Ο χρονικός ιστός του σύμπαντος

ΜΗΧΑΝΕΣ ΤΟΥ ΝΟΥ
Σπύρος Μανουσέλης

Ο αινιγματικός ρόλος του χρόνου στη δημιουργία και την εξέλιξη όλων των φυσικών και ιστορικών φαινομένων

Αρκεί να ανατρέξει κανείς στην Ιστορία των ανθρώπινων ιδεών σχετικά με τον χρόνο και τον ρόλο του στην εμφάνιση των φυσικών φαινομένων, για να διαπιστώσει την εξέλιξη από τον κυκλικό χρόνο των αρχαίων Ελλήνων στον γραμμικό χρόνο των εβραίων-χριστιανών, και από αυτόν στον μαθηματικοποιημένο άχρονο χρόνο της κλασικής Φυσικής.

 

Σύμφωνα με το μοντέλο της κλασικής Φυσικής, που διαμορφώθηκε κυρίως από τον Γαλιλαίο και τον Νεύτωνα, το Σύμπαν είναι ένας απείρων διαστάσεων κλειστός χώρος στο εσωτερικό του οποίου τίποτα πραγματικά νέο δεν συμβαίνει ποτέ: τα πάντα είναι προδιαγεγραμμένα και λειτουργούν στην εντέλεια χάρη στους αυστηρά αιτιοκρατικούς «νόμους της Φύσης». Σύμφωνα με την κλασική Φυσική, ο χρόνος δεν κυλάει προς μία κατεύθυνση και δεν παράγει τίποτα νέο. Οπως το έθεσε ο Νεύτωνας στην εισαγωγή του μεγάλου βιβλίου του «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica»: «Ο απόλυτος, αληθινός και μαθηματικός χρόνος, αφ’ εαυτού και από την ίδια του τη φύση, ρέει ομοιόμορφα χωρίς να εξαρτάται από τίποτα το εξωτερικό…». Με άλλα λόγια, ο υποκειμενικός χρόνος που βιώνουν οι άνθρωποι, για τον Νεύτωνα και, ευρύτερα, για την κλασική Φυσική, είναι μια ψευδαίσθηση που καμία απολύτως σχέση δεν έχει με τον απόλυτο κοσμικό χρόνο και χώρο.

Τίποτα δεν φαινόταν ότι θα μπορούσε να κλονίσει αυτή τη φυσική θεώρηση του χρόνου από τη σκοπιά της αιωνιότητας: τη μαγική εικόνα ενός Σύμπαντος απολύτως ντετερμινιστικού και αμετάβλητου στους… αιώνες των αιώνων. Κι όμως, κατά τα μέσα του 19ου αιώνα, χάρη στις ανακαλύψεις της Θερμοδυναμικής, της Γεωλογίας, της Εξελικτικής Βιολογίας, άρχισε να αναδύεται μια εντελώς διαφορετική εικόνα της δράσης του χρόνου στη φύση. Ούτε λίγο-ούτε πολύ, οι απρόσμενες ανακαλύψεις σε αυτούς τους νέους επιστημονικούς κλάδους αμφισβητούσαν το ευρύτατα αποδεκτό και αναμφισβήτητο, μέχρι τότε, μοντέλο των αχρονικών επιστημονικών εξηγήσεων που είχε διαμορφωθεί από το «Παράδειγμα» της κλασικής Φυσικής.

Τα πρώτα σοβαρά ρήγματα στη στατική και αχρονική περιγραφή όλων των φυσικών φαινομένων προέκυψαν από την ανακάλυψη της αδιάλειπτης εξέλιξης των πολύπλοκων φυσικών συστημάτων, δηλαδή από τη διαπίστωση της αλλαγής στον χρόνο όχι μόνο των ζωντανών οργανισμών και του πλανήτη που τους φιλοξενεί, αλλά και ολόκληρου του ορατού Σύμπαντος, όπως θα επιβεβαιωθεί αργότερα από τις κοσμολογικές έρευνες. Αυτές οι νέες γνωστικές κατακτήσεις θα επιβάλουν, σταδιακά, την αποδοχή μιας εναλλακτικής φυσικής έννοιας του χρόνου, καθώς και την ανάγκη διεύρυνσης των χρονικών-ιστορικών προσεγγίσεων όχι μόνο για την εξήγηση του φυσικού Κόσμου, αλλά και για την κατανόηση των ίδιων των φυσικών επιστημών που τον μελετούν. Διότι, όπως θα δούμε, συν τω χρόνω δεν αλλάζει μόνο η «Φύση», αλλά και οι επιστημονικές ιδέες μας για τη φύση του χρόνου.

