Τι είναι η επιστημονική θεωρία; Λίγα για την «Θεωρία της Σχετικότητας»

Στην προηγούμενη ανάρτηση φτάσαμε μέχρι την διατύπωση του νόμου της βαρύτητας από τον Νεύτωνα ο οποίος θεωρούσε την δράση της ακαριαία. Η φυσική θα βρει το δρόμο της όταν στο παιχνίδι των ανακαλύψεων εμφανιστεί ο Michael Faraday και ο James Clerk Maxwell για να ανακαλύψουν άλλη μια οντότητα που δεν συνδέει ακαριαία τα σώματα μεταξύ τους, αλλά μέσω δυνάμεων. Εκείνων των δυνάμεων (ηλεκτρικών και μαγνητικών) που βρέθηκαν μέσω των πειραμάτων από τον πρώτο και της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης που τα συνέδεσε μαθηματικά ο δεύτερος, ανακαλύπτοντας το πεδίο, μέσω του οποίου  μεταδίδονται οι δυνάμεις έλξης και απώθησης των σωμάτων. Των δυνάμεων εκείνων που μεταδίδονται, όχι αποκλειστικά σαν να είναι όγκοι με μάζα, αλλά σαν κύματα που αποτελούν ένα πεδίο, συμβάλλοντας έτσι στην ανακάλυψη της ταχύτητας των κβάντων, του φωτός δηλαδή.

Στους ώμους αυτών των γιγάντων τώρα πάτησε και ο μεγάλος Αϊνστάιν, αφού ο Χέρτζ και ο Μαρκόνι χρησιμοποίησαν τις ίδιες εξισώσεις του Μάξγουελ προκειμένου να κατασκευάσουν αργότερα τους πρώτους ραδιοφωνικούς πομποδέκτες συνδέοντας με τα ερτζιανά κύματα την μια άκρη της Γης με την άλλη. Ο Αϊνστάιν όμως από το 1905 έκανε την πρώτη επανάσταση στη θεωρητική φυσική με την περίφημη «Θεωρία της Σχετικότητας» αλλάζοντας τον τρόπο της σκέψης και της κοινής μας λογικής.

Με τέτοια βήματα εξελίσσεται η επιστήμη διατυπώνοντας επιστημονικές θεωρίες.

Επειδή η αλήθεια της εγκόσμιας λογικής προέρχεται από τον υλικό κόσμο, για αυτό θεωρούμε την υλιστική φιλοσοφία τη μόνη φιλοσοφία που μπορεί να έχει πρακτική εφαρμογή ώστε να μπορεί να μας καταδείξει πώς η ύλη γίνεται η πιο αξιόπιστη αντίληψη για τον κόσμο μας. Οτιδήποτε άλλο δεν είναι ουσία και γι αυτό μπορεί να θεωρηθεί παραπλανητικό, πλάνη ή απάτη.

Όσα θα ακολουθήσουν στο άρθρο αυτό, όπως και στα επόμενα, δεν θα δοθούν εξειδικευμένα για φυσικούς, ούτε για να μάθουν όσοι εντρυφούν στη φυσική, αλλά γραμμένα που κυρίως θα μπορούν να αξιοποιηθούν από άτομα γενικής μόρφωσης και όσο γίνεται, επιστημονικά μεν αλλά εκλαϊκευμένα, ώστε εύκολα να μπορεί ο καθένας να χρησιμοποιήσει την επιχειρηματολογία υπερασπίζοντας την αληθινή αντίληψη για τον κόσμο μας, κόντρα στην αλλοτριωμένη θρησκευτική προσπάθεια που γίνεται από προσηλυτιστές για να διαστρεβλωθεί η πραγματικότητα και να μυθοποιηθούν εξωτικές αντιλήψεις παρασύροντας τους αφελείς στον ιδεαλισμό και την εκμετάλλευση επιτήδειων προσηλυτιστών. Αν θυμάστε καλά, σε εκείνη την πρώτη ανάρτηση αυτής της σειράς, πριν από δυο άρθρα, σας είχα υποσχεθεί «μετά την εκλαϊκευμένη ανάπτυξη αυτών των δυο επιστημονικών θεωριών θα είμαστε βέβαιοι ότι κατακτήσαμε την πιο αξιόπιστη αντίληψη για τον κόσμο μας», επειδή θα έχουμε εμπεδώσει ότι, μόνο η επιστήμη μπορεί να εκφράσει την αλήθεια της εγκόσμιας λογικής, γιατί φτάνει στην σχετική αλήθεια με την εμπειρία, την παρατήρηση και το πείραμα, ενώ οι ιδεαλιστικές εικασίες, εκμεταλλεύοντας την αφέλεια και το συναίσθημα του πιστού εκφράζουν μόνο μια δογματική πίστη και ως εκ τούτου δεν υπάρχει δυνατότητα να ελεγχθούν εμπειρικά, παρά μόνο μέσω της διαστρεβλωμένης αντίληψης των φυσικών νόμων, προκειμένου να εξαπατηθεί ο πιστός που τους αγνοεί και με ευκολία να παρασυρθεί από τις απόψεις τσαρλατάνων και αγυρτών.  

