|
 ΑΝ
ΕΙΣΑΣΤΕ ΜΙΑ ΧΟΡΔΗ, ο χωροχρόνος μπορεί
να έμοιαζε κάπως έτσι: 6 επιπλέον
διαστάσεις τυλιγμένες στη μορφή που
ονομάζεται Calabi-Yau.
Όλα αυτά όμως άλλαξαν με την εργασία
του Juan Maldacena του Ινστιτούτου
προχωρημένων σπουδών του Princeton, στην
οποία βρήκε ένα εκπεφρασμένο
παράδειγμα μέσα στη θεωρία χορδών όπου
η φυσική μέσα στην αρένα που εμείς
αντιλαμβανόμαστε να συμβαίνουν τα
γεγονότα - θα ήταν ακριβώς ένας
κατοπτρισμός της φυσικής που ισχύει σε
μια συνοριακή επιφάνεια. Δεν θα υπήρχε
καμιά διαφορά στην ικανότητά μας να
περιγράψουμε σωστά την εξέλιξη των
φαινομένων, όποια από τις δύο φυσικές
και αν ακολουθούσαμε, αλλά παρόλα αυτά
οι νόμοι στις δύο φυσικές θα ήταν
τελείως διαφορετικοί. Οι μεν θα ίσχυαν
στις 5 διαστάσεις , οι δε στις 4. Έτσι, και
αυτός ακόμα ο αριθμός των διαστάσεων
μοιάζει να είναι κάτι στο οποίο δεν
μπορούμε να βασιστούμε, γιατί μπορεί να
υπάρχουν εναλλακτικές περιγραφές που
θα περιγράφουν με ακρίβεια τη φυσική
που παρατηρούμε.
Έτσι στο μυαλό μου, η ολογραφική αρχή
κάνει τώρα τις αφηρημένες ιδέες
συγκεκριμένες και πιστευτές. Ακόμα και
αν οι λεπτομέρειες της θεωρίας χορδών
αλλάξουν, νομίζω όπως και πολλοί άλλοι,
ότι η ολογραφική ιδέα θα διατηρηθεί και
θα μας καθοδηγεί. Δεν πιστεύω ότι η
ολογραφική αρχή θα είναι η μοναδική
ιδέα της θεωρίας, αλλά νομίζω ότι θα
είναι μια ιδέα κλειδί προς την εύρεση
των θεμελιωδών ιδεών της θεωρίας.
Αποτελεί ένα πολύ γενικό
χαρακτηριστικό ενός κόσμου που
εμπεριέχει την κβαντομηχανική και την
βαρύτητα.
SA: Ας μιλήσουμε για λίγο για την
κβαντική βαρύτητα με βρόχους και
κάποιες άλλες προσεγγίσεις. έχετε ήδη
περιγράψει την θεωρία χορδών ως τη μόνη
θεωρία κατάλληλη για την κβαντική
βαρύτητα. Το πιστεύετε ακόμη αυτό;
BG: Νομίζω ότι αυτό είναι το παιχνίδι με
τους περισσότερους οπαδούς στην πόλη
μας! Αλλά για να είμαστε ειλικρινείς, η
κοινότητα της κβαντικής βαρύτητας με
βρόχους έχει κάνει τεράστια πρόοδο.
Υπάρχουν ακόμα πολλές βασικές
ερωτήσεις που νομίζω ότι είναι
αναπάντητες, κάτι που βέβαια δεν με
ικανοποιεί. Αλλά είναι μια βιώσιμη
προσέγγιση και είναι σημαντικό να
υπάρχει τόσο μεγάλος αριθμός
ταλαντούχων ανθρώπων που εργάζονται
πάνω σ' αυτήν. Η ελπίδα μου - και αυτό
είναι κάτι που ο Lee Smolin του Ινστιτούτου
Perimeter στο Waterloo του Καναδά πρωταγωνιστεί-
είναι ότι τελικά αναπτύσσουμε την ίδια
θεωρία από διαφορετικές γωνίες. Τόσο
εκείνοι όσο και εμείς βρισκόμαστε σε
μια πορεία προς την κβαντική βαρύτητα
και ίσως συναντηθούμε κάπου. Διότι
αποδεικνύεται ότι αρκετά από τα δυνατά
μας σημεία είναι τα δικά τους αδύνατα
και αντίστροφα.
Μια αδυναμία της θεωρίας χορδών είναι η
λεγόμενη εξάρτηση από το υπόβαθρο.
