Είμαστε φτιαγμένοι από χωρόχρονο λέει η κβαντική βαρύτητα βρόχων

August 31, 2007 at 5:59 pm (Uncategorized) ()

http://www.physics4u.gr/articles/2007/made_of_spacetime.html

 

Ο φυσικός Lee Smolin μαζί με τους συνεργάτες του μπορεί να μην είναι μάγοι αλλά έχουν κάνει ένα από τα πιο μεγάλα διανοητικά τεχνάσματα. Ξεκινώντας από τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, έχουν ξαναδημιουργήσει τον Κόσμο. Όλα τα πράγματα από τον ιστό του διαστήματος έως την ύλη από την οποία αποτελούνται οι μαγικοί ράβδοι και τα κουνέλια προκύπτουν από ένα άδειο μαγικό καπέλο. Είναι ένας εντυπωσιακός άθλος. Όχι μόνο ο Lee Smolin μας λέει για την προέλευση του χώρου και την ύλη, αλλά μπορεί να μας βοηθήσει να καταλάβουμε από που προέρχονται οι νόμοι του σύμπαντος. Όπως ήταν αναμενόμενο, ο Smolin, που είναι θεωρητικός φυσικός στο Ίδρυμα Perimeter στο Βατερλό του Οντάριο, είναι πολύ συγκινημένος. “Έχω φέρει τα πάνω-κάτω σε αυτές τις ιδέες”, λέει. Η νέα προσέγγιση για την κατανόηση του Κόσμου είναι βασισμένη σε μια συλλογή θεωριών, που ονομάζεται Κβαντική Βαρύτητα Βρόχων, και αποτελεί μια προσπάθεια να συγχωνευθεί η γενική σχετικότητα και η κβαντομηχανική σε μια ενιαία συνεπή θεωρία.

 

Η γέννηση της θεωρίας

 

Abhay AshtekarΗ προέλευση της κβαντικής βαρύτητας βρόχων ξεκινάει από τη δεκαετία του ’80, όταν ο Ινδός φυσικός Abhay Ashtekar, που τώρα βρίσκεται στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας, ξανάγραψε τις εξισώσεις της γενικής σχετικότητας σε ένα κβαντικό πλαίσιο. Οι Smolin και Carlo Rovelli του πανεπιστημίου της Μεσογείου στη Μασσαλία, αργότερα ανέπτυξαν τις ιδέες του Ashtekar και ανακάλυψαν ότι στο νέο πλαίσιο, το διάστημα δεν είναι ομαλό και συνεχές αλλά αντίθετα περιλαμβάνει αδιαίρετα τμήματα διαμέτρου μόλις 10-35 μέτρα. Η κβαντική βαρύτητα βρόχων πάει παραπέρα και ορίζει τον χωροχρόνο ως ένα δίκτυο αφηρημένων συνδέσεων, που συνδέουν αυτούς τους όγκους του διαστήματος, κάτι σαν τους κόμβους που συνδέονται σε έναν χάρτη διαδρομών των αερογραμμών.

Από την αρχή, οι φυσικοί παρατήρησαν ότι αυτές οι συνδέσεις θα μπορούσαν να περιτυλιχτούν η μία την άλλη για να σχηματίσουν δομές σαν πλεξούδες. Βέβαια οι πλεξούδες ήταν περίεργες, εντούτοις, κανένας δεν κατάλαβε την έννοιά τους. “Ξέραμε για τις πλεξούδες αυτές από το 1987”, λέει ο Smolin, “αλλά δεν ξέραμε εάν αντιστοιχούσε σε κάποια φυσική οντότητα”.

Η θεωρία με τα preons ή πρέονς

Sundance Bilson-Thompson Σε αυτό το σημείο συναντούμε τον Sundance Bilson-Thompson, έναν θεωρητικό φυσικό σωματιδίων στο πανεπιστήμιο της Αδελαϊδας στην Αυστραλία. Ο ίδιος ήξερε ελάχιστα για την κβαντική βαρύτητα όταν, το 2004, άρχισε να δουλεύει πάνω σε ένα παλαιό πρόβλημα από τη φυσική σωματιδίων. Ο Bilson-Thompson προσπαθούσε να καταλάβει την αληθινή φύση των πιο στοιχειωδών σωματιδίων – εκείνα που δεν αποτελούνται από άλλα υπο-σωματίδια. Ο ίδιος περιπλέχτηκε από το μεγάλο αριθμό αυτών των σωματιδίων στο Καθιερωμένο Μοντέλο, και ξεκίνησε να αναρωτιέται για το πόσο στοιχειώδη ήταν πραγματικά. Σαν πρώτο βήμα για την απάντηση σε αυτή την ερώτηση, ξεσκόνισε μερικά παλιά μοντέλα που αναπτύχθηκαν στη δεκαετία του ’70 και τα οποία υποστήριζαν την ύπαρξη ακόμα πιο θεμελιωδών οντοτήτων από τα κουάρκ και των λεπτονίων (ηλεκτρονίων, μιονίων και ταυ), των αποκαλούμενων preons. Η λέξη πρέονς, που θεωρούνται σημειακά σωματίδια, πλάστηκε από τους Jogesh Pati και Abdus Salam το 1974. Η εικόνα δεξιά δείχνει την οικογένεια με τα πιο ελαφρά σωματίδια του Καθιερωμένου Μοντέλου σαν πλεξούδες. Κάθε συστροφή – πλεξούδα αντιστοιχεί στο 1/3 του στοιχειώδους ηλεκτρικού φορτίου, είτε θετικό είτε αρνητικό ανάλογα με την κατεύθυνση της συστροφής. Ακριβώς όπως οι πυρήνες των διαφορετικών στοιχείων χτίζονται από τα πρωτόνια και τα νετρόνια, αυτά τα μοντέλα με τα preon προτείνουν ότι τα ηλεκτρόνια, τα κουάρκ, τα νετρίνα και τα υπόλοιπα στοιχειώδη σωματίδια χτίζονται από μικρότερα, υποθετικά σωματίδια που φέρνουν κάποιο ηλεκτρικό φορτίο και αλληλεπιδρούν το ένα με το άλλο. Τα μοντέλα τελικά είχαν πρόβλημα, επειδή πρόβλεπαν ότι τα preons θα είχε τεράστια περισσότερη ενέργεια από τα σωματίδια που υποτίθεται ήταν τμήματα. Αυτή η μοιραία ρωγμή ήταν η αιτία που εγκαταλείφθηκαν τα μοντέλα αυτά, αν και δεν ξεχάστηκαν ολοκληρωτικά. Επιπλέον, το ενδιαφέρον για τα μοντέλα με preon σταμάτησε μετά από την πρώτη επανάσταση των υπερχορδών, όταν πολλοί φυσικοί πείστηκαν ότι η θεωρία χορδών προσφέρει ένα λογικότερο ερευνητικό πρόγραμμα για την κατανόηση της φύσης των στοιχειωδών σωματιδίων. Ο Bilson-Thompson πήρε ένα διαφορετικό δρόμο. Αντί να σκεφθεί τα preons ως σωματίδια που ενώνονται μαζί σαν τα τουβλάκια του Lego, επικεντρώθηκε στον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν. Μετά από όλα αυτά, ό,τι ονομάζουμε ιδιότητες ενός σωματιδίου δεν είναι στην πραγματικότητα τίποτα περισσότερο από τον τρόπο που αλληλεπιδρά με όλα γύρω του. Ίσως, σκέφτηκε, ότι θα μπορούσε να μάθει πώς αλληλεπιδρούν τα preons, και από αυτό να μάθει τι είναι.

