ΧΡΟΝΟΣ και προ-ΣΥΜΠΑΝ

Δύο από τα μεγαλύτερα ερωτήματα-απορίες, που απασχόλησαν τους φιλοσόφους και τους επιστήμονες όλων των εποχών, είναι τα εξής: (α) Έχει ο κόσμος (το Σύμπαν) μία αρχή ή είναι αιώνιο; (β) 'Εχει ο χρόνος μία αρχή; Τα ερωτήματα αυτά απεδείχθη ότι δεν είναι ανεξάρτητα. Το δεύτερο αναφέρεται στα τοπολογικά χαρακτηριστικά του χρόνου. Μαζί με αυτό συνδέεται και το ζήτημα της φύσεως του χρόνου. Η άποψη του Νεύτωνα για τον απόλυτο χρόνο τον κάνει να είναι ανεξάρτητος από την ίδια την ιστορία του Σύμπαντος. Αυτή όμως η άποψη δεν έχει πλέον ερείσματα. 'Ετσι αναγκαστικά δεχόμαστε ότι εάν το Σύμπαν έχει μία αρχή, δηλαδή αν δεν είναι αιώνιο, αλλά κάποτε, με κάποιο τρόπο, δημιουργήθηκε, τότε και ο χρόνος θα πρέπει να έχει μια αρχή. Στο σημείο αυτό ο Prigogine αναρωτιέται: «Πώς όμως να αντιληφθούμε αυτήν την αρχή (του χρόνου); Μου φαίνεται πιο φυσικό να υποθέσω ότι η γέννηση του Σύμπαντός μας είναι ένα συμβάν μέσα στην ιστορία του κόσμου και συνεπώς οφείλουμε να αποδώσουμε σ' αυτόν (τον κόσμο ) έναν χρόνο, ο oπoίος προηγείται της γενέσεως του Σύμπαντος». Πώς όμως εννοεί αυτήν την γέννηση του κόσμου; «Αυτή η γέννηση θα μπορούσε να είναι όμοια με μία αλλαγή φάσεως, που οδηγεί από ένα προ-Σύμπαν (που ονομάζεται επίσης "κβαντικό κενό" ή μετα-σύμπαν) στο παρατηρούμενο Σύμπαν, που μας περιβάλλει». Και ο Prigogine συνεχίζει, εκθέτοντας την γνωστή θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης: Το Σύμπαν ξεκίνησε από μία ανωμαλία(singularity), ένα σημείο, το οποίο περιέκλειε όλη την μάζα και την ενέργεια του σημερινού Σύμπαντος. Γι ' αυτήν όμως την σημειακή ανωμαλία δεν έχουμε καμία θεωρία που να μπορεί να την περιγράψει. Παρ' όλα αυτά πολλοί επιστήμονες θεωρούν την αρχή της ιστορίας του Σύμπαντος ως αρχή του χρόνου. Ακολούθως ο Prigogine θέτει το ερώτημα: «Έχει πράγματι ο χρόνος μία καθορισμένη αρχή ή είναι αιώνιος;» και συνεχίζει: «Δεν μπορούμε να ισχυρισθούμε ότι κατέχουμε την οριστική απάντηση, αλλά η δική μας διατύπωση των νόμων της Φύσης, μέσω πιθανοτήτων και όχι βεβαιοτήτων , μπορεί να συμβάλει προς αυτήν την κατεύθυνση. Η δική μας έρευνα θα ακολουθήσει έναν διαφορετικό δρόμο από εκείνον που έχουν άλλοι επιστήμονες ακολουθήσει μέχρι τώρα. Θεωρούμε την Μεγάλη Εκρηξη ως την κατ' εξοχήν μη αντιστρεπτή διαδικασία. Αυτή η μη αντιστρεπτότης θα προέκυπτε ως αποτέλεσμα της ασταθείας του προ-Σύμπαντος, μιας αστάθειας, η οποία προκαλείται από τις αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στην βαρύτητα και την ύλη. Μέσα σ' αυτήν την προοπτική, το Σύμπαν μας θα είχε δημιουργηθεί με το χαρακτηριστικό της αστάθειας. Και έννοιες, τις οποίες έχουμε αναφέρει, όπως η αυτοοργάνωση, θα μπορούσαν ομοίως να εφαρμοσθούν και στα πρώτα στάδια του Σύμπαντος». Είναι γνωστό ότι ο