Πριν προχωρήσουμε όμως πρέπει αναγκαστικά να κάνω μια διευκρίνιση, τι σημαίνει επιστημονική θεωρία και σε τι διαφέρει απλά η λέξη «θεωρία» όταν την χρησιμοποιούμε με την γενική της έννοια ή σε αντιδιαστολή με την «πράξη», έτσι όπως την χρησιμοποιούν στην καθημερινότητά τους οι περισσότεροι δηλαδή. Πολλοί χρησιμοποιούν την «θεωρία» και την «πράξη» σαν δυο αντίθετες έννοιες, χωρίς να αντιλαμβάνονται την ενωτική τους δυναμική, όταν πρόκειται για μια ολοκληρωμένη επιστημονική θεωρία. Θεωρούν δηλαδή τη λέξη γενικά, εννοώντας την θεωρία σαν υπόθεση ή έστω σαν επιστημονική εικασία πριν καν διατυπωθεί σε μια ολοκληρωμένη επιστημονική θεωρία. Η επιστημονική θεωρία, όπως έχουμε ήδη πει σε παλαιότερες αναρτήσεις, είναι διαφορετικό πράγμα. Η επιστημονική θεωρία είναι η ανώτατη μορφή οργάνωσης της επιστημονικής γνώσης που στηρίζεται σε αξιόπιστους και επιβεβαιωμένους νόμους και πρακτικές που δίνουν μια ολοκληρωμένη αντίληψη για την πραγματικότητα και τον κόσμο μας και δεν έχει καμιά σχέση με εικασίες ή υποθέσεις που στην καθημερινότητα την κατηγοριοποιούμε σαν πρόταση σε αντιδιαστολή με την πρακτική.

Να γιατί ο επιστημονικός υλισμός αποφεύγει το απόλυτο και το υπερφυσικό όταν αδυνατεί να στηρίξει με νόμους μια θεωρία ή απορρίπτει μια υπόθεση που δεν επιβεβαιώνεται με επιστημονική μεθοδικότητα. Γι αυτό και δεν εξάγει συμπεράσματα χωρίς πειραματική απόδειξη. Όπως έλεγε και ο Βάκων «οι νόμοι για να ισχύουν πρέπει να επαληθεύονται και οι υποθέσεις όταν διαψεύδονται πρέπει να εγκαταλείπονται». Ο επιστημονικός υλισμός ή «διαλεκτικός υλισμός», όπως τον διατύπωσε ο Ένγκελς από τον 19^ο αιώνα, είναι απαλλαγμένος από τη μεταφυσική και γι αυτό γίνεται αναγκαιότητα για τις φυσικές επιστήμες και το χρηστικότερο μέσον για τη διερεύνηση της σχετικής αλήθειας. Η Απόλυτη Αλήθεια των θρησκειών είναι ακριβώς το αντίθετο. Έχει ιδεαλιστική βάση και στερείται κάθε απόδειξης και πρακτικής. Συχνότατα δε, χρησιμοποιείται από απατεώνες και τσαραλατάνους. Και εδώ είμαι υποχρεωμένος να κάνω μια μικρή παρένθεση διευκρινίζοντας ότι ο «Διαλεκτικός Υλισμός» δεν είναι θεωρία για να ισχυριστεί κάποιος αν την δέχεται ή όχι, μα φιλοσοφία, μεθοδικός τρόπος ανάλυσης και κριτικής που στηρίζεται στην επιστήμη ή μάλλον η επιστήμη στηρίζεται σε αυτήν γιατί μόνο με αυτόν τον τρόπο η επιστήμη μπορεί να αναζητά και τελικά βρίσκει την αλήθεια, την σχετική αλήθεια, περιμένοντας κάποιον να την συμπληρώσει ή να την διαψεύσει. Η διαψευσιμότητά της την κάνει ακλόνητη!