Για να το κάνει αυτό, ο Bilson-Thompson εγκατέλειψε την ιδέα ότι τα preons είναι σωματίδια σημειακά και σκέφτηκε ότι κατέχουν στην πραγματικότητα ένα μήκος και ένα πλάτος, σαν τις κορδέλες που θα μπορούσαν κάπως να αλληλεπιδράσουν αν τυλιχτούν η μία γύρω από την άλλη. Υπέθεσε ότι αυτές οι κορδέλες θα μπορούσαν να τυλιχτούν η μία με την άλλη για να σχηματίσουν μια πλεξούδα, όταν ενωθούν τρία preons για να σχηματίσουν ένα σωματίδιο. Οι μεμονωμένες κορδέλες μπορούν επίσης να στριφτούν δεξιόστροφα ή αντίθετα προς την φορά των δεικτών του ρολογιού κατά μήκος του άξονα τους. Κάθε συστροφή, φαντάστηκε ο Bilson-Thompson, ότι θα ‘φόρτωνε’ κάθε preon με ένα φορτίο ισοδύναμο με το ένα τρίτο του φορτίου του ηλεκτρονίου, ενώ το πρόσημο του φορτίου θα εξαρτάται από την κατεύθυνση της συστροφής. Η απλούστερη δυνατή πλεξούδα στο μοντέλο Bilson-Thompson μοιάζει με ένα παραμορφωμένο κουλουράκι και αντιστοιχεί σε ένα νετρίνο ηλεκτρονίου (βλ. γραφική παράσταση). Αν πάρουμε την κατοπτρική του εικόνα θα έχουμε την αντίστοιχη αντιύλη, το αντι- νετρίνο του ηλεκτρονίου. Προσθέστε τρεις δεξιόστροφες συστροφές και θα έχετε κάτι που συμπεριφέρεται ακριβώς όπως ένα ηλεκτρόνιο, τρεις συστροφές αντίθετες προς την φορά των δεικτών του ρολογιού και θα πάρετε ένα ποζιτρόνιο. Το μοντέλο του Bilson-Thompson παράγει επίσης τα φωτόνια και τα μποζόνια W και Z, τα σωματίδια φορείς των ηλεκτρομαγνητικών και ασθενών αλληλεπιδράσεων. Στην πραγματικότητα, αυτές οι πεπλεγμένες κορδέλες φαίνονται να γεμίζουν ολόκληρο τον ζωολογικό κήπο των σωματιδίων στο καθιερωμένο πρότυπο. Ο Bilson-Thompson δημοσίευσε την εργασία του on-line το 2005 (www.arxiv.org/abs/hep-ph/0503213). Παρά τα επιτεύγματά του, εντούτοις, ακόμα δεν ήξερε τι ήταν τα preons. Ή οι πλεξούδες του από τί φτιάχνονταν στην πραγματικότητα. “Έπαιζα με την ιδέα ότι ήταν μικρο-σκουληκότρυπες, οι οποίες τυλίγονταν η μία γύρω από την άλλη. Ή ότι ήταν κάποιες άλλες ακραίες διαστρεβλώσεις στη δομή του χωροχρόνου”, θυμάται.

 

Η επαφή του Lee Smolin με το Bilson-Thompson και τη Μαρκοπούλου

Τα βαριά σωματίδια νομίζουμε πως περιέχουν πιο σύνθετες πλεξούδες στο χωροχρόνο

Σε αυτό το σημείο ο Smolin σκόνταψε πάνω στην εργασία του Bilson-Thompson. “Όταν το είδα, ταράχτηκα επειδή έψαχνα κάτι που να μπορεί να εξηγήσει την πλεξούδα”, λέει ο Smolin. Ήταν όμως οι δύο τύποι της πλεξούδας μία και αυτή; Είναι τα σωματίδια κάτι περισσότερο από τις πεπλεγμένες κοτσίδες του χωροχρόνου;

Μαρκοπούλου ΦωτεινήΟ Smolin προσκάλεσε τον Bilson-Thompson στο Βατερλό για να τον βοηθήσει να το ανακαλύψει. Στρατολόγησε συγχρόνως και τη Φωτεινή Μαρκοπούλου στο Ίδρυμα, η οποία από καιρό είχε υποψιαστεί ότι οι πλεξούδες στο χώρο μπορεί να είναι η πηγή της ύλης και της ενέργειας. Ακόμα η ίδια ήταν ενήμερη ότι αυτή η ιδέα δεν ταίριαζε καλά με την κβαντική βαρύτητα βρόχων. Σε κάθε στιγμή, οι κβαντικές διακυμάνσεις ζαρώνουν το δίκτυο των χωροχρονικών συνδέσεων, τσαλακώνοντας το σε ένα κυκεώνα εξογκωμάτων και προεξοχών. Αυτές οι δομές είναι τόσο εφήμερες που διαρκούν για περίπου 10-44 δευτερόλεπτα προτού μορφοποιηθούν σε ένα νέα σχήμα. “Εάν το δίκτυο αλλάζει παντού όλη την ώρα, πώς γίνεται και όλα επιζούν;” ρωτά η Μαρκοπούλου. “Ακόμη και στο κβαντικό επίπεδο, ξέρω ότι ένα φωτόνιο ή ένα ηλεκτρόνιο ζει για πολύ περισσότερο καιρό από 10-44 “, υποστηρίζει. Η Μαρκοπούλου είχε βρει ήδη μια απάντηση σε μια ριζική παραλλαγή της κβαντικής βαρύτητας βρόχων που αναπτυσσόταν μαζί με το David Kribs, ένας ειδικός στον κβαντικό υπολογισμό στο πανεπιστήμιο Guelph στο Οντάριο. Ενώ οι παραδοσιακοί υπολογιστές αποθηκεύουν τις πληροφορίες σε bits που μπορούν να πάρουν τις τιμές 0 ή 1, τα qubits στους κβαντικούς υπολογιστές, σε γενικές γραμμές τουλάχιστον, μπορεί να είναι 0 και 1 συγχρόνως, κάτι που κάνει τον κβαντικό υπολογισμό μια πανίσχυρη ιδέα. Τα qubits όμως διατρέχουν πάντα τον κίνδυνο να χάσουν την τιμή τους ως αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων τους με τον εξωτερικό κόσμο, αλλά οι υπολογισμοί έχουν δείξει ότι οι συλλογές των qubits είναι πολύ πιο ανθεκτικές από όσο κάποιος μπορούσε να περιμένει, και ότι τα στοιχεία που αποθηκεύονται σε αυτά μπορούν να επιζήσουν σε όλα τα είδη της διαταραχής. Στην έκδοση της κβαντικής βαρύτητας βρόχων της Μαρκοπούλου και του Kribs, αυτοί θεώρησαν τον Κόσμο ως έναν γιγαντιαίο κβαντικό υπολογιστή, όπου κάθε κβάντο του χώρου αντικαθίσταται από λίγες κβαντικές πληροφορίες. Οι υπολογισμοί τους έδειξαν ότι η ανθεκτικότητα των qubits θα διατηρούσε τις κβαντικές πλεξούδες στον χωροχρόνο, εξηγώντας έτσι πώς θα μπορούσαν τα σωματίδια να είναι τόσο μακράς διάρκειας ανάμεσα στην κβαντική αναταραχή. Ο Smolin, η Μαρκοπούλου και ο Bilson-Thompson τώρα έχουν επιβεβαιώσει ότι το πλέξιμο σε πλεξούδες αυτού του κβαντικού χωροχρόνου, μπορεί να παραγάγει τα ελαφρύτερα σωματίδια στο καθιερωμένο πρότυπο – το ηλεκτρόνιο, τα κουάρκ “επάνω” και “κάτω”, το νετρίνο του ηλεκτρονίου καθώς και την αντίστοιχη αντιύλη τους (www.arxiv.org/abs/hep-th/0603022).