Οταν η αφύσικη εξάλειψη του χρόνου γίνεται… Φυσική

Εντούτοις, η ιδέα ενός απόλυτου, δηλαδή άχρονου φυσικού χρόνου, όχι μόνο άντεξε σθεναρά, αλλά κυριαρχούσε στην κοσμολογική σκέψη για περισσότερο από τρεις αιώνες, ώσπου, το 1905, ένας νεαρός φυσικός ανέτρεψε το μεγαλοπρεπές οικοδόμημα της κλασικής Φυσικής. Το όνομα του νεαρού επαναστάτη ήταν Αλμπερτ Αϊνστάιν και μολονότι η θεωρία του ονομάστηκε «Θεωρία της Σχετικότητας», τίποτα το γνωστικά σχετικιστικό δεν είχε στον πυρήνα της. Το αντίθετο, μάλιστα, επιχειρώντας να απαλλάξει τη Φυσική από τα δυσεπίλυτα προβλήματα που είχαν συσσωρευτεί από τις «αφύσικες» έννοιες του απόλυτου χώρου και χρόνου, θα προτείνει ως λύση τον εξίσου απόλυτο και αχρονικό «χωροχρόνο». Και μολονότι ο χωροχρόνος της Θεωρίας της Σχετικότητας ανέτρεψε οριστικά και αμετάκλητα τη νευτώνεια έννοια του απόλυτου χρόνου και χώρου, δεν κατάφερε να αποκαταστήσει ούτε την παρουσία ούτε τον δημιουργικό ρόλο του χρόνου στη διαμόρφωση της θεμελιώδους δομής τόσο των υλικών σωμάτων (Μικρόκοσμος) όσο και στην εξέλιξη του ορατού Σύμπαντος (Μακρόκοσμος)! Εξάλλου, όπως θα εκμυστηρευτεί ο ίδιος ο Αϊνστάιν σε ένα περίφημο γράμμα του: «Η διάκριση ανάμεσα σε παρελθόν και σε μέλλον αποτελεί μόνο μια ψευδαίσθηση, έστω κι αν πρόκειται για μια επίμονη ψευδαίσθηση».

Στη Θεωρία της Σχετικότητας, ο χώρος και ο χρόνος σχετικοποιούνται και διαμορφώνουν από κοινού μια ενιαία παράμετρο στην «αντικειμενική» περιγραφή του Σύμπαντος. Και ως νέος Νεύτωνας, ο Αϊνστάιν θα υποστηρίξει ότι τόσο ο χώρος όσο και ο χρόνος δεν υπάρχουν πραγματικά, αλλά αποτελούν τις επιμέρους μαθηματικές συντεταγμένες στο εξίσου αχρονικό και απόλυτο συνεχές που είναι ο «χωροχρόνος». Ο οποίος, ανάλογα με την οπτική γωνία της θεώρησής του από τους παρατηρητές, φαίνεται ότι μπορεί να αυξάνεται ή να μειώνεται από το άπειρο παρελθόν στο άπειρο μέλλον, και αντιστρόφως.


 

Οταν ρωτούσαν τον Αϊνστάιν «Τι είναι ο χρόνος;», αυτός απαντούσε χωρίς περιστροφές: «Ο,τι μετράνε τα ρολόγια μας»! Με αυτή την προκλητική δήλωση ο μεγάλος ανανεωτής των εννοιών του χώρου και του χρόνου στη Φυσική ήθελε πιθανότατα να τονίσει ότι ο χρόνος δεν είναι «κάτι τι» που μπορεί να συλληφθεί ανεξάρτητα από τον τρόπο που τον μετράμε. Αρα η ύπαρξή του είναι μόνο μια ψευδαίσθηση, που εξαρτάται από το αν και από το πώς καταγράφουμε την παρουσία του | Dreamstime