Ας περάσουμε όμως και σε μια από τις δυο πιο σημαντικές θεωρίες που επινόησε ο άνθρωπος, στη Θεωρία της Σχετικότητας, το υψηλότερο νοητικό επίτευγμα που επινοήθηκε από έναν και μόνον άνθρωπο, περιγράφοντας κάποιες όψεις της θεωρίας που αναθεωρούν τις πλέον διαισθητικές μας αντιλήψεις και ως εκ τούτου την παραδοσιακή λογική που σαν αντίληψη είχαμε για τον κόσμο μας, μέχρι τα πρώτα χρόνια του 20^ου αιώνα, κάνοντας την πρώτη επιστημονική επανάσταση και αμφισβητώντας ό,τι ως τότε θεωρούσαμε αναμφισβήτητα απόλυτο και ακριβές. Με την θεωρία αυτή έγινε κατανοητό γιατί η ενέργεια και η μάζα είναι μορφές της ύλης, γιατί ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι ουσίες αλλά τίποτα περισσότερο από ένα συστατικό της ύλης και πώς θα μπορούσαμε να παραμετροποιήσουμε μαθηματικά τον χώρο και τον χρόνο με την βαρύτητα, εξηγώντας κάποια φυσικά φαινόμενα που μέχρι τότε αδυνατούσαμε να βρούμε την λύση τους! Μαζί με την δομή του ατόμου, που θα εξετάσουμε στην επόμενη ανάρτηση, θα μας δοθεί η ευκαιρία να πούμε και δυο λόγια για την κβαντομηχανική, φιλοδοξώντας στην μεθεπόμενη επανάσταση, άγνωστο πότε, να δομήσουμε και μια νέα ιδέα για την κβαντική θεωρία της βαρύτητας, όπου σε αυτήν την «θεωρία των πάντων» φιλοδοξούμε επιτέλους να ενοποιήσουμε τις ομορφότερες θεωρίες που κατάφερε να συλλάβει ο άνθρωπος μετά τον 20^ο αιώνα.

Πράγματι, ως τότε, οι εξισώσεις του Μάξγουελ προσδιόριζαν την ταχύτητα του φωτός, όμως μέχρι εκείνη τη στιγμή η θεωρία του Νεύτωνα δεν μπορούσε να θεωρήσει την ταχύτητα θεμελιώδη, επειδή η Ουράνια Μηχανική του Νεύτωνα αναφερόταν στην επιτάχυνση και όχι στην ταχύτητα ή επειδή η ταχύτητα είναι σχετική ως προς ένα σύστημα αναφοράς. Δηλαδή όταν λέμε ταχύτητα εννοούμε ταχύτητα ως προς ένα άλλο αντικείμενο που είναι σταθερό ή κινείται. Στην περίπτωση του Νεύτωνα αναφερόμασταν στην κίνηση της Γης, στην βαρύτητα δηλαδή. Ως προς τι κινείται όμως το φως; Στην ιδεαλιστική φιλοσοφία, ακόμα και στον ιντετερμινισμό, όταν οι επιστημονικές γνώσεις είναι ελλιπείς, τα κενά συμπληρώνονται με υποθέσεις. Έτσι μέχρι τότε υπέθεταν ένα υποθετικό υλικό μέσα στο οποίο κινείται το φως. Αυτό λοιπόν που υπέθεταν ήταν ο αιθέρας, από την εποχή του Αριστοτέλη. Όταν το πείραμα του 1887 πραγματοποιήθηκε από τους Μάικελσον και Μόρλεϋ αποδείχτηκε ότι ο «αιθέρας» ήταν ανύπαρκτος, δείχνοντας παράλληλα και την ύπαρξη μιας απόλυτης ταχύτητας του φωτός, που δεν εξαρτάται από τον παρατηρητή και το πλαίσιο αναφοράς, οδηγώντας τον Αϊνστάιν στη Θεωρία της Σχετικότητας.

