Cosmogonia vidului

Ghiocel Balan

Toate articolele scrise de Ghiocel Balan

Plinul şi golul fac parte din noi, din lumea noastră, fără să le acordăm nici o atenţie. Încercaţi să vă urcaţi într-un tramvai plin: nu veţi reuşi, fiind necesar să aşteptaţi un altul cu suficient spaţiu disponibil ca să vă primească. Umpleţi o cană cu lapte. Aţi mai putea s-o faceţi dacă ea era deja plină cu apă? Cereţi o audienţă la un om de afaceri foarte ocupat. Dacă acesta nu-şi creeaza un timp disponibil, adică dacă nu va face un loc în programul său, nu vă poate primi. Mai puteţi mînca ceva dacă aveţi stomacul plin?

Un om din care a dispărut orice urma de interes, de sentiment, se spune că are sufletul gol. Iisus avea sufletul plin de iubire. Omul obişnuit îl poate umple cu bucurii, tristeţi, cu speranţe neîmplinite sau cu ură, cu fericire sau cu credinţă, cu invidie, gelozie, încîntare sau chiar cu Dumnezeu. Depinde numai de noi să-l încărcăm în viaţa asta scurtă cu ce dorim, dar mai întîi trebuie să scoatem ce e rău sau inutil. E nevoie aşadar de o stare interioară de pace şi linişte, de aspiraţie spre perfecţiune şi armonie. E nevoie de momente de oprire, de autoanaliză, de inducere a unei stări de reculegere, de vid în minte, de momente în care să nu ne mai asalteze problemele cotidiene, pentru a ne putea relua activitatea cu forţe noi, şi mai ales în direcţii mai bune. Pentru a întrerupe monotonia mecanicistă, e nevoie de un concediu la mare sau la munte, e nevoie de somn, se simte nevoia creării unei breşe în scurgerea timpului, a unei pauze, a unui vid odihnitor şi creator.

Iată de ce trebuie să acordăm vidului o mai mare atenţie, căci acesta face parte din viaţa noastră şi, vrem, nu vrem, ne-o influenţează.

La început a fost... vidul. Versiunea modernă a faimosului big-bang afirmă că, dintr-o fluctuaţie cuantică a vidului, s-a născut Universul. Concepţia despre originea lumii încearcă în zilele noastre să reunească infinitul mare, macrocosmic - Universul, cu infinitul mic, microcosmosul - teoria cuantică. Dar vidul cuantic originar nu poate fi complet vid, căci nimic nu se poate naşte din nimic. Deci ceea ce a născut materia este un fals vid, un vid plin. Această temă se regăseşte în numeroase mitologii: "Plinul provine din vid, iar vidul continuă să acţioneze în plin" - Tao-te-king, text esenţial al taoismului.

Dar cosmologia nu este şi o cosmogonie, este o ştiinţă, iar modelul big-bang, în ciuda aparenţelor de mit creator, este fondat pe baze observaţionale şi teoretice solide. Pe de altă parte, introducerea vidului în modelul big-bang-ului este mai recentă şi nu se poate încă vorbi de o teorie coerentă şi deplină, ci mai mult de cîteva ipoteze fecunde, dar foarte discutate.

După teoria clasică, Universul a fost creat acum 15 miliarde de ani printr-o explozie iniţială numită big-bang. Universul primordial era infinit de cald, mic şi dens, după care s-a răcit şi s-a extins. Particule, forţe şi radiaţii au evoluat pînă la lumea de azi, populată de galaxii compuse din atomi.

Expansiunea Universului este atestată de numeroase observaţii astronomice, în particular de existenţa "radiaţiei cosmologice de fond", care scaldă întregul Univers în mod uniform. Singurul vestigiu al zorilor Universale, această radiaţie fosilă a fost emisă la cîteva secunde dupa big-bang.

Cosmologia dispune de o teorie ce se aplică întregului Univers, formulată de Einstein în 1916, relativitatea generală. Ea afirmă că forţa de gravitatie ce se exercită asupra obiectelor acţionează şi asupra structurii spaţiului, care îşi pierde cadrul rigid şi imuabil, devenind maleabil şi curb în funcţie de materia sau energia pe care le conţine. În trecere trebuie subliniat că continuum-ul spaţiu-timp al relativităţii generale nu este conceput fără conţinut, deci nu admite vidul! Cum spunea şi Einstein ziariştilor care îl rugau să le rezume teoria sa: "Înainte se credea că, dacă toate lucrurile ar dispărea din Univers, timpul şi spaţiul ar rămîne totuşi. Cu teoria relativităţii, timpul şi spaţiul ar dispărea împreună cu restul."

