.

Zato nemojte zaboraviti negde u pozadini misteriju tamne materije, dok vam budem pričao o tri ključne stvari teorije struna. Kao prvo, šta je to? To je pristup ka ostvarivanju Ajnštanovog sna o jedinstvenoj teoriji u fizici, jednom sveobuhvatnom okviru koji bi mogao da opiše sve sile koje deluju u univerzumu.Centralna ideja teorije struna je prilično jednostavna. Ona kaže da ako ispitujete bilo koji delić materije sve detaljnije, prvo ćete naći molekule, a onda atome i subatomske čestice. Prema ovoj teoriji, ako biste mogli da ispitujete još sitnije nego što možemo postojećom tehnologijom, našli biste još nešto u ovim česticama – sićušno, vibrirajuće vlakno energije, sićušnu vibrirajuću strunu. I baš kao strune na violini, one mogu da vibriraju na različite načine proizvodeći različite muzičke note. Ove male fundamentalne strune,kada vibriraju na različite načine, proizvode različite vrste čestica — tako se elektroni, kvarkovi, neutrini, fotoni, sve ostale čestice ujedinjuju u jedan okvir, pošto svi proističu iz vibrirajućih struna. To je zanimljiva slika, neke vrste kosmičke simfonije, gde svo bogatstvo koje vidimo u svetu oko nas nastaje iz muzikekoje ove sićušne strune mogu da sviraju.

Ali postoji cena ovog elegantnog ujedinjenja jer su godine istraživanja pokazale da matematika teorije struna ne funkcioniše baš sasvim. Postoje interne nedoslednosti, osim ako dopustimo nešto potpuno nepoznato — dodatne dimenzije prostora. Svi znamo za tri standardne dimenzije prostora. Možete ih zamisliti kao visinu, širinu i dubinu. Ali teorija struna kaže da na fantastično maloj skali, postoje dodatne dimenzije zgužvane na tako malu veličinu da ih nismo detektovali. Ali čak iako su dimenzije skrivene, one bi uticale na stvari koje možemo primetiti jer oblik dodatnih dimenzija ograničava kako strune vibriraju. A u teoriji struna, vibracije određuju sve. Tako bi masa čestica, jačina sila i najvažnije, količina tamne materije bila određena oblikom dodatnih dimenzija. Zato kada bismo znali oblik dodatnih dimenzija, mogli bismo da izračunamo te karakteristike, da izračunamo količinu tamne energije.

Izazov je u tome što ne znamo oblik dodatnih dimenzija. Sve što imamo je spisak kandidata oblika koje dopušta matematika. Kada su ove ideje pri put razvijene, bilo je samo oko pet različitih kandidata za oblike, pa možete zamisliti da ih analizirate jednog po jednog kako biste utvrdili da li neki daje fizičke karakteristike koje smo zapazili. Ali tokom vremena spisak se uvećao jer su istraživači našli još kandidata za oblike. Sa pet, broj je porastao na stotine i onda hiljade – Što je veliki skup, ali koji se ipak može analizirati jer ipak i postdiplomci moraju nešto da rade. A onda je spisak nastavio da raste na milione i milijarde, do danas. Spisak kandidata za oblike je otišao za oko 10 na 500.

I šta sada? Neki istraživači su se obeshrabrili i zaključili da sa toliko kandidata za oblike dodatnih dimenzija, gde svaki daje različite fizičke karakteristike, teorija struna nikada neće dati konačna predviđanja koja se mogu testirati. Ali drugi su obrnuli ovaj problem naglavačke i uveli mogućnost multiverzuma. Evo ideje. Možda je svaki od ovih oblika jednak svim ostalima. Svaki je realan kao i svaki drugi, u smislu da postoje mnogi univerzumi, svi različitog oblika, za dodatne dimenzije. Ovaj radikalni predlog je imao dubok uticaj na ovu misteriju: količinu tamne energije koju su otkrili rezultati za dobijenu Nobelovu nagradu.

Jer vidite, ako postoje drugi univerzumi i ako svaki taj univerzum ima različit oblik za dodatne dimenzije,onda će fizičke karakteristike svakog univerzuma biti različite i konkretno, količina tamne energije u svakom univerzumu će se razlikovati. Što znači da bi misterija objašnjenja količine tamne energije koju smo sada izmerili imala potpuno drugačiji karakter. U ovom kontekstu, zakoni fizike ne mogu da objasne jedan broj za tamnu materiju jer ne postoji samo jedan broj, ima mnogo brojeva. To znači da smo postavljali pogrešno pitanje. Pravo pitanje koje treba postaviti jeste, zašto se mi ljudi nalazimo u univerzumu sa određenom količinom tamne materije koju smo izmerili umesto bilo koje druge mogućnostikoja postoji?