Πρώτα της «Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας» όπου η ταχύτητα του φωτός θεωρήθηκε θεμελιακή, το φως κινείται στο κενό με σταθερή ταχύτητα, ανέλυσε το φαινόμενο του ταυτοχρονισμού όπου τα συμβάντα που εκδηλώνονται ταυτόχρονα για έναν παρατηρητή σε ένα πλαίσιο αναφοράς δεν θα μπορούσαν να είναι ταυτόχρονα και για έναν άλλο που βρίσκεται σε διαφορετικό πλαίσιο. Τα αντικείμενα που κινούνται με μεγάλες ταχύτητες αλλάζουν όχι μόνο το μήκος τους αλλά βιώνουν και διαφορετικούς χρόνους ανάλογα με τη θέση του παρατηρητή. Τέλος με την διάσημη εξίσωσή του έκανε κατανοητή την ισοδυναμία μάζας και ενέργειας.

Στην «Γενική Θεωρία της Σχετικότητας» ενοποίησε τον χώρο και τον χρόνο σε μια φυσική οντότητα, τον χωροχρόνο ερμηνεύοντας την βαρύτητα σαν μια παραμόρφωση της χωροχρόνου όπου η παρουσία της βαρύτητας εμφανίζεται όπου υφίσταται μια μεγάλη μάζα που δημιουργεί το βαρυτικό φρέαρ του χωροχρόνου, κάνοντας το φως να καμπυλώνεται δημιουργώντας φαινόμενα βαρυτικού φακού. Επίσης η θεωρία του εξήγησε επιτυχώς την δημιουργία των «Μαύρων Τρυπών» και την χρονική εξέλιξη των άστρων όταν εξαντλούν τα αποθέματα Υδρογόνου και Ηλίου καταρρέοντας κάτω από τρομακτικές πιέσεις. Σύμφωνα με την «Γενική Θεωρία» η βαρύτητα δεν είναι τόσο μια αυτούσια φυσική οντότητα, αλλά ένα «προϊόν» παραμόρφωσης του χωροχρόνου. Μετά από την εμπέδωση αυτών των δυο Θεωριών η ιδέα μας για τον κόσμο άλλαξε άρδην και ανέτρεψε τα πάντα, τόσο που συνεχώς οδηγούμαστε και σε διαφορετικές όψεις του κόσμου μας!

Με την οργιώδη φαντασία του ο μεγάλος φυσικός φαντάστηκε να καλπάζει πάνω σε ένα κβάντο φωτός που το είπε φωτόνιο και εφαρμόζοντας τους υπάρχοντες νόμους και επινοώντας νέους κατέληξε σε συμπεράσματα αφήνοντας άναυδους τους φυσικούς της εποχής. Η ομορφιά της θεωρίας της σχετικότητας έγκειται στην τολμηρή φαντασία του Αϊνστάιν και στην ακόμα τολμηρότατη αμφισβήτηση των παραδοσιακών αντιλήψεων, της διαισθητικής λογικής, των νόμων και των ιδεών που είχαμε για τον κόσμο μας μέχρι τότε.

 Ο Αϊνστάιν κατ’ αρχάς συνειδητοποίησε ότι η ενέργεια και η μάζα συνιστούν την ίδια οντότητα, κάτι που ακόμα και σήμερα πολλοί επιστήμονες δεν το έχουν εμπεδώσει. Έτσι λοιπόν όπως ακριβώς η ηλεκτρική δύναμη με το μαγνητικό πεδίο συνιστούν τις δυο όψεις του ίδιου ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, έτσι και χώρος και ο χρόνος συνιστούν τις δυο όψεις της ίδιας οντότητας του χωροχρόνου που συνάγεται από τη μάζα και την βαρύτητα.