În cosmologie, relativitatea generală descrie expansiunea Universului ca o dilatare a cuantumului spaţiu-timp. Dar ea se blochează de un obstacol insurmontabil: momentul big-bangului. Teoria Universului nu explică şi originea sa; timpul zero este împins în tenebre exterioare, căci corespunde unei "singularităţi matematice" de nerezolvat: temperatura şi densitatea devin infinite, iar calculele nu mai au sens.

Aşa a apărut ideea de a umple această lacună cu... vid, mai precis, cu vidul cuantic. Importat în cosmologie la începutul anilor 80, provenind direct din lumea microscopică, vidul s-a dovedit deosebit de fecund. Au apărut numeroase ipoteze. Una din cele mai la modă este cea a vidului ca motor al inflaţiei cosmice.

Ideea de inflaţie cosmică a fost propusă pentru a rezolva una din dificultăţile teoriei big-bangului: nu putea explica formarea galaxiilor. Acestea rezultă din grupări de praf cosmic sub efectul gravitaţiei. Ele au deci ca origine mici neomogenităţi ca nişte cocoloaşe ale gazului originar, care au crescut puţin cîte puţin. Necazul e că, după modelul big-bangului, neomogenităţile originare nu au putut creşte suficient de repede pentru a forma galaxiile.

Pentru a rezolva această enigmă, astrofizicianuul american Alan Guth a propus în 1980, conceptul ingenios de "inflaţie cosmică". Chiar la începutul vieţii sale (la 10-35 s), Universul a cunoscut o scurtă fază de dilatare exponenţială, atingînd într-o fracţiune infinitezimală de timp dimensiuni astronomice, după care şi-a reluat expansiunea cu o viteză mai rezonabilă. Doar vidul cuantic are toate calităţile pentru a declanşa o astfel de inflaţie.

Vidul exercită o presiune negativă proporţională cu opusul densităţii sale (după cum rezultă din ecuaţiile teoriei cuantice). Această presiune negativă poate fi interpretată drept o sursă de atracţie gravitaţională negativă, deci expansiune.

Iată aşadar unul din cele mai în vogă scenarii: la început, Universul era minuscul şi gol - un vid cuantic, structurat, omogen, plin de legi fizice şi saturat de energie. Un vid atît de plin, încît a fost calificat drept vid fals. Instabil, dotat cu o presiune negativă imensă, acest Univers gol a explodat brusc şi s-a dilatat vertiginos pînă la dimensiuni imense. Astfel, vidul şi-a sfărîmat unitatea şi simetria originară şi şi-a răspîndit aproape întreaga energie în Univers, sub formă de particule elementare. După epoca vidului a urmat dominaţia materiei şi a radiaţiei. Din falsul vid iniţial şi omnipotent nu a rămas decît un vid adevărat, aproape golit de energie.

Prin această inflaţie, Universul şi-a pierdut armonia originară şi a devenit multiplu. Într-o succesiune de ruperi de simetrie, forţele s-au diferenţiat, iar particulele au căpătat diverse mase. Amplificarea astronomică a fluctuaţiilor vidului explică perfect neomogenităţile densităţii materiei, care au generat galaxiile.

Dar nu trebuie uitat că inflaţia nu este decît o teorie cu o bază fragilă, pe care unii astrofizicieni o consideră naivă, vagă şi nefundamentată.

Cosmologia contemporană oferă vidului roluri chiar mai prestigioase: nu este numai motorul inflaţiei, dar devine chiar matricea universală. Unul din cele mai spectaculoase modele aparţine rusului Andrei Linde. Universul s-a născut dintr-o fluctuaţie minusculă a vidului primordial. La această scară, energia vidului şi fluctuaţiile sale influenţează structurile spaţiului şi timpului. Astfel, o fluctuaţie absolut banală a vidului i-a dictat Universului propriul cuantum spaţio-temporal, legile sale, fizica sa şi modul în care şi-a scindat unitatea originară pentru a da naştere fortelor şi particulelor pe care le cunoaştem. Nimic nu ne opreşte să ne gîndim că alte fluctuatii ar fi putut duce la naşterea altor universuri, ca nişte globuri izolate, avînd fiecare propriile legi fizice şi propriul spaţiu-timp! De fapt, acest lucru nu poate fi cunoscut niciodată, căci aceste universuri-globuri, ieşite din fluctuaţii aleatorii, nu pot comunica între ele. Atingem aici limitele ştiinţei.