Μέχρι τώρα η νέα θεωρία αναπαράγει μόνο μερικά από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του καθιερωμένου προτύπου, όπως είναι το φορτίο των σωματιδίων και τον δεξιό ή αριστερό “προσανατολισμό”, μια ποσότητα που δείχνει αν το κβαντομηχανικό σπιν ενός σωματιδίου έχει την ίδια ή την αντίθετη φορά με την κατεύθυνση της κίνησης του στο χώρο. Ακόμα κι έτσι, ο Smolin είναι συγκλονισμένος με την πρόοδο. “Μετά από 20 χρόνια, είναι θαυμάσιο να γίνεται μια κάποια σύνδεση με τη φυσική σωματιδίων, και που δεν θα γίνεται με το χέρι αλλά με τη θεωρία”, λέει. Η αντιστοίχηση μεταξύ των διαφόρων πλεξούδων και των σωματιδίων δείχνει ότι οι περισσότερες ιδιότητες μπορούν να προέλθουν από τη θεωρία. Το ουσιαστικότερο επίτευγμα, λέει ο Smolin, θα ήταν να υπολογιστούν οι μάζες των στοιχειωδών σωματιδίων από τα πρώτα αξιώματα. Είναι ένας σημαντικά φιλόδοξος στόχος: η πρόβλεψη των μαζών και άλλων θεμελιωδών σταθερών της φύσης ήταν κάτι που προώθησαν οι θεωρητικοί των χορδών περισσότερα από 20 χρόνια πριν – και έχουν τώρα σταματήσει. Όπως και με τη θεωρία χορδών, η επινόηση πειραμάτων για την απόδειξη της νέας θεωρίας είναι επίσης πολύ δύσκολη. Αυτό είναι ένα πρόβλημα που δυσκολεύει την αναγνώριση της κβαντικής βαρύτητας βρόχων, επειδή κανένα κατανοητό πείραμα δεν μπορεί να εξετάσει το διάστημα κάτω από τα 10-35 μέτρα. Κατά ειρωνικό τρόπο, ο καλύτερος χώρος στον οποίο πρέπει να ψάξει κανείς για την πειραματική απόδειξη μπορεί να είναι οι μεγαλύτερες κλίμακες στον Κόσμο, κι όχι ο μικρότερος κόσμος. “Η περιοχή για να κάνει κανείς προβλέψεις είναι ο τομέας της κοσμολογίας”, λέει ο John Baez, μαθηματικός και ειδικός στην κβαντική βαρύτητα στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Irvine. Η Μαρκοπούλου προσπαθεί τώρα να σκεφτεί τρόπους για να δοκιμάσει το μοντέλο με τις πλεξούδες χρησιμοποιώντας την μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου που έμεινε από τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι φυσικοί θεωρούν ότι τα μοτίβα της ακτινοβολίας που βλέπουμε σήμερα μπορεί να έχουν προέλθει από τις κβαντικές διακυμάνσεις κατά τη διάρκεια των πρώτων πρώτων στιγμών μετά το big bang, όταν όλη η ύλη στον Κόσμο γέμιζε ένα χώρο πολύ μικρό για να είναι σημαντικά τα κβαντικά αποτελέσματα.

Υπάρχει το διάστημα;

Δύσκολο πράγματι, αλλά αξίζει την προσπάθεια. Εάν αυτή η έκδοση της κβαντικής βαρύτητας βρόχων μπορεί να αναπαραγάγει όλα τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του καθιερωμένου προτύπου της σωματιδιακής φυσικής και να επιβεβαιωθεί στις πειραματικές δοκιμές, θα μπορούσαμε να είχαμε την καλύτερη ιδέα από την εποχή του Einstein. “Είναι μια όμορφη ιδέα. Είναι μια γενναία, παράξενη ιδέα”, λέει ο Rovelli. “Και αυτή μπορεί να δουλέψει.”Εν τω μεταξύ, το όραμα της Φωτεινής Μαρκοπούλου για το Σύμπαν ως ένας γιγαντιαίος κβαντικός υπολογιστής μπορεί να είναι κάτι περισσότερο από μια χρήσιμη αναλογία: μπορεί και να είναι αληθινό, σύμφωνα με μερικούς θεωρητικούς. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει μια τρομακτική συνέπεια: το ίδιο το διάστημα, ο χώρος, μπορεί να μην υπάρχει. Με την αντικατάσταση μεγάλων τμημάτων του διαστήματος της κβαντικής βαρύτητας βρόχων με τα qubits, που συνήθως είναι ένα πλαίσιο αναφοράς – το ίδιο το διάστημα – γίνεται ακριβώς ένας Ιστός των πληροφοριών. Εάν η έννοια του διαστήματος παύει να έχει έννοια στις μικρότερες κλίμακες, υποστηρίζει η Μαρκοπούλου, τότε μερικές από τις συνέπειες αυτού του γεγονότος θα μπορούσε να έχει ενισχυθεί από την διαστολή που ακολούθησε το big bang. “Η υπόθεση μου είναι ότι η μη ύπαρξη του διαστήματος έχει αποτελέσματα που είναι μετρήσιμα, εάν μπορείτε να το δείτε σωστά. “Επειδή είναι αρκετά δύσκολο να βάλετε στο μυαλό σας τι σημαίνει να μην υπάρχει κανένα διάστημα”, προσθέτει. Φυσικά, οι περισσότεροι φυσικοί διατηρούν επιφυλάξεις. Ο Joe Polchinski, ένας θεωρητικός των χορδών στο πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια, θεωρεί ότι ο Smolin και οι συνάδελφοί του έχουν ακόμα πολλή δουλειά να κάνουν για να δείξουν ότι οι ‘πλεξούδες’ τους συλλαμβάνουν όλες τις λεπτομέρειες του πλήρους καθιερωμένου μοντέλου. “Είναι σε ένα πολύ προκαταρκτικό στάδιο. Κάποιος πρέπει να παίξει με αυτή και να δει που θα πάει”, υποστηρίζει ο Polchinski. “Αν η νέα κβαντική βαρύτητα βρόχων προχωρήσει, τότε θα μπορούσε να μας δώσει μια νέα αίσθηση της θέσης μας στον Κόσμο. Εάν τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ – άρα και τα άτομα και οι άνθρωποι – είναι μια συνέπεια του τρόπου που ο χωροχρόνος ‘πλέκεται’ στον εαυτό του, τότε δεν θα μπορούσαμε να είμαστε τίποτα περισσότερο από μια δέσμη κοτσίδες στον χώρο. Πλεγμένοι καθώς είμαστε, θα μπορούσαμε τουλάχιστον να έχουμε την άνεση να ξέρουμε επιτέλους ότι είμαστε αληθινά ένα με το Σύμπαν.

Κβαντική βαρύτητα υπερμεγέθης

Για να πετύχει η κβαντική βαρύτητα βρόχων ως θεμελιώδη θεωρία της βαρύτητας, πρέπει κατ’ ελάχιστο να προβλέπει ότι τα μήλα πέφτουν στη Γη. Με άλλα λόγια, ο νόμος της βαρύτητας του Νεύτωνα πρέπει να προκύπτει κατά φυσικό τρόπο από αυτή τη θεωρία. Είναι υψηλή προτεραιότητα για μια θεωρία που παράγει το χώρο και το χρόνο από την αρχή, να περιγράψει τι συμβαίνει στον καθημερινό κόσμο μας. Όμως ο Carlo Rovelli έχει πετύχει να κάνει ακριβώς αυτό. “Ουσιαστικά έχουμε υπολογίσει το νόμο του Νεύτωνα που αρχίζει από έναν Κόσμο χωρίς κανένα χώρο και χρόνο”, λέει ο ίδιος. Ο νόμος της βαρύτητας του Νεύτωνα περιγράφει την δύναμη που έλκονται δύο μάζες που βρίσκονται σε μια απόσταση. Εντούτοις, δεν είναι τόσο απλό να μετρήσει αυτή την απόσταση όταν το διάστημα έχει μια σύνθετη κβαντική αρχιτεκτονική όπως αναφέρει η κβαντική βαρύτητα βρόχων, όπου δεν είναι ακόμα σαφές τι σημαίνει απόσταση. Αυτό είναι και το μεγαλύτερο εμπόδιο στο να αποδειχθεί πως μπορεί να προκύψει ο νόμος του Νεύτωνα από το κβαντοποιημένο διάστημα. Ο αφελής τρόπος για να μετρηθεί το μήκος στο κβαντοποιημένο διάστημα είναι να πηδάμε από το ένα κβάντο στο άλλο, μετρώντας πόσα βήματα κάνουμε για να φθάσει στον τελικό προορισμό. Σύμφωνα με την κβαντική βαρύτητα βρόχων, εντούτοις, ο ιστός του διαστήματος ‘αναβράζει’ με κβαντικές διακυμάνσεις, κι έτσι η απόσταση μεταξύ δύο σημείων αλλάζει πάντα, και ακόμα μπορεί συγχρόνως να πάρει διάφορες τιμές. Ο Eugenio Bianchi του πανεπιστημίου της Πίζας, ο Leonardo Modesto του πανεπιστημίου της Μπολόνιας και ο Simone Speziale του Ιδρύματος Perimeter στο Βατερλό, και ο Rovelli μαζί παράκαμψαν αυτό το πρόβλημα. Η ομάδα αυτή βρήκε έναν μαθηματικό τρόπο να απομονώσει περιοχές του διαστήματος για αρκετό καιρό, ώστε να μετρήσει το διάστημα μεταξύ δύο σημείων. Όταν αυτοί το μεγέθυναν και χρησιμοποιώντας τα ίδια μαθηματικά για να εξετάσουν το χωροχρόνο στις πολύ μεγαλύτερες κλίμακες, τότε διαπίστωσαν ότι ο νόμος του Νεύτωνα αναδύθηκε από τη θεωρία τους. Οι υπολογισμοί από την ομάδα του Rovelli δεν αναπαράγει ακόμα την πλήρη πολυπλοκότητα της γενικής σχετικότητας του Einstein, η οποία περιγράφει επίσης πως αρκετά μεγάλες μάζες καμπυλώνουν το χώρο. Το αποτέλεσμά τους είναι προς τη σωστή κατεύθυνση, εντούτοις. Ο Lee Smolin λέει ότι είναι σημαντικό βήμα προς τα εμπρός. “Η εργασία τους δείχνει ότι ο κβαντική βαρύτητα βρόχων σίγουρα έχει τη βαρύτητα μέσα της”, τονίζει. “Δεν είναι πλέον απλώς αιθεροβάμων θεωρία.”