Στην πρώτη περίπτωση αυτό διατυπώνεται με την πιο διάσημη εξίσωσή του, σήμα κατατεθέν της θεωρίας της σχετικότητας: E=m.c² όπου η Ενέργεια ισοδυναμεί με τη μάζα και την ταχύτητα. Στην προκειμένη περίπτωση, από το γινόμενο της μάζας του σώματος με το τετράγωνο της ταχύτητάς του. Άλλωστε, τι εννοούμε ενέργεια, πέρα από την ικανότητα να μετακινούμε κάτι, ενάντια σε μια δύναμη που αντιστέκεται… Όπως ακριβώς μια μπαταρία καταναλώνει τόση ενέργεια σε ένα κύκλωμα, όση ακριβώς η αντίσταση του κυκλώματος πρέπει να υπερνικηθεί! Αυτά πραγματεύονται στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας που εκδόθηκε από τον Αϊνστάιν το 1905. Να, γιατί, σύμφωνα και με το θεώρημα του Νέδερ «η συνολική ενέργεια στο Σύμπαν είναι σταθερή και όλοι οι νόμοι της φυσικής είναι αναλλοίωτοι ως προς τις χρονικές μετατοπίσεις» και σύμφωνα με το νόμο διατήρησης της ενέργειας αποκλείεται οποιαδήποτε κατασκευή αεικίνητης μηχανής όπου η ενέργεια θα μπορούσε να εμφανίζεται από το τίποτα! Παρεμπιπτόντως πρέπει να πούμε ότι η αύξηση της μάζας όπως και όταν η ταχύτητα του σώματος προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός σημαίνει ότι αυτό αποκτά μεγαλύτερη ορμή σε σχέση με την μάζα ηρεμίας του. Τότε η ορμή του γίνεται άπειρη. Να, γιατί δεν υπάρχει ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός! Η θεωρία μπορεί σήμερα να υπολογίσει ακόμα και την αύξηση της μάζας μιας μπάλας του μπέιζμπολ που πετιέται με ταχύτητα 160 Km/h, αυξάνοντάς την κατά 0,000000000002 gr!  Όμως ας επιστρέψουμε στην ταχύτητα του φωτός.

Η ταχύτητα λοιπόν από μόνη της, σαν σχετικό μέγεθος, δεν έχει νόημα, παρά μόνο σαν ταχύτητα ενός αντικειμένου προς ένα άλλο αντικείμενο. Η ταχύτητα του φωτός όμως, ως προς τι προσδιορίζεται τώρα που αποδείχτηκε ότι δεν υπάρχει αιθέρας; Αν σύμφωνα με τον Νεύτωνα πρέπει να οριστεί η ταχύτητα ως προς ένα πλαίσιο αναφοράς, σύμφωνα με τις εξισώσεις πεδίου του Μάξγουελ η ταχύτητα φαίνεται να είναι ανεξάρτητη από οποιοδήποτε υπόστρωμα όπως του αιθέρα. Η ακριβής ταχύτητά του στο κενό είναι 299.792.458 m/s! Άρα αναφερόμαστε σε κάτι θεμελιώδες, όπως του ηλεκτρομαγνητισμού ή του χωροχρόνου. Ακόμα και η βαρύτητα θεωρήθηκε πεδίο και όπως φάνηκε ήταν η δύναμη που έλκει ή απωθεί ένα αντικείμενο ή προκαλεί καμπύλωση ακόμα και στο φως, το οποίο κάμπτεται από ένα ισχυρό πεδίο βαρύτητας, όπως αποδείχτηκε σε εκείνη την έκλειψη της 29 Μαΐου του 1919, όπου μια αχτίδα φωτός καμπυλώνεται από την παρουσία ενός ισχυρού πεδίου βαρύτητας. ενός ήλιου για παράδειγμα. Μέχρι να αποδειχτεί και στην πράξη αυτό που διαπίστωσε ο αστροφυσικός Έντινγκτον που ήταν επικεφαλής της ομάδας και που είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν τέσσερα χρόνια πριν με την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του 1915. Σε εκείνη την έκλειψη λοιπόν του 1919 ο Ήλιος βρισκόταν μπροστά από το λαμπρό αστρικό σμήνος των Υάδων. Αν το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή ως προς τον γήινο παρατηρητή τα άστρα αυτά θα φαίνονταν να μετατοπίζονται σε ελαφρά διαφορετικές θέσεις από αυτές που κατέχουν στην πραγματικότητα. Τα αποτελέσματα των περίφημων παρατηρήσεων εκείνης της ιστορικής έκλειψης επιβεβαίωσαν πανηγυρικά τη Θεωρία της Σχετικότητας τόσο που ο Αϊνστάιν ξαφνικά έγινε διάσημος, ενώ χρόνια πριν κανένας δεν του έδινε σημασία για τις ρηξικέλευθες ιδέες του. Μέχρι τότε, οι αστικοί μύθοι έλεγαν για τον Αϊνστάιν ότι, μόνο τρία άτομα έχουν καταλάβει τη θεωρία του, τόσο που ο Έντινγκτον αναρωτιόταν μπροστά σε έναν δημοσιογράφο που διέδιδε έναν τέτοιο μύθο, ποιος ήταν ο τρίτος!