Αν ωστόσο είχε δίκιο ο Αϊνστάιν όταν έλεγε ότι ο χρόνος «είναι ό,τι μετράνε τα ρολόγια μας», δηλαδή είναι μόνο μια ανθρώπινη ψευδαίσθηση, τότε γιατί το Σύμπαν δεν είναι στατικό αλλά αλλάζει και εξελίσσεται αδιάκοπα; Γιατί ο χρόνος εκδηλώνεται με τρόπο ασύμμετρο, και ως παρατηρητές του μπορούμε να διακρίνουμε σαφώς το παρελθόν από το παρόν και το μέλλον κάθε φυσικού φαινομένου; Και γιατί όλα τα πολύπλοκα φυσικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, έχουν εγγεγραμμένο στη δομή και την ιστορία τους μόνο το παρελθόν και το παρόν τους, αλλά όχι το μέλλον τους;

Πώς εξηγεί μια αχρονική Φυσική το πολύ δυσάρεστο γεγονός ότι όλες οι χημικές αντιδράσεις είναι μη αναστρέψιμες, καθώς και ότι όλα ανεξαιρέτως τα βιολογικά και τα κοσμολογικά φαινόμενα είναι επίσης μη αναστρέψιμα στον χρόνο· για να μη μιλήσουμε για την ανθρώπινη ιστορία. Αραγε, η εγγενής και αναμφισβήτητη μη αναστρεψιμότητα όλων των ορατών φαινομένων δεν συνεπάγεται ότι ο φυσικός Κόσμος δεν είναι στατικός αλλά διαρκώς εξελίσσεται, δημιουργώντας, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν, νέες, πιο σύνθετες και μη προβλέψιμες δομές;

Μόνο μια μετα-φυσική ή υπερ-φυσική προκατάληψη υπέρ των αχρονικών «εξηγήσεων» από τη σκοπιά της αιωνιότητας επιβάλλει σε μια φυσική θεωρία την απόρριψη του πολλαπλώς και ποικιλοτρόπως επιβεβαιωμένου γεγονότος τόσο της παρουσίας όσο και της δημιουργικής δράσης του χρόνου στη διαμόρφωση της φυσικής πραγματικότητας: από την κοσμολογική εξέλιξη του Σύμπαντος μέχρι τη γήινη εξέλιξη της ζωής και από την ανάδυση του νου στον έμβιο κόσμο μέχρι τις επαναστατικές τομές στην ανθρώπινη ιστορία!

2025: η είσοδος στη σκηνή του τρισδιάστατου χρόνου

Πώς νομιμοποιούνται, λοιπόν, οι κορυφαίοι επιστήμονες της κλασικής Δυναμικής και της σχετικιστικής Φυσικής όταν υποστηρίζουν ότι η παρουσία και η δράση του χρόνου στη φύση είναι μόνο μια ψευδαίσθηση; Οχι κάτι που υπάρχει πραγματικά, αλλά «απλώς» μία διάσταση στη μαθηματική περιγραφή των άχρονων νόμων της κίνησης όλων των φυσικών σωμάτων. Πράγματι, ως μια μαθηματικά προκαθορισμένη και υπολογίσιμη διάσταση, ο χρόνος υποτίθεται ότι μπορεί να παίρνει τόσο θετικές όσο και αρνητικές τιμές (η χρονική αντιστροφή από το t στο -t), μπορεί δηλαδή να ρέει ελεύθερα από το παρελθόν προς το μέλλον (αλλά και αντιστρόφως!), χωρίς αυτό να επηρεάζει ουσιαστικά τις βασικές εξισώσεις που περιγράφουν τη συμπεριφορά και τις αλλαγές των φυσικών αντικειμένων.

Τι συνέπειες θα είχε για την ανθρώπινη σκέψη αν η πολύ οικεία εικόνα της γραμμικής ροής του χρόνου αποδεικνυόταν εσφαλμένη και παραπλανητική; Αν δηλαδή ο χρόνος δεν είναι μια επιστημονικά εξαλείψιμη ανθρώπινη ψευδαίσθηση -με την έννοια του Αϊνστάιν- αλλά μια απολύτως φυσική και ανεξάλειπτη υπόσταση, που, στην πραγματικότητα, ενδέχεται να μην έχει μόνο μία διάσταση αλλά… τρεις!

Αυτή ακριβώς η ρηξικέλευθη θεωρητική υπόθεση της τρισδιάστατης φύσης του χρόνου περιγράφεται από μια νέα φυσική θεωρία, η οποία δημοσιεύτηκε, φέτος, στο γνωστό επιστημονικό περιοδικό «Advances of Physical Science». Το πολυσυζητημένο άρθρο για την τρισδιάστατη, δηλαδή την ενιαία αλλά τρισυπόστατη, φύση του χρόνου στον φυσικό Κόσμο υπογράφει ο γεωφυσικός Günther Kletetschka, που γεννήθηκε στην Τσεχοσλοβακία και διδάσκει στο Πανεπιστήμιο Fairbanks της Αλάσκας.

Πρόκειται για την πιο πρόσφατη, ιδιαίτερα ανατρεπτική θεωρητική προσέγγιση, που αν επιβεβαιωθεί επαρκώς τα επόμενα χρόνια, θα αλλάξει ριζικά όσα πιστεύουμε μέχρι σήμερα σχετικά με τη φύση και τη δράση του χρόνου. Σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο της σύγχρονης Φυσικής, το ορατό Σύμπαν έχει τέσσερις διαστάσεις: τρεις χωρικές και μία χρονική διάσταση, οι οποίες αντιστοιχούν στον σχετικιστικό χωροχρόνο. Για τη νέα θεωρία του τρισδιάστατου χρόνου, αντίθετα, ο χρόνος δεν είναι απλώς μια αφηρημένη μεταβλητή που αυξομειώνεται ανάλογα με την ταχύτητα των παρατηρητών του, αλλά ο φυσικός ιστός των πάντων: όλων των αντικειμένων που υπάρχουν και παρατηρούνται.

Ο φυσικός χρόνος δεν έχει μόνο μία αλλά τρεις, κάθετες μεταξύ τους διαστάσεις, που από κοινού διαμορφώνουν έναν χρονικό μανδύα που διαπερνά και περιβάλλει τα πάντα (βλ. σχετική φωτογρ.). Η πρώτη χρονική διάσταση (t1) αντιστοιχεί στον υποατομικό μικρόκοσμο, η δεύτερη διάσταση (t2) εμφανίζεται σε ένα ενδιάμεσο επίπεδο μεταξύ του κβαντικού μικρόκοσμου και του γήινου μακρόκοσμου, ενώ η τρίτη χρονική διάσταση (t3) αντιστοιχεί στην κλίμακα του κοσμικού μακρόκοσμου.

Αυτός ο τρισδιάστατος χρονικός ιστός επιτρέπει (θεωρητικά) όχι μόνο την κίνηση μπρος-πίσω ή πάνω-κάτω, αλλά και «διαγωνίως». Μια θεωρητική δυνατότητα που φέρνει στον νου όχι μόνο κάποια σενάρια επιστημονικής φαντασίας, αλλά διαφωτίζει και κάποιες «εξωφρενικές» επιστημονικές ιδέες, όπως αυτή των «Παράλληλων Κόσμων» της Κβαντομηχανικής.

Επιπλέον, σύμφωνα με τον Günther Kletetschka, ο τρισδιάστατος χρόνος διατηρεί και διευρύνει τις αιτιοκρατικές φυσικές αλληλεπιδράσεις, δηλαδή τα αποτελέσματα ακολουθούν τις φυσικές τους αιτίες, αλλά σύμφωνα με μια πιο περίπλοκη και πολυεπίπεδη κοσμική γεωμετρία. Σε σχέση με τα μονοδιάστατα μοντέλα του χρόνου, ο τρισδιάστατος χρόνος καταφέρνει να αναπαράγει καλύτερα τις πραγματικές εργαστηριακές τιμές και τις μετρήσιμες ποσότητες, όπως π.χ. της μάζας των υποατομικών σωματιδίων (ηλεκτρονίων, πρωτονίων, κουάρκ), προσφέροντας στη μικροφυσική νέα προβλεπτικά εργαλεία.

Αυτές οι πρόσφατες εξελίξεις της φυσικής του χρόνου, καθώς και η σχεδόν καθολική αναγνώριση της «χρονικότητας» από όλες τις επιστήμες, επιβάλλουν στη σύγχρονη Φυσική όχι μόνο να αναγνωρίσει τη δημιουργική φύση του χρόνου, αλλά και να εξηγήσει σε τι συνίσταται η ουσιαστική ασυμμετρία ανάμεσα στο κοσμικό παρελθόν, το παρόν και το μέλλον. Ο φυσικός χρόνος όχι μόνο δεν είναι μια ανθρώπινη ψευδαίσθηση, όπως ελπίζανε πολλοί κορυφαίοι φυσικοί, αλλά ενυπάρχει σε όλα τα φυσικά φαινόμενα, και μόνο η δράση του εξηγεί την ανάδυση των πιο πολύπλοκων δομών: από τη διαμόρφωση και τη δυναμική των ουράνιων σωμάτων μέχρι την ανάδυση και την πολυπλοκοποίηση της γήινης ζωής.

Η εγγενής χρονικότητα των περισσότερων φυσικών διαδικασιών αποτελεί επομένως τον κανόνα, ενώ η αχρονική «αναστρεψιμότητα» την εξαίρεση. Μια εξαίρεση που την επιβάλαμε αυθαίρετα στη Φύση μόνο από ανασφάλεια και, κατά βάθος, από τη νεκροφιλική ανάγκη μας για γνωστική και υπαρξιακή… αιωνιότητα. Καλή και νέα χρονιά.

Εγκεφαλικές χρονομηχανές και αυγά ομελέτα

Γιατί ενώ μπορούμε να φτιάξουμε ομελέτα από αυγά, δεν μπορούμε να ξαναφτιάξουμε τα ίδια αυγά από την ομελέτα; Από το πώς απαντά κανείς σε αυτό το φαινομενικά απλοϊκό ερώτημα εξαρτάται η δυνατότητα ή όχι να καταφέρουμε κάποτε ένα ταξίδι στον χρόνο. Η εξήγηση του γιατί είναι αδύνατον να ανασυγκροτήσουμε αυθόρμητα τα αυγά που σπάσαμε για να φτιάξουμε μια ομελέτα πρέπει να αναζητηθεί στον περίφημο 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής, του κλάδου της Φυσικής που μελετά τις μεταβολές της ενέργειας (θερμότητας) σε όλα τα φυσικά συστήματα.

Ενώ ο 1ος Νόμος της Θερμοδυναμικής αποφαίνεται ότι η συνολική μάζα-ενέργεια του Σύμπαντος διατηρείται σταθερή, ο 2ος Νόμος επιτάσσει ότι σε κάθε κλειστό σύστημα –που δεν ανταλλάσσει δηλαδή ενέργεια και ύλη με το περιβάλλον του– η συνολική «εντροπία» του συστήματος μπορεί μόνο να αυξάνεται, συν τω χρόνω. Αν το Σύμπαν είναι ένα κλειστό σύστημα, τότε κάθε φυσική μεταβολή τείνει να αυξήσει τη συνολική «εντροπία», δηλαδή την αταξία του συστήματος. Η θεμελιώδης έννοια της εντροπίας εισάγει στον φυσικό Κόσμο το βέλος του χρόνου, δηλαδή μια εγγενή ασυμμετρία του χρόνου: το παρελθόν θα διαφέρει τόσο από το παρόν όσο και από το μέλλον.

Μία ακόμη χρονιά πέρασε, ένας επιπλέον κόκκος άμμου προστέθηκε στην κοσμική κλεψύδρα του Σύμπαντος. Αν, ωστόσο, ο χρόνος είναι μόνο ό,τι μετράνε τα ρολόγια ή ό,τι καταγράφεται στα ημερολόγιά μας, τότε γιατί μας φαίνεται ατελείωτος όταν πλήττουμε και αδυσώπητος όταν γερνάμε; Τι σχέση μπορεί να έχει η ευμετάβλητη υποκειμενική εμπειρία του χρόνου που όλοι και όλες βιώνουμε καθημερινά με τον «απανθρωποποιημένο», δηλαδή μαθηματικοποιημένο χρόνο «t» της Φυσικής;

Με αφορμή την επικείμενη «αλλαγή» χρόνου ή, όπως λέμε εξίσου απερίσκεπτα, την έλευση του «νέου» χρόνου, στο σημερινό άρθρο θα εξετάσουμε πώς η επίμονη παρουσία και η αδιάλειπτη δράση του χρόνου αλλάζουν όχι μόνο τα ίδια τα φυσικά φαινόμενα, αλλά και τις επιστημονικές ιδέες μας σχετικά με τη φύση του χρόνου. 

https://www.efsyn.gr/epistimi/mihanes-toy-noy/495074_o-hronikos-istos-toy-sympantos#goog_rewarded