Permalink Leave a Comment

Σχέδιο για τη μέτρηση του αρχέγονου δευτέριου

August 31, 2007 at 5:55 pm (Uncategorized) ()

http://www.physics4u.gr/news/2007/scnews2973.html

Δεδομένα από την Μικροκυματική Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου (CMB), θα μπορούσαν να μας δώσουν την πρώτη άμεση μέτρηση της ποσότητας του δευτερίου που σχηματίστηκε λίγα λεπτά μετά από το Big Bang, σύμφωνα με ερευνητές στο Caltech. Οι τελευταίοι έχουν προτείνει έναν “τεχνικά προκλητικό” τρόπο να μετρηθεί άμεσα το δευτέριο στον αρχέγονο Κόσμο, που θα περιελάμβανε τη μελέτη μικροσκοπικών διακυμάνσεων στην απορρόφηση του υδρογόνου και του δευτερίου στις υψηλές ερυθρές μετατοπίσεις. Εντούτοις, δεν έχουν πραγματοποιήσει αυτή τη μέτρηση, γιατί θα απαιτούσε μια “ηρωική” πειραματική προσπάθεια όπως λένε. Το δευτέριο — ένα ισότοπο του υδρογόνου με ένα νετρόνιο — είναι ένα βασικό κλειδί για να κατανοήσουμε πώς δημιουργήθηκαν τα στοιχεία κατά τη διάρκεια των πρώτων-πρώτων στιγμών του Κόσμου. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως πυρηνοσύνθεση του Big Bang, θεωρείται πως έχει καθορίσει την αναλογία του δευτερίου με το υδρογόνο (D/H), που βλέπουμε στον Κόσμο σήμερα. Δημιούργησε επίσης την αρχέγονη “βαρυονική σούπα”, που περιείχε ελαφριά άτομα από τα οποία προέκυψαν τα αστέρια. Σύμφωνα με τους ερευνητές του Caltech, η αναλογία D/H μπορεί να υπολογιστεί αν μετρήσουμε πώς απορροφήθηκε η ακτινοβολία CMB από το ουδέτερο αέριο που υπήρξε κατά τη διάρκεια του “Κοσμικού Μεσαίωνα”, που ξεκίνησε κατά προσέγγιση 400.00 έτη μετά από το Big Bang. Το υδρογόνο και το δευτέριο απορροφούν τα φωτόνια της CMB σε διαφορετικά μήκη κύματος, ενώ η τεχνική αυτή θα περιελάμβανε την αναζήτηση μικροσκοπικών διακυμάνσεων στις απορροφήσεις που προκαλούνται από τις μεταβολές στην πυκνότητα των δύο αερίων σε διαφορετικά σημεία στο διάστημα. Παραδείγματος χάριν, οι περιοχές του σύμπαντος με μια υψηλότερη πυκνότητα από άτομα υδρογόνου θα απορροφήσουν περισσότερα φωτόνια CMB από τις περιοχές με χαμηλότερη πυκνότητα. Επειδή η αναλογία D/H είναι πολύ μικρή, δεν θα είναι δυνατή η αναγνώριση των μεμονωμένων συσχετισμών μεταξύ αυτών των μηκών κύματος σε ένα δεδομένο πίξελ, λέει ο Steven Furlanetto, ο οποίος πραγματοποίησε τη μελέτη με τον Kris Sigurdson. “Εντούτοις, εάν πάρουμε το μέσο όρο πολλών πίξελ στον ουρανό μπορεί να είναι δυνατό να δούμε το γενικό συσχετισμό, και από αυτόν το λόγο D/H”, προσθέτει. Μέχρι τώρα, οι κοσμολόγοι ήταν σε θέση να καθορίσουν την αναλογία D/H μόνο έμμεσα. Την έχουν πραγματοποιήσει με τη χρησιμοποίηση του Καθιερωμένου Μοντέλου για την πυρηνοσύνθεση στο Big Bang μαζί με περιορισμούς για τη συνολική πυκνότητα των πυρήνων, όπως μετριέται από τη CMB, από δορυφόρους όπως είναι ο Wilkinson Microwave Anisotropy Probe της NASA. Η νέα τεχνική αντίθετα θα επέτρεπε να μετρηθεί η αναλογία άμεσα με χρησιμοποίηση ραδιοτηλεσκοπίων. Η ομάδα του Caltech ισχυρίζεται ότι η τεχνική τους θα επέτρεπε να καθοριστεί η αρχέγονη αναλογία D/H μ μια ακρίβεια καλύτερη από 1%. Και αυτό, σε γενικές γραμμές, θα βελτίωνε τους περιορισμούς στην βαρυονική πυκνότητα του σύμπαντος και θα μπορούσε να ρίξει περισσότερο φως στη φύση της μη – βαρυονικής σκοτεινής ύλης. “Το βασικό πλεονέκτημα της προσέγγισής μας είναι ότι είναι άμεση και ανεξάρτητη των μοντέλων”, λέει ο Furlanetto. Επιπλέον, οι άλλες άμεσες μετρήσεις για την αναλογία D/H έγιναν για εποχές μετά που διαμορφώθηκαν τα αστέρια και οι γαλαξίες. “Επειδή το δευτέριο καταστρέφεται από τα αστέρια, η μέθοδος η δική μας είναι να μετρηθεί το δευτέριο προτού σχηματιστούν τα αστέρια, και είναι ο μόνος βέβαιος τρόπος να παρατηρήσουμε την αρχέγονη ποσότητα του δευτερίου”, προσθέτει ο Furlanetto. Ένα από τα κύρια εμπόδια που θα αντιμετωπίσουν οι επίδοξοι πειραματιστές θα είναι ο παρασιτικός θόρυβος. Αυτή η παρεμβολή προέρχεται από τις επίγειες πηγές, την διαστρέβλωση από την ιονόσφαιρα (που απορροφά και διαθλά το κοσμολογικό σήμα) και άλλες αστρονομικές πηγές – όπως το γαλαξιακό υπόβαθρο σύγχροτρον. “Η αντιμετώπιση του θορύβου καθώς και των τεράστιων σημάτων υπόβαθρου θα απαιτήσει ισχυρότερα τηλεσκόπια και πιθανώς πιο περίπλοκους αλγόριθμους ανάλυσης των στοιχείων”, ολοκληρώνει ο Furlanetto.

 


Μετρήσεις δείχνουν ότι σήμερα το σύμπαν περιέχει ένα άτομο δευτερίου για κάθε 40.000 άτομα κανονικού υδρογόνου. Σύμφωνα δε με την Καθιερωμένη Θεωρία, αρκετές ποσότητες δευτερίου στο πρώιμο σύμπαν, σχηματίστηκαν με τη βοήθεια πυρηνικών αντιδράσεων στα πρώτα 1.000 δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Η δε ποσότητα του δευτερίου εξαρτάται αποκλειστικά από τον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων. Έτσι, αν μετρήσουμε το δευτέριο, μπορούμε να προσδιορίσουμε τον αριθμό των πρωτονίων, και εν συνεχεία πόση ύλη είναι παρούσα σήμερα στο σύμπαν. Τέλος, αν συνδυάσουμε όλες τις πληροφορίες, οι οποίες συλλέχτηκαν από τα τηλεσκόπια και παρατηρητήρια, αναδύεται η ακόλουθη εικόνα: το σύμπαν αποτελείται κατά 4% από πρωτόνια, ηλεκτρόνια και άλλα γνωστά σωματίδια, κατά 30% από κάποιο μυστηριώδη αόρατο τύπο μάζας που λέγεται “σκοτεινή ύλη”, και περίπου 66% από την ακόμη πιο μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια του κενού.

Permalink Leave a Comment

Ancient microbes repair DNA

August 30, 2007 at 5:36 pm (Uncategorized) ()

http://www.the-scientist.com/news/home/53546/

Bacteria trapped in permafrost breathe and repair their DNA for more than half a million years

Bacteria frozen in permafrost for hundreds of thousands of years slowly respirate and repair their DNA, according to a report in the Proceedings of the National Academy of Sciences this week. The strategy may explain how life persists over geologic time scales, the authors say. Other scientists have claimed to recover viable microbes that have been trapped in amber, salt or buried deep within the earth for tens to hundreds of millions of years, but how these ancient bacteria remained alive for so long under extreme conditions has remained a mystery. Researchers have postulated that they persist as dormant endospores in which metabolic activity has all but ceased. But those resting cells would still be buffeted by physical and chemical degradation, said Eske Willerslev of the University of Copenhagen in Denmark, who led the current effort. DNA, in particular, would become fragmented unless it could be repaired. “Many people, including myself, have been very skeptical about [those] results,” Willerslev told The Scientist. “There has not been a mechanism to explain how cells could survive for that long.” His team collected ice cores up to a million years old from the permafrost of Antarctica, Siberia and Canada’s Klondike, and placed them chambers chilled to -10 degrees C and filled with an atmosphere free of carbon dioxide. After waiting three months for CO2 trapped in air bubbles to dissipate, they collected gas emitted by the cores for another six months. Samples older than 600,000 years were inert, they found, but younger samples generated carbon dioxide – a sign of life. Previous work had shown that strands of DNA amplified from dead microbial fossils rarely exceed 500 base pairs, but the group targeted fragments 4,000 base pairs long. To estimate the integrity of the microbial DNA, they used an enzyme to break DNA strands at damaged regions. Even in samples pre-digested with the enzyme, the DNA was sufficiently well-preserved for the researchers to amplify 4,000 base-pair strands in the younger samples, evidence of active DNA repair. To make sure they were not amplifying DNA of modern bacteria contaminating the ancient samples, the researchers conducted all experiments in two labs. The paired findings agreed: Samples younger than 600,000 years old yielded long strands of DNA, while older ones yielded only shorter scraps. The team matched the amplified sequences to known groups of bacteria, and found that the variety of microbes diminished as the ice got older. “What I think we are seeing is a community that is slowly dying out,” Willerslev said. The oldest intact DNA they recovered mostly matched sequences for Actinobacteria, a phylum not known to form endospores, suggesting that slow metabolism and repair were key to longevity. Finding enough energy to continue a low level of activity shouldn’t be a problem, even in ice, said P. Buford Price of the University of California, Berkeley, who was not involved with the study. His past findings suggested that thin films of water, just a few molecules deep between the ice crystals, would be enough to transport nutrients from dust trapped in the permafrost, he told The Scientist. Price said he had “serious doubts” about earlier claims of ancient microbes, which could have been artifacts of contamination, but found the present study credible. “I believe it,” he said. “Willerslev argues forcefully that a better strategy for microbes to survive is not to go dormant, but to stay metabolically active and use that energy to repair DNA.” Such survival “seems plausible,” said Jeffrey Bada of the University of California, San Diego, who has developed probes for frozen Martian life for NASA. Bada, who was not a coauthor of the study, noted that cold temperatures slow chemical degradation, which would allow even sluggish repair to keep up. Willerslev said the findings may help study the possibility of life beyond Earth. Both Mars and Jupiter’s icy moon Europa are much colder than Earth’s permafrost, and may harbor torpid life.

Permalink Leave a Comment

Supersonic ‘rain’ falls on newborn star

August 30, 2007 at 5:24 pm (Uncategorized) ()

http://www.physorg.com/news107613104.html

Astronomers at the University of Rochester have discovered five Earth-oceans’ worth of water that has recently fallen into the planet-forming region around an extremely young, developing star.

Dan Watson, professor of physics and astronomy at the University of Rochester, believes he and his colleagues are the first to see a short-lived stage of protoplanetary disk formation, and the manner in which a planetary system’s supply of water arrives from the natal envelope within which its parent star originally formed. The findings, published in today’s Nature, are the first-ever glimpse of material directly feeding a protoplanetary disk. The embryonic star in question, called IRAS 4B, lies in a picturesque nebula called NGC 1333, about 1000 light years from Earth. It is one of an initial list of 30 of the youngest “protostars” known, which Watson and his team examined with the Spitzer Space Telescope’s infrared spectrograph for signs of very dense, warm material at their cores. It is also the only one of the thirty to show signs of such material, signaled by the infrared spectrum of water vapor. The watery characteristics of IRAS4B’s infrared spectrum can best be explained by material falling from the protostar’s envelope onto a surrounding, dense disk. This setup, called by astronomers a “disk-accretion shock,” is the formative mechanism of the disks within which all planetary systems are thought to originate. “Icy material from the envelope is in free-fall, reaching supersonic speeds and crashing into the protoplanetary disk.” says Watson. “The ice vaporizes on impact, and the warm water vapor emits a distinctive spectrum of infrared light. That light is what we measured. From the details of the measured spectrum we can tease out the physical details of this brand-new, pre-planetary disk”. Among the details derived so far are the rate of “rainfall” onto the disk – about 23 Earth masses per year – and the characteristics of the “puddle” on the disk’s surface: The surface is 170 degrees Kelvin (153 degrees below zero Fahrenheit), and at that temperature there is about an Earth’s mass worth of material, including enough water to fill Earth’s oceans about five times. The area of the “puddle” is such that, if circular and centered on the Sun, its perimeter would be just beyond the orbit of Pluto. Results such as this will help astronomers assess the early planet-forming potential of IRAS4B’s disk, and by inference learn about the earliest stages of our solar system’s life. There are astro-chemical implications of the observations as well. “There are lots of primitive icy bodies in our solar system, and the ice they carry is often thought to descend directly from the interstellar medium, so that by studying one we could learn about the other,” says Watson. “But in NGC 1333 IRAS 4B’s disk, it is clear that the water is received as vapor and will be re-frozen under different conditions, and this means that the oxygen and hydrogen chemistry of its disk is reset from interstellar conditions. It’s not getting pristine, interstellar ice.” Astronomers at the University of Rochester, including Watson and co-author professor William Forrest, helped design the “eyes” of Spitzer specifically to look for objects like IRAS4B and its water because such objects sit in an astronomer’s blind spot. Called “Class Zero Protostars” for their extreme youth, these objects radiate substantial light only at long infrared wavelengths, which our atmosphere inconveniently blocks from ground-based telescopes. When Watson and his team first planned their Spitzer observations, only 50 class-zero protostars were known, and the team selected the 30 brightest. But Watson says that’s just the beginning. Astronomers now know of hundreds of such objects, and Watson expects to have thousands to investigate in the coming years. Another characteristic makes the otherwise un-noteworthy IRAS4B a rarity. It is oriented with its axis pointed almost directly at Earth, splaying out its entire disk to our view and simplifying the process of plumbing its secrets. Only a small fraction of the future candidates are expected be similarly oriented, keeping the search for lots more “raining protostars” a challenge.

Permalink Leave a Comment

Βιβλιογραφία: “Δημόκριτος – Μαθηματικά, Φυσ. Επιστήμες, Αστρονομία, Κοσμολογία της Ατομικής Θεωρίας”

August 27, 2007 at 8:52 pm (Uncategorized) ()

Από τις Εκδόσεις Ζήτρος κυκλοφορεί σε δύο τόμους έργο αφιερωμένο στο Δημόκριτο και στην ατομική θεωρία με πλούσια αποσπάσματα. Ο πρώτος τόμος είχε δοθεί πέρσι, σε προσφορά από την καθημερινή εφημερίδα “Βήμα” με μόλις 2 €.

http://www.zitros.gr/

Permalink Leave a Comment

Μερικά καρφιά ακόμα στο φέρετρο του Μη-Όντος

August 27, 2007 at 2:37 pm (Uncategorized) ()

Συνέχεια Σχολίων 18ου Αποσπάσματος Επίκουρου “Επιστολή Προς Ηρόδοτον”

Κινούνταί τε συνεχώς αι άτομοι (φησί δέ ενδοτέρω καί ισοταχώς αυτάς κινείσθαι τού κενού τήν είξιν ομοίαν παρεχομένου καί τή κουφοτάτη καί τή βαρυτάτη) τόν αιώνα

Τα άτομα κινούνται συνεχώς και με την ίδια ταχύτητα στο κενό.

καί αι μέν εις μακράν απ’ αλλήλων διιστάμεναι,

μερικά άτομα είναι μακριά από άλλα άτομα.

αι δέ αυτού τόν παλμόν ίσχυσαι, όταν τύχωσι τή περιπλοκή κεκλειμέναι ή στεγαζόμεναι παρά τών πλεκτικών.