Με λίγα λόγια, σύμφωνα με την Γενική θεωρία της σχετικότητας ο χώρος δεν είναι κάτι διαφορετικό από την ύλη, παρά σαν ιδιότητα ο χώρος δεν είναι τίποτα περισσότερο από ένα συστατικό της ύλης, όπου σαν οντότητα ταλαντώνεται, κάμπτεται, διακυμαίνεται και συστρέφεται! Επίσης για να υπάρχει ηλεκτρομαγνητικό πεδίο απαραίτητο κρίνεται και το βαρυτικό πεδίο, αφού χωρίς αυτό δεν υφίσταται χωροχρόνος.

Κάθε σώμα μεγάλης βαρύτητας καμπυλώνει και παραμορφώνει το χωροχρόνο γύρω του παραμορφώνοντας με τη σειρά του και τις δικές μας «λογικές» αντιλήψεις που συμπερασματικά τις βλέπουμε σαν παράδοξα, όπως είναι η αντίληψή μας για το χρόνο που λόγω καμπύλωσης πότε συστέλλεται και πότε διαστέλλεται. Όλα αυτά προκύπτουν σαν αποτελέσματα της περιγραφής μιας γεωμετρίας που στην αρχή θεωρήθηκε άχρηστη, επειδή δεν ξέραμε πώς να την χρησιμοποιήσουμε. Αναφέρομαι στην γεωμετρία Ρίμαν, όπου περιγράφονται μαθηματικά οι ιδιότητες ενός καμπυλωμένου χώρου και στην θεωρία της σχετικότητας, όπου ο καμπυλωμένος χωρόχρονος έχει τέσσερις διαστάσεις, η εξίσωση R του Ρίμαν είναι ανάλογη της ενέργειας, δηλαδή ο χώρος καμπυλώνεται όπου υφίσταται παρουσία της ύλης!

Ούτε ο χρόνος λοιπόν είναι απόλυτος, παγκόσμιος και σταθερός, αλλά μια οντότητα της ύλης και αυτός μέσω της οποίας διαστέλλεται και συστέλλεται σύμφωνα με την παρουσία της ύλης και πόσο κοντά ή μακριά σε αυτή βρίσκεται.

Έτσι και η Γη παραμορφώνει τον χρόνο και τον επιβραδύνει όταν βρίσκεται πλησιέστερα στη μάζα: Ασκώντας τις εξισώσεις του Αϊνστάιν θα μπορούσαμε να βρούμε ακόμα και πόσο επιβραδύνεται ο χρόνος σε κάποιον που μένει στο ισόγειο σε σχέση με έναν συγκάτοικο που μένει στον πρώτο όροφο της ίδια πολυκατοικίας, επειδή ο πρώτος όροφος απέχει έστω και λίγο μακρύτερα απ’ το κέντρο της Γης, σε σχέση με το ισόγειο, και γι αυτό το ασθενέστερο βαρυτικό δυναμικό θα κάνει το ρολόι να κινηθεί με μεγαλύτερη ευκολία λόγω μικρότερης αδράνειας! Η χρονική διαφορά ανάμεσα στο ισόγειο και τον πρώτο όροφο είναι… ένα δευτερόλεπτο κάθε εκατό εκατομμύρια χρόνια! Σας φαίνεται υπερβολικά ανεπαίσθητος ο χρόνος; Όμως τέτοιες μικρές διαφορές εντοπίζουν οι δορυφόροι με το GPS του κινητού σας (συγκεκριμένα λίγα μόνο εκατοστά του μικροδευτερολέπτου) για να εντοπιστεί η θέση σας με ακρίβεια λίγων μόνο μέτρων από τον προορισμό σας!