Einstein πίστευε ότι η διάκριση ανάμεσα στο παρελθόν και το μέλλον είναι μία ψευδαίσθηση, επειδή οι εξισώσεις των ως τότε θεωριών ήταν συμμετρικές ως προς τον χρόνο. Αυτήν την ιδέα ο Κ.Godel την επεξέτεινε ως τα έσχατα άκρα, προτείνοντας ένα κοσμολογικό μοντέλο, στο οποίο ήταν δυνατόν κάποιος να ταξιδεύσει στο δικό του παρελθόν. Αυτό προβλημάτισε πολύ τον Einstein, ο οποίος τελικώς κατέληξε στο να διατυπώσει τις αντιρρήσεις του σε μια τόσο ακραία θέση, λέγοντας ότι αυτή θα ανάγκαζε τους φυσικούς να αναθεωρήσουν τις απόψεις τους στο θέμα της μη αντιστρεπτότητας. Από την άλλη μεριά ο Hawking, εισάγοντας την έννοια του φανταστικού χρόνου, έφθασε στο να διατυπώσει την άποψη ότι, κατά τα πρώτα στάδια της Μεγάλης Έκρηξης, ο χώρος και ο χρόνος δεν μπορούσαν να διακριθούν ο ένας από τον άλλον και ο χρόνος αποκτούσε τα χαρακτηριστικά του χώρου. Ο Prigogine όμως υποστηρίζει ότι «ο χρόνος είναι αιώνιος. 'Ολοι μας έχουμε κάποια ηλικία, ο πολιτισμός μας έχει μια ηλικία, το Σύμπαν έχει και αυτό μια ηλικία, ο χρόνος όμως δεν έχει ούτε αρχή ούτε τέλος ». Εφόσον λοιπόν το Είναι, η 'Υπαρξη έχει νόημα μόνον από την στιγμή που άρχισε να υπάρχει το Σύμπαν και επειδή, σύμφωνα με τις απόψεις του Prigogine, ο χρόνος είναι αιώνιος, άρα ο χρόνος προηγείται του Είναι. Ο Einstein, με την Γενική θεωρία της Σχετικότητας και με τις εξισώσεις πεδίου, συνέδεσε την μετρική του χωροχρόνου με το συνολικό ποσό ύλης-ενεργείας του Σύμπαντος, δηλαδή έδειξε ότι η γεωμετρία του χωροχρόνου επηρεάζεται από την ύλη-ενέργεια, αλλά και οι κινήσεις των υλικών σωμάτων καθορίζονται από την γεωμετρία αυτήν. Η λύση των εξισώσεων πεδίου, που πρότεινε ο Einstein, αντιστοιχούσε σε ένα στατικό Σύμπαν, άρα ένα Σύμπαν χωρίς ιστορία, σύμφωνα με το κλασικό ιδεώδες, που περιελάμβανε την αντιστρεπτότητα των διαδικασιών, άρα την συμμετρία ως προς τον χρόνο του παρελθόντος και του μέλλοντος. Αργότερα οι Friedmann και Lemaitre έδειξαν ότι ένα τέτοιο Σύμπαν είναι εξαιρετικά ασταθές και με την παραμικρή διαταραχή θα μπορούσε να καταστραφεί. Τελικώς έχουμε φθάσει στο αποδεκτό καθιερωμένο πρότυπο της Μεγάλης Έκρηξης, το οποίο υποστηρίζεται σταθερά από κρίσιμα πειραματικά δεδομένα, όπως η πειραματική επαλήθευση του νόμου του Hubble και της ακτινοβολίας υποβάθρου των 2.7 Κ. Σύμφωνα με το πρότυπο αυτό, όπως έχουμε αναφέρει, η Μεγάλη 'Εκρηξη ξεκίνησε από μία σημειακή ανωμαλία, όπου η πυκνότητα και η καμπυλότητα του χωροχρόνου είναι άπειρες. Οι κλίμακες των μεγεθών , που εμπλέκονται με αυτήν τηνπροϊστορία του Σύμπαντος, υπολογίζονται βάσει των θεμελιωδών σταθερών της φυσικής, ήτοι της παγκοσμίου σταθεράς της βαρύτητας G, της ταχύτητας του φωτός c, και της σταθεράς του Planck h. Τα στοιχειώδη μεγέθη που υπολογίζονται από αυτές τις σταθερές είναι τα εξής: (1) Το μήκος του Planck, που είναι της τάξεως του 10 -33 cm. (2) Ο χρόνος του Planck, που είναι της τάξεως του 10 -43 sec. (3) Η ενέργεια Planck, που αντιστοιχεί σε μια θερμοκρασία της τάξεως του 1 ~2 βαθμών Kelvin. (4) Η μάζα του Planck, της τάξεως του 10 -5 gr, η οποία είναι τεράστια σε σχέση με την μάζα των στοιχειωδών σωματιδίων (π.