Κυριακή, 14 Σεπτεμβρίου 2014

O Στίβεν Χόκινγκ και το τέλος του Σύμπαντος


Την τελευταία εβδομάδα είχε κυκλοφορήσει στο διαδίκτυο ένα πλήθος από άρθρα σύμφωνα με το οποία ο Βρετανός φυσικός Στίβεν Χόκινγκ προέβλεπε πως το μποζόνιο Χιγκς θα ήταν η αιτία που  το Σύμπαν θα καταρρεύσει.

Πρόκειται ασφαλώς για μία παράφραση αυτού που πραγματικά εννοούσε ο διάσημος επιστήμονας, ο οποίος σε μία πρόσφατη δημόσια τοποθέτησή του διατύπωσε την άποψη πως εάν οι μάζες του σωματιδίου Χιγκς και ενός ακόμη σωματιδίου που ονομάζεται κορυφαίο κουάρκ είναι όντως αυτές που μετρούν τα πειράματα σωματιδιακής φυσικής τότε το Σύμπαν είναι σε μία ‘μεταευσταθή’ κατάσταση. Τι ακριβώς όμως σημαίνει αυτό για το Σύμπαν που ζούμε;

Μία μπάλα που βρίσκεται στην επιφάνεια ενός τραπεζιού είναι σε μία ευσταθή κατάσταση: δεν θα πάει πουθενά από μόνη της. Εάν προσπαθήσουμε να την ισορροπήσουμε επάνω στο δάχτυλό μας, ακόμη και εάν στιγμιαία το καταφέρουμε, γρήγορα η μπάλα θα κυλήσει προς κάποια κατεύθυνση, κάτι που θα περιγράφαμε ως ασταθή κατάσταση. Μεταευσταθής είναι μία κατάσταση που βρίσκεται στο ενδιάμεσο: είναι σταθερή όσο δεν υπάρχουν αρκετά ισχυρές δυνάμεις ώστε να την ταρακουνήσουν.

Πως σχετίζονται αυτά με το Σύμπαν; Το Σύμπαν –και όλα τα πράγματα μέσα σε αυτό- έχει την τάση να «προτιμά» τις καταστάσεις ελάχιστης ενέργειας. Όπως και μία μπάλα στην πλαγιά ενός βουνού θα κυλήσει μέχρι να βρει μία πεδιάδα (με μικρότερη δυναμική ενέργεια από την αρχική) έτσι και από τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης και έπειτα, το Σύμπαν υιοθετεί καταστάσεις που ελαχιστοποιούν την ενέργειά του.

Παραβλέψαμε όμως μία μικρή λεπτομέρεια: υπάρχουν μικρότερες πεδιάδες που δεν βρίσκονται στην ελάχιστη δυνατή ενέργεια, αλλά κάπου ενδιάμεσα, είναι δηλαδή αυτό που στα μαθηματικά αποκαλούμε τοπικό ελάχιστο. Έτσι για παράδειγμα το Σύμπαν, καθώς διαστελλόταν και η θερμοκρασία του μειωνόταν, θα μπορούσε να έχει «καθίσει» σε ένα τοπικό ελάχιστο της ενέργειάς του, σε μία μεταευσταθή κατάσταση δηλαδή από την οποία ένα ταρακούνημα θα μπορούσε να το βγάλει. Σύμφωνα με το Χόκινγκ οι τιμές της μάζας του Χιγκς και του κορυφαίου κουάρκ συναινούν υπέρ αυτής της άποψης.

Συμπεριλαμβάνοντας σε αυτό το απλουστευμένο παράδειγμα και τους νόμους της κβαντικής μηχανικής, οι οποίοι επιτρέπουν ακόμη και δίχως ισχυρό ταρακούνημα, την έξοδο από ένα τέτοιο ‘πηγάδι δυναμικού’ μέσω ενός κβαντικού τούνελ, ο Χόκινγκ προέβλεψε πως υπάρχει μία μη μηδενική πιθανότητα το Σύμπαν να αρχίσει να κατρακυλάει ξανά.

Τι θα γινόταν σε αυτή την περίπτωση; Κανείς δε μπορεί να ξέρει, εάν και το μόνο σίγουρο είναι πως όλοι οι νόμοι της Φύσης όπως τους γνωρίζαμε θα άλλαζαν στη στιγμή και κατά πάσα πιθανότητα ό,τι παρατηρούμε γύρω μας θα διαλυόταν. Εάν πάντως συλλογιστεί κανείς πως ακόμη και εάν το Σύμπαν είναι σε μία μεταευσταθή κατάσταση, παραμένει έτσι εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, τότε συνειδητοποιεί πως δεν υπάρχει και κάποιος ιδιαίτερος λόγος να ανησυχεί για ένα ενδεχόμενο όπως αυτό που περιγράφεται παραπάνω.




ΠΗΓΗ

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου