Table Of ContentA kozmosz szövedéke
Brian Greene
Akkord (2011)
Címke: Tudományos ismeretterjesztő, Fizika, Filozófia
Tudományos ismeretterjesztőttt Fizikattt Filozófiattt
A világ vezető fizikusainak egyike, Az elegáns univerzum szerzője,
Pulitzer-díjra jelölt Brian Greene a Világegyetemen átívelő túrára visz
minket, mely után teljesen másként fogjuk látni a világot.
Bár a kozmosz alapvető szerkezetét a tér és az idő határozza meg,
ezek mindmáig legrejtélyesebb fogalmaink közé tartoznak. Létezike a
tér? Létezhet-e a Világegyetem tér és idő nélkül? Miért van iránya az
időnek? Visszautazhatunk-e a múltba? Greene felfedezőútra visz
bennünket, melynek során megismerkedhetünk a modern fizika által
feltárt, a mindennapi világunk felszíne alatt meghúzódó valóság új
rétegeivel. A szerző végigkíséri az olvasót Newton abszolút térrel és
idővel bíró világától a téridő einsteini elgondolásáig vezető úton, és a
kvantummechanika izgalmasan bizarr elmélete mellett bemutatja a
tudományos életet napjainkban foglalkoztató, többségében eddig
megválaszolatlan problémákat is.
Brian Greene
A kozmosz szövedéke
“A bennünket körülvevő Világegyetem alapvető természetére irányuló
XXI. század eleji tudományos kutatás legkiválóbb bemutatása és
értelmezése.” - Science
Tartalom
Előszó
1. A valósághoz vezető utak
2. Az Univerzum és a vödör
3. A relativitás és az abszolút
Az általános relativitáselmélet és a vödör
4. A tér és az összefonódás
A valóság próbája
5. A befagyott folyam
6. A véletlen és az irány
A kiindulási állapot
7. Az idő és a kvantumelmélet
A kvantummechanika és az idő iránya
8. Hópelyhekről és téridőről
9. A vákuum elpárologtatása
10. Az Ősrobbanás szétszedése
Rejtélyek és fejlődés
11. A kvantummechanika égre írt üzenete
12. A világ húrokon
Túl sokféle rezgés
13. A világ bránokon
Rövid értékelés
14. Fenn, a mennyben lenn, a Földön
15. Teleportáció és időgépek
Hogyan építsünk féreglyukból időgépet?
16. A jövő nyomában
Jegyzetek
Linde, valamint Albrecht és Steinhardt meglátásai
Kislexikon
Irodalom és további ajánlott olvasmányok
Előszó
A tér és az idő fogalma évszázadok óta minden egyéb tudományos
kérdésnél jobban foglalkoztatja képzeletünket. Méghozzá okkal. Ezek
adják a valóság kereteit, a kozmosz szövedékét. Egész létünk –
minden, amit teszünk, gondolunk, átélünk – valamilyen térrészben és
valamilyen időtartam alatt történik. Ugyanakkor a tudománynak eddig
nem sikerült igazán megfognia ezeket a fogalmakat. Valódi fizikai
entitásokról van szó, vagy egyszerűen csak praktikus
gondolati konstrukciók? Ha valóságosak, akkor vajon alapvető
fogalmak-e, vagy pedig valamilyen ezeknél is mélyebb építőelemekből
állnak elő? Hogyan értelmezendő az üres tér? Van-e az időnek
kezdete? Van-e az időnek iránya, kénytelen-e rendíthetetlenül a múltból
a jövő felé telni, amint azt a hétköznapi tapasztalatunk mutatja? Lehet-e
befolyásolni a teret és az időt? Ez a könyv megpróbálja végigkövetni
azt a szenvedélyes tudományos kutatást, amely az elmúlt
háromszáz év során a Világegyetem természetére vonatkozó ilyen
egyszerű, de mély kérdésekre igyekezett választ, vagy legalább
pillanatnyi megvilágosodást találni.
Utunk során sokszor szembesülünk egy másik, szorosan idetartozó
kérdéssel, amely pont olyan nehezen megfogható, mint amilyen átfogó:
mi a valóság? Emberként csak saját észlelésünkre és gondolatainkra
támaszkodhatunk – hogyan győződhetünk meg róla egyáltalán, hogy
ezek valóban egy külső világot tükröznek? Ezt a problémát már régen
felismerték a filozófusok. A filmrendezők pedig széles körben ismertté
tették olyan történetekkel, melyek mesterséges világa kizárólag a
főhősök fejében finoman hangolt neurológiai stimulációk eredménye. A
fizikusok pedig, mint jómagam, nagyon is tudatában vannak, hogy az
általunk megfigyelt valóságnak – a téridő színterén fejlődő anyagnak –
talán nincs is sok köze az igazi valósághoz, ha van ilyen
egyáltalán. Ennek ellenére, mivel semmi más nem áll
rendelkezésünkre, megfigyeléseinket kénytelenek vagyunk komolyan
venni. A tiszta adatokat és a matematikai kereteket választjuk munkánk
alapjának, nem pedig a korlátok nélküli fantáziát vagy a fáradhatatlan
szkepticizmust, és megpróbáljuk megtalálni a lehető legegyszerűbb,
ugyanakkor a lehető legtöbb dolgot megvilágító elméleteket, melyek
megmagyarázzák a jelenlegi kísérleteket és megjósolják a
jövőbeliek eredményét. Ez erősen leszűkíti a lehetséges elméletek
körét. (Ebben a könyvben például egyszer sem vetem fel, hogy egy
tartályban lebegnék, ahol agyamat több ezer huzalon át stimulálják,
hogy azt képzeljem, hogy éppen e szöveget gépelem.) Ugyanakkor az
elmúlt száz év néhány fizikai felfedezése arra kényszerített minket,
hogy minden írói képzeletet meghaladóan és a korábbi paradigmákat
alapvetően megrengetve, drámai mértékben átértékeljük a valóságról
alkotott hétköznapi képünket. A következő oldalakon ezen
forradalmi felbolydulások útján fogok haladni.
Számos probléma, mely jelenleg foglalkoztat minket, ugyanaz más
formában, mint ami Arisztotelész, Galilei, Newton, Einstein és
megszámlálhatatlan további gondolkodó számára okozott fejtörést.
Mivel könyvemben szeretném bemutatni a tudomány létrejöttét,
nyomon fogjuk követni, ahogyan az egyes kérdéseket megoldottnak
nyilvánította egy-egy generáció, hogy aztán az utánuk jövő mindenre
rácáfoljon, majd a következő századok tudósai folyamatosan finomítsák
és újraértelmezzék azokat.
Például azt a zavarba ejtő kérdést követve, hogy a tökéletesen üres
tér vajon olyan valóságos-e, mint egy üres vászon, vagy csupán egy
elvont fogalom, bemutatom a tudományos közvélemény váltakozását,
Isaac Newton XVII. századi kijelentésétől, mely szerint a tér valóságos,
Ernst Mach XIX. századi következtetéséig, miszerint, nem az, majd a
XX. századig, amikor Einstein drámai módon újraértelmezte az egész
kérdést, melynek során egyesítette a teret és az időt, nagyrészt
megcáfolva Machot. Utána újabb felfedezésekkel találkozhatunk,
miután az „üres” fogalmát átértelmeztük, és egy olyan teret
kaptunk, amelyben szükségszerűen mindig jelen vannak úgynevezett
kvantummezők, illetve talán egy diffúz, egyenletes eloszlású energia is,
az úgynevezett kozmológiai állandó – a divatjamúlt, megcáfolt
éterelmélet modern utódai. Mi több, megtudhatjuk, hogyan igazolhatják
a közeljövő űrbéli mérései Mach bizonyos következtetéseit, melyek
történetesen egybeesnek Einstein általános relativitáselméletének
jóslataival, híven illusztrálva a tudományos fejlődés összefonódó
szálait.
Ami pedig a jelent illeti, ki fog derülni, mit tudunk meg az inflációs
kozmológiából az idő irányáról, megismerjük a húrelméletből az extra
térdimenziók gazdag választékát és az M-elmélet radikális
feltételezését, mely szerint az általunk ismert tér talán csak egy vékony
lepel egy sokkal hatalmasabb kozmoszon belül, de találkozhatunk azzal
a jelenlegi vad elképzeléssel is, hogy a megfigyelt Univerzum talán
csupán egy világméretű hologram. Ma még nem tudjuk, hogy ezek a
legújabb elméleti elképzelések helyesek-e. De bármilyen elképesztően
is hangzanak, komolyan vesszük őket, hiszen a Világegyetem
legmélyebb törvényeit kereső kitartó kutatás során jutottunk el
hozzájuk. Különös, idegen valóságok nemcsak tudományos-
fantasztikus írók fejéből pattanhatnak ki, hanem a modern fizika
élvonalában is megjelenhetnek.
Ezt a könyvet elsősorban az érdeklődő olvasók számára írtam, akik
nem feltétlenül rendelkeznek tudományos képzettséggel, de akik
szeretnék megérteni a Világegyetem működését, és ezért szívesen
rágják át magukat egy sor összetett, nehéz elképzelésen. Mint előző
könyvem, Az elegáns univerzum során, most is igyekeztem a
legfontosabb tudományos elképzelések közelében maradni, miközben
megpróbáltam lehámozni a matematikai részleteket, megmaradva a
metaforák, analógiák, példázatok és illusztrációk területén. A könyv
legnehezebb részei előtt külön figyelmeztetem olvasóimat, és rövid
összefoglalót adok azoknak, akik szeretnék kihagyni vagy
leegyszerűsíteni a témák mélyebb tárgyalását. Így az olvasó továbbra is
képes végigkövetni a felfedezések útját, és nem csupán a fizika
jelenlegi világképét ismeri meg, hanem azt is, hogy hogyan és miért
nyert teret ez a nézőpont.
Könyvem remélhetőleg a diákok, a tudományos ismeretterjesztő
könyvek lelkes olvasói, a tanárok és a szakmabeliek számára is
tartogat érdekes részeket. Habár az első fejezetek a relativitáselmélet
és a kvantummechanika nélkülözhetetlen, de ismert témájával
foglalkoznak, a tér és az idő anyagi természetére irányuló részek egy
kevésbé konvencionális megközelítést mutatnak be. Az ezt követő
fejezetek számtalan különféle témát érintenek, mint a Bell-tétel, a
késleltetett választásos kísérletek, a kvantumos mérés problémája, a
gyorsuló tágulás, a fekete lyukak keletkezésének lehetősége a
következő generációs részecskegyorsítókban, képzeletbeli féreglyuk-
időgépek, hogy csak néhányat említsek. Így aztán olvasóim egy sor
izgalmas, vitatott haladási irányban ismerhetik meg a jelenlegi
helyzetet.
Az itt szereplő témák egy része eléggé vitatott. Az eldöntetlen
kérdések esetében a főszövegen belül kifejtettem a legfontosabb
nézőpontokat. Az érzésem szerint eldöntöttnek tekinthető kérdések
esetében az eltérő véleményeket a jegyzetekben mutatom be. Egyes
kutatók, különösen akik kisebbségi véleményen vannak, kifogásolhatják
döntéseimet, de igyekeztem az egész könyv során pártatlan maradni. A
Jegyzetekben a különösen szorgalmas olvasók megismerhetik a
teljesebb, részletesebb magyarázatokat és a különös figyelmet igénylő
részleteket azokhoz a részekhez, melyeket leegyszerűsítve
kezeltem, és az érdeklődők megismerhetik az egyenleteket kerülő
főszöveg rövid matematikai kiegészítését. A szűken vett tudományos
fogalmak között egy rövid szójegyzék segít eligazodni.
Még egy ilyen hosszú könyv sem érintheti a térrel és az idővel
kapcsolatos rengeteg kérdés mindegyikét. Igyekeztem azokkal a
jelenségekkel foglalkozni, amelyeket érdekesnek és egyben
nélkülözhetetlennek tartok ahhoz, hogy az olvasó teljes képet
kaphasson a modern tudomány valóságról alkotott nézőpontjáról.
Kétségtelen, választásaim egy része személyes ízlésemet tükrözi,
ezért előre is elnézést kérek azoktól, akik úgy érzik, hogy az ő
munkájukkal vagy kedvenc szakterületükkel nem foglalkozom kellő
mélységben.
A kozmosz szövedéke megírása során értékes visszajelzéseket
kaptam egy sor neves olvasómtól. Raphael Kasper, Lubos Motl, David
Steinhardt és Ken Vineberg végigolvasták a teljes kézirat különböző
változatait, olykor többször is, és számos részletes, bölcs javaslattal
éltek, melyek lényegesen javították a szöveg érthetőségét és
pontosságát. Hálásan köszönöm segítségüket. David Albert, Ted Baltz,
Nicholas Boles, Tracy Day, Peter Demchuk, Richard Easther, Anna
Hall, Keith Goldsmith, Shelley Goldstein, Michael Gordin, Joshua
Greene, Arthur Greenspoon, Gavin Guerra, Sandra Kauffman, Edward
Kastenmeier, Robert Krulwich, Andrei Linde, Shani Offen, Maulik
Parikh, Michael Popowits, Marlin Scully, John Stachel és Lars Straeter
szintén olvasták a kézirat egészét vagy egy részét, és megjegyzéseik
igen hasznosak voltak. Hasznos beszélgetést folytattam egy sor
kutatóval, mint Andreas Albrecht, Michael Bassett, Sean Carrol, Andrea
