Frekvenca X

Čas in prostor nista tisto, kar se zdita

Italijanski fizik in eden od najbolje prodajanih znanstvenih piscev na svetu Carlo Rovelli ponuja nov most med teorijo relativosti in kvantno mehaniko

IMG_0873
foto: https://www.youtube.com/watch?v=Mp4fpwl9loQ

Čas takoj po novem letu je morda pravšnji za globok vdih na točki, s katere motrimo svet, in premislek, ali ne obstaja še kakšna druga, drznejša, nemara bolj nora in zato toliko bolj privlačna ideja sveta, v katerem živimo. Italijanski fizik Carlo Rovelli to počne že vse življenje. Je eden od najbolj prodornih mislecev sodobnega časa, ki je s svojo drobceno knjižico Sedem kratkih lekcij iz fizike navdušil svet. Od leta 2014, ko je knjižica izšla, so prodali že več kot milijon izvodov v 41 jezikih. Imamo jo tudi v slovenščini, v prevodu Alojza Kodreta (Založništvo DMFA). Pokojni profesor fizike Janez Strnad jo je pred smrtjo priporočil “kot najboljše delo po Feynmannovih knjigah“. To, da jo bo bralo večmilijonsko občinstvo, ni pričakoval niti v sanjah.

Najlepša med teorijami

Obsežne in hermetične teorije postnewtonovske fizike mu je uspelo skrčiti v jedrnato, elegantno in poetično razlago na pičlih 60 straneh, ki jo lahko razume vsakdo. Zakoni fizike se berejo kot zgodbe o lepoti, začenši s tisto najlepšo, Einsteinovo teorijo relativnosti. “Ljudje, ki jo preučujejo, so popolnoma fascinirani nad njo. Einsteinova teorija relativnosti skuša Newtonovo teorijo o gravitaciji nadgraditi s spektakularno idejo, da je gravitacija posledica dejstva, da se prostor in čas gubata in ukrivljata.”

V celem napoveduje teorija barvit in osupljiv svet, v katerem eksplodirajo vesolja, kjer se prostor ugrezne v luknje brez izhoda, kjer se čas upočasni, ko se spustimo na planet, in kjer se brezmejne širjave medzvezdnega prostora gubajo in valujejo kot morska gladina. (prevod A. Kodre)

“Na Einsteinovo presenečenje se je ta teorija obnesla izjemno dobro. Ob tem pa je odprla horizont idej, ki so se za tisti čas zdele res nore … Od črnih lukenj, gravitacijskih valov, širjenja vesolja, do velikega poka. Miniti je moralo namreč še stoletje, da jih je znanost res potrdila.”

Poglavje za tem posveča kvantni mehaniki. Fiziki si še danes belijo glavo, kako združiti ta dva velika stebra – Einsteinovo teorijo relativnosti in kvantno mehaniko … Zakaj je ti dve teoriji tako težko ali celo nemogoče povezati? “Ne mislim, da je nemogoče, res pa je težko. Povezati ju, je pravzaprav moje delo, za to sem plačan. Že celotno svojo kariero se ukvarjam s tem, da najdem primerno kombinacijo teh dveh teorij.

Težava je v tem, ker imamo zelo okrnjeno predstavo o dejanski realnosti, vidimo le bežen del nje. Ne vidimo atomov, ne vidimo ukrivljanja prostora. Vse te nove koncepte je zelo težko ponotranjiti, podobno kot je bilo v antiki zelo težko zapopasti idejo, da je Zemlja okrogla in da na njej ljudje lahko živijo z glavo navzdol. Nove teorije sprejemamo počasi, znanost je pač počasen proces.”

Črne luknje – nov kamen iz Rosette

V začetku svoje raziskovalne poti je zavrnil bolj uveljavljene pristope k poenotenju fizike, kot je na primer teorija strun, in se usmeril k drugi vznemirljivi ideji sodobne fizike, ki se nagiba v prid poskusu razumevanja kvantne narave gravitacije. Kvantni svet, ki ga proučuje, je milijardo bilijonov krat manjši od najmanjšega atomskega jedra. “Z zankovno kvantno gravitacijo se – poleg več sto drugih raziskovalcev – ukvarjam, ker v njej vidim most med teorijo relativnosti, kvantno mehaniko in termodinamiko. Narava je koherentna, težiti moramo k temu, da razumemo to njeno koherentnost. Ta teorija, v katero polagam svoje upe, je kot neke vrste kamen iz Rosette, na podlagi katerega so lahko končno razvozlali hieroglife. Narava se nam odstira skozi drobne namige, s pomočjo katerih bi lahko dešifrirali kvantno gravitacijo. Eden od teh namigov so črne luknje. Te bi lahko bile naš kamen iz Rosette.”