χ., μάζα πρωτονίου: 10 -23 gr). Κατά τις πρώτες στιγμές της ζωής του Σύμπαντος, αυτό που ονομάζεται εποχή του Planck, πρέπει να κυριαρχούσαν αυτές οι τάξεις μεγέθους. Ο Ρrigοgiπe, θεωρώντας ότι σ' αυτήν την εποχή οι κβαντικές διεργασίες, μαζί με την βαρύτητα θα έπρεπε να παίζουν καθοριστικό ρόλο, εισάγει, στο σημείο αυτό, την ανάγκη της κβάντωσης της βαρύτητας, και συνεπώς και του χωροχρόνου, εγχείρημα, το οποίο, παρά τις μεγάλες προσπάθειες των επιστημόνων κατά τα τελευταία 30 και πλέον χρόνια, δεν έχει ακόμη αποδώσει το αναμενόμενο αποτέλεσμα. Για το μοντέλο του πληθωριστικού σύμπαντος ο Prigogine τονίζει πως «Τα αποτελέσματα είναι πολύ ενδιαφέροντα. Δείχνουν την δυνατότητα μιας μη αντιστρεπτής διαδικασίας που μετασχηματίζει την βαρύτητα σε ύλη. Στρέφουν επίσης την προσοχή μας στοπρο-Σύμπαν, που εδώ θα ήταν το κενό του Minkowski, σημείο αφετηρίας μη αντιστρεπτών μετασχηματισμών. Ας υπογραμμίσουμε ότι αυτό το πρότυπο δεν περιγράφει μια διαδικασία δημιουργίας εκ του μηδενός. Το κβαντ ικό κενό χαρακτηρίζεται ήδη από τις παγκόσμιες σταθερές και, εξ υποθέσεως, μπορούμε να αποδώσουμε σ' αυτές τις σταθερές τις τιμές που έχουν και σήμερα». Σε ένα άλλο σημείο του γράφει «Το ουσιώδες σημείο εδώ είναι ότι η γέννηση του Σύμπαντός μας δεν συνδέεται πλέον με μία ανωμαλία, αλλά με μία αστάθεια, ανάλογη με μία αλλαγή φάσεως ή με μία διακλάδωση». Και τονίζοντας την αναλογία ανάμεσα στην γεωμετρία και την ύλη, από τη μια, και στην ισοδυναμία μηχανικού έργου και θερμότητας, από την άλλη, δράττεται της ευκαιρίας να τονίσει την σημασία του δεύτερου θερμοδυναμικού νόμου, ο οποίος "σπάει " αυτήν την έννοια της ισοδυναμίας: το μηχανικό έργο μπορεί πάντα να μετατρέπεται σε θερμότητα, όμως το αντίστροφο δεν ισχύει. 'Ετσι και στην περίπτωση του χωροχρόνου και της ύλης: Ο μετασχηματισμός του χωροχρόνου σε ύλη αντιστοιχεί σε μία μη αντιστρεπτή εκλυτογενή διαδικασία, η οποία παράγει εντροπία. Η αντίστροφη διαδικασία, η οποία θα μετασχημάτιζε την ύλη σε χωρόχρονο, αποκλείεται. » Η γέννηση λοιπόν του Σύμπαντος οφείλεται στον μετασχηματισμό του χωρόχρονου σε ύλη και μεταφράζεται σε μία έκρηξη της εντροπίας. Οι βασικές έννοιες του Prigogine όπως το βέλος του χρόνου, η μη αντιστρεπτότητα, η πιθανότητα, οι εκλυτογενείς δομές ή δομές διασκορπισμού (dissipatives structures) και η αυτοοργάνωση, βρίσκουν εφαρμογή και στην κοσμολογία, δηλαδή στην γέννηση του Σύμπαντος.

Tο διαβασαμε εδω
ΠΗΓΗ