Χρειάζεται να υποθέσουμε ότι υπάρχει
ένας χωροχρόνος μέσα στον οποίο
κινούνται οι χορδές. Θα περίμενε κανείς
ωστόσο ότι σε μια πραγματική κβαντική
θεωρία της βαρύτητας ο χωροχρόνος θα
ξεπηδούσε από τις θεμελιώδεις
εξισώσεις. Εκείνοι -οι ερευνητές της
κβαντικής βαρύτητας βρόχων -
απεναντίας έχουν μια θεμελίωση της
προσέγγισής τους ανεξάρτητη από
υπόβαθρο, όπου ο χωροχρόνος πράγματι
πηγάζει από την ίδια τη θεωρία. Από την
άλλη πλευρά εμείς μπορούμε να
προσεγγίζουμε απευθείας την γενική
θεωρία της σχετικότητας στη μεγάλη
κλίμακα μεγεθών. Την βλέπουμε μέσα στις
εξισώσεις μας. Εκείνοι έχουν κάποια
δυσκολία να φέρουν τη θεωρία σε επαφή
με τη βαρύτητα. Έτσι θα ήταν εύλογο να
ζητάμε να ενώσουμε τα ισχυρά σημεία των
δύο θεωριών.
SA: Έχει γίνει αυτή η προσπάθεια;
BG: Αργά. Υπάρχουν πολύ λίγοι άνθρωποι
που είναι εξοικειωμένοι και με τις δύο
θεωρίες. Είναι και οι δύο τους τεράστια
αντικείμενα και κανείς μπορεί να φάει
όλη του τη ζωή, κάθε λεπτό από τις
εργάσιμες μέρες του, μόνο στο
αντικείμενό του, και πάλι δεν θα
γνωρίζει κάθε τι του χώρου του. Αλλά
υπάρχουν και κάποια άτομα που αρχίζουν
και σκέφτονται και με τις δύο θεωρίες
και έχουν γίνει κάποιες συναντήσεις
μεταξύ τους.
SA: Αν υπάρχει αυτή η εξάρτηση από το
υπόβαθρο, να κατανοήσουμε πραγματικά
σε βαθύ επίπεδο τι είναι ο χώρος και ο
χρόνος;
BG: Λοιπόν, μπορούμε να ξεφύγουμε από το
πρόβλημα αυτό. Για παράδειγμα ακόμη και
με την εξάρτηση από το υπόβαθρο, έχουμε
μάθει πράγματα όπως η κατοπτρική
συμμετρία --ότι δηλαδή μπορεί να
υπάρχουν δύο χωρόχρονοι με την ίδια
φυσική. Έχουμε μάθει για την αλλαγή
τοπολογίας--ότι ο χώρος θα μπορούσε να
εξελιχθεί με τρόπους που δεν
φανταζόμαστε στο παρελθόν. Έχουμε
μάθει ότι στον μικρόκοσμο μπορεί να
ισχύει μη μεταθετική γεωμετρία, όπου οι
πολλαπλασιασμοί συντεταγμένων,
αντίθετα με τους άλλους πραγματικούς
αριθμούς, εξαρτώνται από τη σειρά με
την οποία τις πολλαπλασιάζουμε.
Μπορούμε λοιπόν να πάρουμε ενδείξεις
για το τι πραγματικά μπορεί να ισχύει
στη μικροκλίμακα. Αλλά πιστεύω ότι
χωρίς την ανεξαρτησία από το υπόβαθρο,
θα είναι πολύ δύσκολο να βάλουμε τα
κομμάτια του παζλ σε τάξη.
SA: Η κατοπτρική συμμετρία είναι πολύ
βαθιά έννοια, γιατί ξεχωρίζει τη
γεωμετρία του χωροχρόνου από τη φυσική.
Η σύνδεση μεταξύ των δύο ήταν πάντα το
πρόγραμμα του Einstein.
BG: Αυτό είναι αλήθεια. Τώρα δεν έχουν
διαχωριστεί πλήρως. Η γεωμετρία
συνδέεται στενά με τη φυσική, αλλά
έχουμε μια απεικόνιση δύο σε ένα. Δεν
έχουμε φυσική ν' αντιστοιχεί σε μια
γεωμετρία αλλά φυσική ν' αντιστοιχεί σε
μια γεωμετρία και σε μια άλλη γεωμετρία.
Ποια γεωμετρία θέλετε να επιλέξετε
αφήνεται σε σας. Μερικές φορές η
επιλογή της μιας γεωμετρίας μας δίνει
μια πιο βαθιά εικόνα απ' ότι η άλλη.
Ξαναέχουμε εδώ δύο διαφορετικούς
τρόπους κοιτάγματος στην ίδια φυσική:
Δύο διαφορετικές γεωμετρίες και την
ίδια φυσική. Και οι άνθρωποι έχουν βρει
ότι υπάρχουν μαθηματικά ερωτήματα γύρω
από κάποια φυσικά και γεωμετρικά
συστήματα που δεν θα μπορούσαν να
απαντηθούν χρησιμοποιώντας τη μια μόνο
γεωμετρία. Χρησιμοποιώντας την
κατοπτρική γεωμετρία όμως βαθιές και
δύσκολες ερωτήσεις γίνονται ξαφνικά
απλές.
|