To je pitanje sa kojim možemo da napredujemo. Jer u tim univerzumima koji imaju mnogo više tamne energije od naše, kad god materija proba da se grupiše u galaksije, snaga odbijanja tamne energije je toliko jaka da razbija tu gomilu i galaksije se ne formiraju. U tim univerzumima koji imaju mnogo manje tamne energije, dolazi do unutrašnjeg kolapsa tako brzo da se galaksije opet ne formiraju. Bez galaksija, nema zvezda, nema planeta i nema šanse da naš oblik života postoji u tim drugim univerzumima.

Zato se nalazimo u univerzumu sa određenom količinom tamne energije koju smo izmerili prosto zato što naš univerzum ima uslove koji su pogodni za naš oblik života. To bi bilo to. Misterija rešena, multiverzum nađen. Neki nisu zadovoljni ovim objašnjenjem. Navikli smo da nam fizika daje konačna objašnjenja odlika koje opažamo. Ali poenta je u tome, da ako odlika koju zapažate može da ima i ima niz različitih vrednosti u širokom predelu realnosti, onda razmišljanje o jednom objašnjenju za određnu vrednost je jednostavno neispravno.

Rani primer dolazi od velikog astronoma Johana Keplera koji je bio opsednut razumevanjem jednog drugog broja – zašto je Sunce udaljeno 150 miliona km od Zemlje. Decenijama je pokušavao da objasni ovaj broj, ali nikada nije uspeo i znamo zašto. Kepler je postavljao pogrešno pitanje.

Sada znamo da postoje mnoge planete koje su na različitim rastojanjima od svojih matičnih zvezda. Zato je nadanje da će zakoni fizike objasniti jedan određeni broj, 150 miliona km, jednostavno pogrešno.Umesto toga pravo pitanje jeste, zašto se ljudi nalaze na planeti, na određenoj udaljenosti, umesto svih ostalih mogućnosti? I opet, to je pitanje na koje možemo da odgovorimo. Sve one planete koje su mnogo bliže zvezdi poput Sunca bile bi toliko tople da naš oblik života ne bi postojao. A one planete koje su mnogo dalje od zvezde, one su toliko hladne da naš oblik života ne bi mogao da opstane. Tako da se nalazimo na planeti pri ovoj određenoj udaljenosti prosto jer nam daje uslove ključne za naš oblik života.A kada su u pitanju planete i njihova udaljenost, ovo je očigledno ispravan način razmišljanja. Poenta je,da kada su u pitanju univerzumi i tamna energija koju sadrže, to takođe može biti ispravan način razmišljanja.

Jedna ključna razlika, naravno, jeste da znamo da postoji još planeta, ali do sada smo samo spekulisali o mogućnosti da postoje drugi univerzumi. Znači da bismo sve spojili, potreban nam je mehanizam koji stvarno generiše druge univerzume. To me dovodi do mog konačnog dela, trećeg dela. Jer su takav mehanizam pronašli kosmolozi koji pokušavaju da razumeju Veliki prasak. Vidite, kada govorimo o Velikom prasku, često imamo sliku neke kosmičke eksplozije koja je stvorila univerzum i izbacila svemir napolje.

Ali postoji mala tajna. Veliki prasak izostavlja nešto veoma važno, prasak. On nam govori o tome kako se univerzum razvio nakon praska, ali nam ne daje uvid u to šta je dalo energiju samom prasku. A ova rupa je konačno popunjena boljom verzijom teorije Velikog praska. Zove se inflatorna kosmologija, koja je identifikovala određenu vrstu goriva koje bi prirodno generisalo izbijanje prostora ka spolja. Gorivo se zasniva na nečemu nazvanom kvantno polje, ali jedini podatak koji nam je važan jeste da je ovo gorivo toliko efikasno da je praktično nemoguće da se sve potroši, što znači da prema inflatornoj teoriji, Veliki prasak koji je stvorio naš univerzum verovatno nije jedinstveni događaj. Umesto toga gorivo je generisalo ne samo naš Veliki prasak, već i bezbroj drugih Velikih praskova, svaki bi stvorio svoj posebni univerzum,a naš univerzum bi bio samo jedan mehur u velikoj kosmičkoj peni za kupanje univerzuma.

Sada, kada spojimo ovo sa teorijom struna, evo slike do koje dolazimo. Svaki od ovih univerzuma ima dodatne dimenizije. Ekstra dimenzije imaju niz različitih oblika. Različiti oblici daju različite fizičke odlike. I mi smo u jednom univerzumu umesto u drugom, jednostavno jer su samo u našem univerzumu fizičke odlike, kao što je količina tamne energije, pogodne za razvoj našeg oblika života. Ovo je zanimljiva, ali veoma kontroverzna slika šireg kosmosa koju su nas najnovija zapažanja i teorija naterali da ozbiljno razmotrimo.