Vidul cuantic există în mod obligatoriu în cadrul cuantumului spaţiu-timp. Totuşi, anumiţi cosmologi radicali merg mai departe, înainte chiar de spaţiu şi de timp: nici măcar vid, dar un adevărat "nimic". Dar prin efectul tunel, care afirmă că orice particulă prinsă în capcană de o energie superioară are o probabilitate nenulă de a scăpa, acest nimic ar putea genera un Univers embrionar, cu structura sa geometrică. O obiecţie se ridică în mod automat: de ce ar exista efectul tunel înainte de spaţiu, timp şi de orice altceva? Această lege ce precede orice materie evocă divinitatea. Cosmologia începe să iasă din cîmpul pur ştiinţific.

Dar unde se găsesc aceste limite? Întrebările metafizice sînt inevitabile: Dacă vidul cuantic a generat Universul, cine a creat vidul cuantic? Regăsim din nou vechea problemă a momentului ce precede big-bangul, la care nu se poate răspunde prin intermediul ştiinţei, care nu dispune de nici un fel de posibilităţi pentru a da un răspuns la această întrebare.

Limitele fizicii actuale sînt fixate în mod clar de teoria cuantică. Tot ceea ce se petrece înainte de 10-43s (timpul lui Plank) este indescriptibil fizic. Căci energia este atunci atît de imensă, încît forţa de gravitaţie, de obicei neglijabilă la scară mică, devine foarte importantă. Dincolo de această barieră a lui Plank, Universul este atît de mic şi dens şi atît de plin de energie, încît domeniile cuantic şi gravitaţional se suprapun.

Dar nu există nici o teorie capabilă de a unifica efectele cuantice şi gravitaţionale. Relativitatea generală, care descrie gravitaţia şi Universul la scară mare, şi fizica cuantică, ce guvernează lumea microscopică, par total incompatibile. În ciuda eforturilor depuse de cîteva decenii, fizicienii nu au reuşit să le unifice: relativitatea generală ignoră fluctuaţiile, iar fizica cuantică nu cunoaşte decît un spaţiu-timp plat şi limitat. Pentru a descrie primele momente ale Universului, o teorie a "gravitaţiei cuantice" este indispensabilă. Să aşteptăm...

Este uimitor cîte aspecte prezentate aici au fost intuite încă din secolul trecut de către Eminescu în "Scrisoarea I". Să ne reamintim cîteva versuri de o forţă neobişnuită:


    La-nceput, pe cînd fiinţă nu era, nici nefiinţă,
    Pe cînd totul era lipsă de viaţă şi voinţă,
    Cînd nu se-ascundea nimica, deşi tot era ascuns...
    Cînd, pătruns de sine însuşi, odihnea cel nepătruns.

    Fu prăpastie? Genune? Fu noian întins de apă?
    N-a fost lume pricepută şi nici minte s-o priceapă,
    Căci era un întuneric ca o mare făr-o rază,
    Dar nici de văzut nu fuse şi nici ochi care s-o vază.

    Umbra celor nefăcute nu-ncepuse-a se desface,
    Şi în sine împăcată stăpînea eterna pace!...

    Dar deodat-un punct se mişcă... cel dintîi şi singur. Iată-l
    Cum din haos face mumă, iară el devine Tatăl...
    Punctu-acela de mişcare, mult mai slab ca boaba spumii,
    E stăpînul fără margini peste marginile lumii...

    De-atunci negura eternă se desface în fîşii,
    De atunci răsare lumea, lună, soare şi stihii...

    De atunci şi pînă astăzi, colonii de lumi pierdute
    Vin din sure văi de haos pe cărări necunoscute
    Şi în roiuri luminoase izvorînd din infinit,
    Sînt atrase în viaţă de un dor nemărginit.

    Iar în lumea asta mare, noi, copii ai lumii mici,
    Facem pe pămîntul nostru muşunoaie de furnici;
    Microscopice popoare, regi, oşteni şi învăţaţi
    Ne succedem generaţii şi ne credem minunaţi;

    Muşti de-o zi pe-o lume mică de se măsură cu cotul,
    În acea nemărginire ne-nvîrtim uitînd cu totul
    Cum că lumea asta-ntreagă e o clipă suspendată,
    Că-ndărătu-i şi-nainte-i întuneric se arată.

    Precum pulberea se joacă în imperiul unei raze,
    Mii de fire viorie ce cu raza încetează,
    Astfel, într-a veşniciei noapte pururea adîncă,
    Avem clipa, avem raza, care tot mai ţine încă...

    Cum s-o stinge, totul piere, ca o umbră-n întuneric,
    Căci e vis al nefiinţei universul cel himeric...
    ...
    Şi în noaptea nefiinţei, totul cade, totul tace,
    Căci în sine împăcată reîncep-eterna pace...

Copyright © 2000-2011 Arta de a Trăi. Toate drepturile sînt rezervate.