Dokaze, ki so potrebni, da dokažemo teorijo kvantne gravitacije zanke, bomo našli s proučevanjem belih lukenj, ki se pojavijo, ko črna luknja umre, meni. 

Opustil svet in prostor, kot ga poznamo

Kot pravi Rovelli, ni smiselno govoriti o času, kot ga razumemo, ali celo o stvareh. Svet je sestavljen iz mreže medsebojno povezanih dogodkov, »poljubov ne kamnov«, kot se izrazi, ki so povezani z zankami. “Naše splošno razumevanje časa in prostora je le predpostavka, približek … ki nas ne bo pripeljal do dejanskega ustroja narave. Prostor je pravzaprav samo način, da upovemo razmerje med stvarmi. In podobno je s časom. Rečemo, da čas teče sam od sebe. A v resnici je čas le pripomoček, da stvari, dogodke postavljamo v neko razmerje, sosledje. Ljudje se oprijemljemo šibkega, enostavnejšega načina zapopadanja časa in prostora. Kaj kot bi svet raje razumeli kot nekaj, kar se odvija, kot proces, ki sam po sebi oblikuje čas in prostor?”

Svet, ki ga opisuje teorija, je še bolj odmaknjen od tistega, ki ga poznamo. Ni več prostora, ki bi vseboval svet, in ni več časa, po katerem bi se vrstili dogodki. Obstajajo samo elementarni procesi, v katerih kvanti prostora in časa neprenehoma součinkujejo med seboj. Iluzija prostora in časa je samo neostra slika vrvenja teh elementarnih procesov, podobno kot je mirno in čisto gorsko jezero v resnici divji ples nepreštevnih drobcenih molekul. (prevod A. Kodre)

Hipi, upornik, popotnik

Rovelli je sicer za dokončanje dodiplomskega študija potreboval sedem let. V tem obdobju je veliko časa posvetil družbenim in političnim protestom, potovanjem, to, da ga je pritegnilo hipijevsko gibanje, je po njegovem mnenju morda najbolj koristen čas njegovega življenja. Kaj ga je naučil ta mladostniški upor?

Imamo le eno življenje, dobro ga je polno živeti in poskusiti čim več stvari. Vse to, kar ste našteli, mi je v mladosti pomagalo, da sem zgradil samozavest, da sem se ogromno naučil o svetu, prišel v stik z vse vrste teorijami, idejami in življenjskimi slogi. Odprlo mi je um.

Ob tem, da je teoretični fizik se ga drži sloves nenasitnega bralca, erudita. Zakaj tako prisega na knjige? “Živimo v civilizaciji, ki je vse svoje znanje skrila ne v internet, ampak v knjige. Ni dovolj, da se premikamo med spletnimi stranmi. Če hočete res razumeti, morate prebrati veliko knjig. Šele kombinacija pridobljenih informacij nam pomaga bolje razumeti svet in morda postati tudi boljši človek. Bolj kot smo odprtega duha, bolje je za vse.”

Mislim, da bi bilo dobro, če bi vsak od nas nekje v življenju sprevidel, da je nujno izpodbijati status quo, meni. Sam je sprevidel, da je lažje in bolj smiselno izpodbijati Einsteinovo razumevanje časa kot da bi si polomil zobe kot politični protestnik. Najboljši upor od vseh pa je po njegovo radovednost in te nam želi v novem letu.

V naravi nam je, da ljubimo in smo iskreni. In da hočemo vedeti več, se učiti in učiti. Naša vednost o svetu venomer raste. Na njenih mejah se največ naučimo, tam je naša želja po znanju najbolj vroča. To je v najdrobnejših delitvah prostora, v nastanku vesolja, v naravi časa, v pojavu črnih lukenj, v delovanju našega lastnega miselnega ustroja. Tu, v stiku med tem, kar vemo, in med oceanom neznanega, sta skrivnost in lepota najsijajnejši: tako zelo, da nam zastaja dih. (prevod A. Kodre)