Ostaje jedno veliko pitanje, a to je, da li bismo ikada mogli da potvrdimo postojanje drugih univerzuma?Objasniću vam jedan način na koji bi to moglo da se dogodi. Inflaciona teorija već ima jaku podršku iz zapažanja. Jer teorija predviđa da bi Veliki prasak bio toliko intenzivan da bi se dok se svemir brzo širio,sićušni kvantni titraji mikro sveta proširli u makro svet, dajući upadljiv otisak, raspored blago toplijih tačaka i blago hladnijih tačaka, širom svemira, koji su sada zapazili jaki teleskopi. Ako idemo dalje, ako postoji još univerzuma, teorija predviđa da se svako malo ti univerzumi mogu sudariti. I ako bi naš univerzum udario drugi, taj sudar bi stvorio dodatan suptilan raspored temperaturnih varijacija širom svemira koje bismo mogli jednog dana da detektujemo. I ma koliko ova slika bila egzotična, jednog dana bi mogla biti zasnovana na opservacijama, utvrđujući postojanje drugih univerzuma.

Završiću sa bitnim implikacijama svih ovih ideja za veoma daleku budućnost. Vidite, naučili smo da naš univerzum nije statičan, da se svemir širi, da se to širenje ubrzava i da možda postoji još univerzumasamo pažljivim pregledanjem slabašnih tačaka zvezdanog svetla koje dolazi do nas iz udaljenih galaksija.Pošto se širenje ubrzava, u veoma dalekoj budućnosti te galaksije će se udaljiti toliko daleko i toliko brzoda nećemo moći da ih vidimo – ne zbog tehnoloških ograničenja, već zbog zakona fizike. Svetlost koju te galaksije emituju, čak i kada putuju pri najbržoj brzini, brzini svetlosti, neće moći da premosti sve veći jaz između nas. Zato astronomi u dalekoj budućnosti koji gledaju u dalek svemir neće videti ništa osim beskonačnog prostranstva statične, mastiljave, crne tišine. Oni će zaključiti da je univerzum statičan i nepromenljiv i nastanjen jednom centralnom oazom materije koju oni nastanjuju – slika kosmosa za koju definitivno znamo da je pogrešna.

Možda će ti budući astronomi imati dokaze prenete iz ranijeg doba, poput našeg, koji potvrđuju da se kosmos širi prepun galaksija. Ali da li će ti budući astronomi verovati u to drevno znanje? Ili će verovati u crni, statični prazni univerzum koji pokazuju njihova najnovija zapažanja? Nagađam da će biti ovo drugo.Što znači da živimo u izuzetno privilegovanom dobu, u kome su neke suštinske istine o kosmosu i dalje na dohvat ljudskog istraživačkog duha. Izgleda da možda neće uvek biti tako. Jer današnji astronomi su,usmeravajući jake teleskope ka nebu, uhvatili nekolicinu veoma informativnih fotona – vrstu kosmičkog telegrama milijardi godina u tranzitu. Poruka koja odzvanja kroz vekove je jasna. Nekada priroda štiti svoje tajne čvrstom rukom fizičkog zakona. Nekada nas prava priroda realnosti doziva negde preko horizonta.

Kris Anderson: Brajane, hvala ti. Raspon ideja o kojima si nam pričao je vrtoglav, uzbudljiv, neverovatan.Gde misliš da je kosmologija sada, sa istorijskog aspekta? Da li smo usred nečega istorijski neobičnog, prema tebi?

BG: Teško je reći. Kada saznamo da astronomi u dalekoj budućnosti možda neće imati dovoljno informacija da saznaju stvari, postavlja se pitanje, možda smo već u toj poziciji i neke duboke, ključne odlike univerzuma su već utekle našoj sposobnosti da ih razumemo zbog načina na koji se kosmologija razvija. Iz te perspektive, možda ćemo uvek postavljati pitanja i nikada nećemo moći u potpunosti da ih razumemo.

Sa druge strane, sada možemo da razumemo koliko je star univerzum. Možemo razumeti kako da razumemo podatke mikrotalasnog pozadinskog zračenja koje je poslato pre 13,72 milijardi godina –danas možemo da izračunamo kako da predvidimo kako će izgledati i poklapa se. Tako mi svega! To je neverovatno. Sa jedne strane, potpuno je neverovatno dokle smo stigli, ali ko zna na kakve prepreke možemo naići u budućnosti.

Izvor: https://www.ted.com/talks/brian_greene_why_is_our_universe_fine_tuned_for_life/transcript?language=sr#t-86000

Advertisements