Άλλα άτομα πάλλονται όταν τύχουν κλεισμένα σε περιπλοκή (άλλων ατόμων) ή καλυφθούν/σκεπαστούν από πεπλεγμένες ομάδες ατόμων.

Λέξεις-Κλειδιά: Ουσιαστικό παλμός: κραδασμός, τρέμουλο- ρήμα πάλλω: κινώ τι ισχυρώς-τραντάζω, πάλλομαι: κινώ, ταλαντεύω εμαυτόν. Ρήμα ίσχυσαι (ισχύω): είμαι δυνατός, ισχυρός, έχω επίδρασιν, επιβολήν.

ή τε γάρ τού κενού φύσις η διορίζουσα εκάστην αυτήν τούτο παρασκευάζει, τήν υπέρεισιν ουχ οία τε ούσα ποιείσθαι.

Διότι η ίδια η φύση του κενού, η οποία καθορίζει το καθένα από αυτά, δημιουργεί κενό δημιουργεί και την υποστήριξη, χωρίς να είναι τέτοια η ίδια.

Λέξεις-Κλειδία: Υπ-ερείδω: Υποβάλλω ως στήριγμα, υποστηρίζω, στηρίζω υποκάτωθεν. Ερείδω: Στηρίζω επί τίνος, ακουμπώ, υποστηρίζω τι δια να μην πέσει.

Παρατήρηση: Το κενό, όπως λέει ο Επίκουρος, είναι υπαρκτό και ενεργητικό κενό. Υποστηρίζει-στηρίζει τα άτομα, δημιουργεί την υποστήριξη των ατόμων. Μόνο μια υπαρκτή οντότητα θα μπορούσε να κάνει κάτι τέτοιο. Άλλο ένα καρφί στο φέρετρο του Μη-Όντος.

ή τε στερεότης η υπάρχουσα αυταίς κατά τήν σύγκρουσιν τόν αποπαλμόν ποιεί, εφ’ οπόσον άν η περιπλοκή τήν αποκατάστασιν εκ τής συγκρούσεως διδώ.

Και η στερεότητα που υπάρχει σ’ αυτά κατά τη σύγκρουση, τα κάνει να αναπηδούν, παρά τη μικρή απόσταση όπου αναπηδούν, όταν βρεθούν αιχμαλωτισμένα σε μια μάζα από άτομα.

αρχή δέ τούτων ουκ έστιν, αιδίων τών ατόμων ουσών καί τού κενού.

Αρχή δε αυτών δεν υπάρχει, αφού τα άτομα και το κενό είναι αιώνια.

Λέξη-κλειδί: ΑΙΔΙΟΣ: ΑΙΩΝΙΟΣ

Παρατήρηση: Το Ον είναι αιώνιο δηλαδή τα άτομα και το κενό είναι αιώνια και δεν έχουν αρχή, δεν έχουν δημιουργηθεί, υπάρχουν από πάντα.

(φησί δ’ ενδοτέρω μηδέ ποιότητά τινα περί τάς ατόμους είναι πλήν σχήματος καί μεγέθους καί βάρους. τό δέ χρώμα παρά τήν θέσιν τών ατόμων αλλάττεσθαι εν ταίς Δώδεκα στοιχειώσεσί φησι. πάν τε μέγεθος μή είναι περί αυτάς. ουδέποτε γούν άτομος ώφθη αισθήσει.)

[Αναφέρει στη συνέχεια πιο κάτω ότι τα άτομα δεν έχουν καμία ιδιότητα εκτός από το σχήμα, το μέγεθος και το βάρος. Το δε χρώμα αλλάζει ένεκα της θέσης των ατόμων, (όπως) ισχυρίζεται στο έργο του “Δώδεκα στοιχειώσεις”. Σχετικά με τα άτομα, δεν υπάρχει σ’ αυτά κανένα μέγεθος. Γιατί κανένα άτομο ποτέ δεν έχει γίνει αντιληπτό από τις αισθήσεις].

Παρατήρηση: Εδώ πρόκειται για σημείωση του αρχαίου μελετητή που έσωσε την Επιστολή. Μιλάει για ακόμα ένα χαμένο έργο τις ΔΩΔΕΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΣΕΙΣ όπου ο Επίκουρος περιγράφει αναλυτικά τις ιδιότητες-ποιότητες των ατόμων. Μια μικρή ανακολουθία που φαίνεται όταν λέει ότι το μέγεθος αποτελεί ιδιότητα των ατόμων και στην συνέχει λέει ότι «δεν υπάρχει κανένα μέγεθος» σε αυτά, μάλλον εννοεί ότι δεν έχουν μακροσκοπικό μέγεθος ώστε να γίνονται αντιληπτά από τις αισθήσεις, όπως λέει στην επόμενη παράγραφο.

Permalink Leave a Comment

Σχόλιο 18ου Απόσπασματος: Μεγάλος αλλά πεπερασμένος αριθμός σχημάτων ατόμων. Άπειρος αριθμός ατόμων από κάθε σχήμα.

August 24, 2007 at 3:33 pm (Uncategorized) ()

Στο 18ο απόσπασμα ο Επίκουρος δίνει μερικά τεχνικά στοιχεία της ατομικής θεωρίας. Συγκεκριμένα υποστηρίζει ότι ο αριθμός των δυνατών σχημάτων των ατόμων είναι μεν μεγάλος αλλά είναι και πεπερασμένος, ενώ ο αριθμός των ατόμων κάθε σχήματος είναι άπειρος!

Γιατί όμως ο Επίκουρος να μην πει ότι και ο αριθμός των δυνατών σχημάτων είναι άπειρος; Γιατί να μην το κάνει; Δεν έχει να χάσει τίποτα αν πει ότι τα σχήματα των ατόμων είναι άπειρα. Υπενθυμίζω ότι το σχήμα, μαζί με το βάρος, την θέση και την τάξη ανήκει στις μόνιμες ιδιότητες των ατόμων. Η απάντηση είναι ότι επειδή η ατομική θεωρία είναι μια επιστημονική θεωρία, ο Επίκουρος πρέπει μέσω της ατομικής θεωρίας να ερμηνεύσει το σύνολο της πραγματικότητας. Στο κείμενο λέει:

ου γάρ δυνατόν γενέσθαι τάς τοσαύτας διαφοράς εκ τών αυτών σχημάτων περιειλημμένων.

Όπου “διαφοράς” εννοεί τις μακροσκοπικές διαφορές των σωμάτων που δημιουργούνται από “συγκρίσεις”(συνενώσεις) των ατόμων. Δηλαδή λέει ότι δεν θα μπορούσαν τα σώματα που σχηματίζονται από τα άτομα να έχουν τόσες μακροσκοπικές διαφορές αν υπήρχαν άπειρα σχήματα ατόμων. Μια ιδιότητα του μικρόκοσμου των ατόμων λοιπόν επηρεάζει την συμπεριφορά των σωμάτων του μακρόκοσμου. Η ατομική θεωρία είναι λοιπόν συνεπής προς την ενιστική και υλιστική ερμηνεία της πραγματικότητας.

Είμαστε λοιπόν έτοιμοι για άλλη μια εκλέπτυνση της ατομικής θεωρίας:

Permalink Leave a Comment

MICHEL ONFRAY: “Πραγματεία περί Αθεολογίας-Φυσική της Μεταφυσικής”

August 22, 2007 at 5:49 pm (Uncategorized) ()

απόσπασμα, σελίδα 117, κεφάλαιο: ΟΛΟΚΑΥΤΩΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΥΦΥΙΑΣ:

Η άρνηση της ύλης.

Σε θέματα επιστήμης η Εκκλησία απατάται ανέκαθεν σε όλα; μπροστά σε μια επιστημολογική αλή­θεια αυτή διώκει τον ερευνητή. Από την ιστορία της σχέσης της με το χριστιανισμό έχει προκύψει ένας σημαντικότατος α­ριθμός (από βλακείες και ηλιθιότητες. Από την απόρριψη της υπόθεσης περί ηλιοκεντρισμού στην αρχαιότητα ως τις σύγ­χρονες καταδίκες της γενετικής μηχανικής μεσολαβούν είκο­σι πέντε αιώνες ζημιάς για την ανθρωπότητα. Δεν τολμά κα­νείς να φανταστεί πώς θα ήταν η όψη της Δύσης χωρίς τα τό­σο μακροχρόνια καψώνια στην επιστήμη!

Ένας από τους βασικούς άξονες αυτής της αντιεπιστημονικής μανίας; Η μόνιμη και λυσσαλέα καταδίκη των υλιστικών υποθέσεων. Η μεγαλοφυής ιδέα του Λεύκιππου και του Δη­μόκριτου, οι οποίοι, τον 5ο αιώνα πριν την κοινή εποχή, ανα­κάλυψαν το άτομο χωρίς να διαθέτουν τα υλικά μέσα να επιβεβαιώσουν τη διαίσθηση τους, δεν παύει να εκπλήσσει! Ού­τε μικροσκόπιο, ούτε μεγεθυντικά όργανα, ούτε συγκλίνοντες και αποκλίνοντες φακοί, αλλά μια αποτελεσματική πειραμα­τική σκέψη: η εικασία, στη θέα των κόκκων της σκόνης μέσα σε μια αχτίδα φωτός, περί της ύπαρξης σωματιδίων αόρατων με γυμνό μάτι, βεβαίως, ωστόσο όμως οπωσδήποτε υπαρκτών. Και το συμπέρασμα ότι η διευθέτηση αυτών των ατόμων εξη­γεί τη σύσταση κάθε ύλης, άρα και του κόσμου.

Από τον Λεύκιππο ως τον Διογένη τον Οινοανδέα, περνώ­ντας από τον Επίκουρο, τον Λουκρήτιο και τον Φιλόδημο α­πό τα Γάδαρα, η παράδοση των πυρηνικών παραμένει ζωντα­νή. Συντηρείται για οκτώ) αιώνες μέσα στην ελληνική και τη ρωμαϊκή αρχαιότητα. Το Περί πραγμάτων φύσεως προτείνει την πλέον ολοκληρωμένη έκθεση της επικούρειας φυσικής: μορφή, φύση, βάρος, αριθμός, σύσταση των ατόμων, διευθέ­τηση μέσα στο κενό, θεωρία της παρέκκλισης, γένεση και φθορά, τίποτε δεν λείπει για μια πλήρη αποκωδικοποίηση του κόσμου. Βεβαίως, αν τα πάντα αποτελούνται από ύλη, η ψυχή, το πνεύμα, οι θεοί, αποτελούνται και αυτά από ύλη. Το ί­διο και οι άνθρωποι. Με την ανάρρηση της αμιγούς ενύπαρξης παύουν τα φαντασιοκοπήματα, οι μύθοι, άρα και οι θρη­σκείες, και μαζί τους χάνονται και τα μέσα να περιορίζει κα­νείς ψυχή τε και σώματι τους κατοίκους της πολιτείας.

Η αρχαία φυσική πηγάζει από μια ποιητική μέθοδο. Παρ’ όλα αυτά, επιβεβαιώνεται με το χρόνο. Οι αιώνες περνούν, αλλά, την ώρα του μικροσκοπίου με ηλεκτρονική σάρωση, των επιταχυντών σωματιδίων, των ποζιτρονίων, της πυρηνικής σχάσης και των τεχνολογικών μέσων για να εισέρχεται κανείς στην καρδιά της ύλης, η δημοκρίτεια διαίσθηση βρίσκεται δικαιωμένη. Το φιλοσοφικό άτομο λαμβάνει το χρίσμα του επι­στημονικού κόσμου – ιδίως της πυρηνικής φυσικής. Ωστόσο η Εκκλησία εμμένει ως σήμερα σε μια ιδεαλιστική, πνευματιστική, αντιυλιστική θέση: μέσα στην ψυχή αντιστέκεται ένα πραγματικό, άφθαρτο από κάθε ύλη. Δεν μας εκπλήσσει έκτοτε το ότι ο υλισμός αποτελεί το βραχνά του χριστιανισμού από τις απαρχές του. Η Εκκλησία δεν διστάζει μπροστά σε τίποτα προκειμένου να διαβάλει αυ­τή τη συνεκτική φιλοσοφία που εξηγεί αναλυτικώς το σύνολο του πραγματικού. Πώς να προχωρήσεις καλύτερα προκειμέ­νου να εμποδίσεις την πρόσβαση στην πυρηνική φυσική παρά διαβάλλοντας την πυρηνική ηθική; Συκοφαντήστε λοιπόν την επικούρεια ηθική: ο επικούρειος ορίζει την απόλαυση με την αταραξία; Μετατρέψτε αυτό τον αρνητικό ορισμό -απουσία ταραχής- σε τελεσίδικη παραφροσύνη και πείτε ότι εξυμνεί την κτηνώδη, άξεστη και χυδαία ηδονή των ζώων! Έκτοτε παύει κανείς να θεωρεί αξιοσημείωτη μια φυσική επικίνδυνη στα μάτια της κάστας των χριστιανών, εφόσον προέρχεται α­πό τον ηδονιστή Επίκουρο… Συκοφαντήστε δέκα φορές, εκα­τό φορές, έναν αιώνα, δέκα αιώνες, πάντα μένει κάτι χρήσι­μο για την πλευρά του συκοφάντη – με πρώτο-πρώτο τον Άγιο Ιερώνυμο.

Έτσι, η Εκκλησία χτυπά παντού όπου εμφανίζεται μια υ­ποψία υλισμού. Όταν πεθαίνει ο Τζορντάνο Μπρούνο, που τον έκαψαν οι χριστιανοί στην πυρά του Κάμπο ντέι Φιόρι το 1600, δεν θυσιάζεται τόσο για την αθεΐα -ποτέ δεν αρνήθηκε την ύπαρξη του Θεού- όσο για τον υλισμό: δηλώνει ότι ο Θε­ός είναι άπειρος όσο και ο κόσμος. Πουθενά δεν βλασφημεί, (σε κανένα σημείο του έργου του δεν προφέρει ύβρεις απένα­ντι στο Θεό το)ν καθολικών, αλλά γράφει, σκέφτεται και δηλώνει ότι ο Θεός αυτός, που υπάρχει, δεν μπορεί να μην υ­πάρχει και με έκτατο τρόπο. Η εκτεταμένη ουσία του λεξιλο­γίου που μέλλει να έρθει με τον Ντεκάρτ. Ο Τζορντάνο Μπρούνο, που ήταν άλλωστε δομινικανός (!), δεν αρνείται την ύπαρξη του πνεύματος. Όμως, προς μεγάλη του δυστυχία, τοποθετεί την ύπαρξη του στο φυσικό επί­πεδο των ατόμων. Τα σωματίδια νοούνται από αυτόν ως ισά­ριθμα κέντρα ζωής, τόποι όπου εμφανίζεται το αιώνιο πνεύ­μα του Θεού. Η θεότητα υπάρχει λοιπόν, βεβαίως, αλλά συμ­βιβάζεται με την ύλη, αποτελείτο λυμένο της μυστήριο. Η Εκ­κλησία πιστεύει στην ενσάρκωση του Θεού, αλλά μόνο σε έ­ναν Υιό, βλαστάρι μιας παρθένας κι ενός μαραγκού. Ουδό­λως στα άτομα…

Η ίδια παρατήρηση ισχύει και για τον Γαλιλαίο, τον εμ­βληματικό αντιπρόσωπο του μίσους της Εκκλησίας για την ε­πιστήμη και της διαμάχης μεταξύ Πίστης και Λογικής. Ο θρύ­λος διατήρησε την ιστορία του ηλιοκεντρισμού: ο πάπας και οι συν αυτώ καταδικάζουν το συγγραφέα του Διαλόγου περί των δύο κυριοτέρων συστημάτων του κόσμου διότι υποστηρί­ζει την υπόθεση της Γης δορυφόρου ενός Ήλιου τοποθετημέ­νου στο κέντρο του σύμπαντος. Κατηγορία, δίκη, απάρνηση, είναι γνωστή η ιστορία που καταλήγει με έναν Γαλιλαίο να δηλώνει βγαίνοντας από τη δικαστική αίθουσα: Και όμως κι­νείται… -τάδε έφη Μπρεχτ. Η αλήθεια είναι ότι τα πράγματα έγιναν αλλιώς. Τι προσά­πτουν πραγματικά στον Γαλιλαίο; Όχι τόσο το ότι υπερασπί­ζεται την αστρονομία του Κοπέρνικου -μια θέση ωστόσο που έρχεται σε σύγκρουση με την αριστοτελική θέση της Εκκλησί­ας- όσο την υλιστική του τοποθέτηση… Την εποχή εκείνη, ενώπιον των δικαστηρίων, ο ηλιοκεντρισμός ισοδυναμεί με κατ’ οίκον περιορισμό δια βίου, μια ποινή σχετικά ελαφρά’ α­πεναντίας, η υπεράσπιση της ατομικής θεωρίας οδηγεί κατευ­θείαν στην πυρά! Αν είναι έτσι λοιπόν, διαλέγεις μάλλον τη λιγότερο επιζήμια κατηγορία… Εν προκειμένω, καλύτερα να ομολογήσεις την αμαρτία του ηλιοκεντρισμού, αφέσιμη, παρά την αμαρτία της ατομικής θεωρίας, θανάσιμη.

Permalink Leave a Comment

Γάιος Κάσσιος Λογγίνος

August 20, 2007 at 8:39 pm (Uncategorized) ()

Το παρακάτω απόσπασμα από τον Πλούταρχο αναφέρεται σε ένα διάλογο του Βρούτου με τον Κάσσιο και μ’ έκανε να σκεφτώ ποια θα ήταν η εξέλιξη της ανθρώπινης ιστορίας αν στις διάφορες πολιτικές διαμάχες νικούσαν όχι τα ρεμάλια που νικούσαν κάθε φορά αλλά κάποιοι πιο σοβαροί και πιο φιλοσοφημένοι άνδρες. (Μιλάμε για τον δημοκρατικό Γάιο Κάσσιο Λογγίνο που καθάρισε τον Ιούλιο Καίσαρα):

«Ηταν μια σκοτεινή νύχτα, και το φως στη σκηνή δεν ήταν πολύ δυνατό. Ολόκληρο το στρατόπεδο ήταν ήσυχο. Ο Βρούτος κάτι σκεφτόταν και το γύριζε στο μυαλό του, όταν κατάλαβε πως κάποιος έμπαινε μέσα. Κοιτάζοντας προς την πόρτα, είδε ένα παράξενο και φοβερό όραμα… “Ποιος είσαι;” φώναξε, “θεός ή άνθρωπος; Γιατί ήρθες σε μένα;” “Είμαι ο κακός σου δαίμονας, Βρούτε,” απάντησε το φάντασμα’ “Θα με δεις στους Φιλίππους.” “Θα σε δω,” απάντησε ο Βρούτος, ατάραχος…

Το πρωί πήγε στον Κάσσιο και του είπε για το όραμα. Ο Κάσσιος, βέβαια, ήταν Επικούρειος “Η άποψη μας, Βρούτε,” είπε, “είναι πως δεν είναι όλες μας οι εμπειρίες και τα οράματα αληθινά, η αντίληψη είναι αδύναμη και μας εξαπατά, και ο νους μπορεί ακόμα πιο γρήγορα από τις αισθήσεις να αλλάξει και να μεταβληθεί σε κάθε είδους πράγμα χωρίς πραγματική αιτία..Το κερί πλάθεται από το τίποτα, ο ανθρώπινος νους που περικλείει μέσα του τόσο αυτό που πλάθει όσο κι εκείνο που πλάθεται, μπορεί εύκολα να δώσει σχήμα και ποικιλία στον εαυτό του με τις δικές του επινοήσεις. Κοίταξε τις ξαφνικές τροπές, που η παραστατική μας ικανότητα παίρνει στα όνειρα, όταν κινείται αντιδρώντας σε όλα τα είδη εμπειριών και παραστάσεων, με την παραμικρή αφορμή. Η φύση της είναι να βρίσκεται σε αέναη κίνηση, και η κίνηση είναι μια πράξη φαντασίας ή σκέψης. Στην περίπτωση σου, ένα κουρασμένο σώμα είναι φυσικό να παράγει μια ταλάντευση και παραμόρφωση του νου. Όπως στους δαίμονες: δεν είναι πιθανό να υπάρχουν, και αν υπάρχουν, δεν είναι πιθανό να έχουν ανθρώπινη μορφή ή φωνή ή δύναμη, που μπορεί να μας διαπερνά. Mακάρι να είχαν, ώστε εμείς, ως πρωταθλητές της ευσέβειας και της τιμής, να μπορούσαμε να έχουμε θεϊκή βοήθεια, που να μας δίνει εμπιστοσύνη, και όχι μόνο όπλα και άλογα και πλοία»

Permalink Leave a Comment

The Brain Doesn’t Like Visual Gaps And Fills Them In

August 20, 2007 at 7:50 pm (Uncategorized) ()

http://www.sciencedaily.com/releases/2007/08/070820135833.htm

 

When in doubt about what we see, our brains fill in the gaps for us by first drawing the borders and then ‘coloring’ in the surface area, new research has found. The research is the first to pinpoint the areas in the brain, and the timing of their activity, responsible for how we see borders and surfaces. “When you look at objects, they can be defined as either the contour of the object or surface features, like color and brightness. There’s been a debate in neuroscience about how this occurs—do you first see the contour and then fill it in like a coloring book, or do you see the surface and from there grow it out to build the contour?,” Anna Roe, Vanderbilt University associate professor of psychology and one of the study’s authors, said. “Our examination of individual neurons in the visual cortex revealed that the former is true—our brains process the border information first and fill in the surface information second, causing us to perceive something that is in fact not really there.” The authors open the paper with the example of vases from China’s Song dynasty that use very faint contrast borders to create the illusion of shading on a one-color background. The phenomenon is known as edge induction, and is believed to help us distinguish objects in dim light or through fog, or when we see objects through dappled light, such as would be found in a forest. In these conditions, the authors hypothesized that our brain seizes upon the edge and then fills in the rest of the object. In the case of the vase, we see the contrasting border and perceive that the areas within the border also are of that contrasting color, even though in fact they are the same color as the rest of the background.

 

The authors set out to understand what is happening at the neural level in these situations by examining activity in individual neurons in the visual cortex of cats while the cats were looking at an illusion much like the one presented by the vase. The illusion, called the Craik-O’Brien-Cornsweet illusion, is a rectangular field of gray divided in half by a shaded middle border. The area to the left of the border appears brighter than that to the right. In reality, the brighter and darker areas exist only at the border—the surrounding areas to the left and the right are the exact same brightness. The illusion causes the brain to apply the brightness and darkness it sees at the border to the areas to the left and the right.“The Cornsweet illusion is a very good example of edge induction—taking information from the edge of an object and applying it to the rest of the object,” Roe said. “It demonstrates that a lot of what you perceive is actually a construction in your brain of border information plus surface information—in other words, a lot of what you see is not accurate. We were interested in understanding how the border and surface information combine to achieve what you end up seeing.”Roe and her colleagues found that when presented with the illusion, the neurons that respond to edges fired first and the neurons that respond to texture responded second. This firing delay was only seen when the subjects perceived a brightness difference—when presented with an image that did not appear different in brightness, the neurons fired at the same time.“We found that the timing of neuronal firings is not a fixed thing in the brain, it depends on what you are looking at,” Roe said. “This is a great example of neuronal activity being dependent on a stimulus that is directly correlated to how we perceive objects. It is not hardwired—neural activity and relationships between neurons change depending upon the stimulus.”The authors also discovered that the neuronal response to the illusion took place by neurons residing in two separate areas of the visual cortex.“It seems like this kind of border to surface delay was really prevalent in cell pairs in the two different areas of the visual cortex,” Roe said. “This is the first example of interaction between two areas underlying border-surface perception. It emphasizes in a way that hasn’t been emphasized before how important inter-area relations are in visual perception.

 

An important implication of this study is that it emphasizes the key role of neuronal interactions in the brain, rather than simply neuronal activity level, in visual perception,” Roe said. “Thus, methods that are good at detecting activity levels, such as fMRI, may miss some of these basic mechanisms. So, it’s important to have different tools to assess different aspects of brain response.”Roe’s co-authors were Chou P. Hung, National Yang Ming University, Taipei, Taiwan and Benjamin M. Ramsden, West Virginia University School of Medicine.Roe is an investigator in the Vanderbilt Kennedy Center for Research on Human Development, a member of the Vanderbilt Center for Integrative and Cognitive Neuroscience and a member of the Vanderbilt Vision Research Center. The National Institutes of Health, the Whitehall Foundation, Packard Foundation, Yale Brown-Coxe Postdoctoral Fellowship, Taiwan Ministry of Education, and the Taiwan National Science Council funded the research. To view more examples of the illusions mentioned in this story visit Exploration, Vanderbilt University’s online research magazine, at http://www.vanderbilt.edu/exploration/stories/edgeinduction.html

 

The research was published online by Nature Neuroscience on Aug. 19.

Permalink Leave a Comment

Next page »