Οι νόμοι της Θεωρίας της σχετικότητας επιβεβαιώνονται συνεχώς, ακόμα και μετά από έναν αιώνα, στις μέρες μας. Αυτή η δυνατότητα, όχι μόνο επιβεβαιώνει την θεωρία, αλλά όντως διαψεύσιμη, συνεχώς επιβεβαιώνεται και χρησιμοποιείται με νέες ανακαλύψεις που εκμεταλλεύεται η τεχνολογία, ώστε η θεωρία χωρίς να μπορεί να διαψευστεί, γίνεται αληθινή και ακλόνητη στον χρόνο! Λίγα μόνο χρόνια πριν την εκπνοή του 20^ου αιώνα βρέθηκε ότι το Σύμπαν όχι μόνο διαστέλλεται, αλλά επιταχύνεται κι όλας δημιουργώντας άλλον έναν γρίφο, από τους μεγαλύτερους που συναντούν οι αστροφυσικοί και οι κοσμολόγοι, την παρουσία όχι μόνο Σκοτεινής ύλης που συγκρατεί τους γαλαξίες, αλλά κυρίως της Σκοτεινής Ενέργειας που αντί να επιβραδύνει την διαστολή του Σύμπαντος, την επιταχύνει ακόμα περισσότερο! 

Ας δούμε όμως και μια άλλη πλευρά της θεωρίας, αυτή που απαντά πώς εμφανίστηκε η ύλη για πρώτη φορά στο παρατηρήσιμο σύμπαν μας.

Σύμφωνα με την φασματομετρία έχει αποδειχθεί περίτρανα ότι το σύμπαν διαστέλλεται (οι φασματικές γραμμές μετατοπίζονται προς το ερυθρό). Όσο πιο μακριά βρίσκονται οι γαλαξίες, τόσο μεγαλύτερη είναι η απομάκρυνσή τους. Μόνο ανάμεσα στους γαλαξίες και όχι μέσα στο εσωτερικό τους και ανάμεσα στα αστέρια που τον περιέχουν. Αυτό συμβαίνει επειδή διαστέλλεται ο χώρος ανάμεσά τους. Οι τοπικές ομάδες των γαλαξιών επειδή συνδέονται μεταξύ τους, έλκοντας ο ένας στον άλλον συνδέονται βαρυτικά μεταξύ τους, όπως ο γαλαξίας μας με τον γαλαξία της Ανδρομέδας και τους άλλους τοπικούς γαλαξίες. Η διαστολή του Σύμπαντος λοιπόν, στον χωροχρόνο αυτόν, μετράει 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Το αν υπάρχουν και άλλα χωροχρονικά σύμπαντα στα οποία να γεννήθηκαν Μεγάλες Εκρήξεις δεν θα το μάθουμε ποτέ, μα ούτε και μας ενδιαφέρει για την ώρα. Σε αυτόν τον χώρο και σε ποσοστό 92% βρίσκουμε ένα συγκεκριμένο στοιχείο, αυτό του Υδρογόνου και το υπόλοιπο 8% από Ήλιον. Φυσικά σε ένα απειροελάχιστο ποσοστό βρίσκονται και όλα τα υπόλοιπα στοιχεία που αποτελούν παράγωγα της καύσης των αστέρων που καίνε Υδρογόνο κάνοντάς το Ήλιον και τα παράγωγά του σε βαρύτερα στοιχεία που εντοπίζουμε στον περιοδικό πίνακα. Αυτό που μαρτυρά και επιβεβαιώνει τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης είναι ύπαρξη της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου CMB. Στα πρώτα 378.000 χρόνια (εποχή ανασυνδυασμού) όταν με την διαστολή το σύμπαν κρύωσε και τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια κατάφεραν να σχηματίσουν άτομα υδρογόνου και ηλίου και τα φωτόνια κατάφεραν με την σειρά τους να κινηθούν ελεύθερα στο σύμπαν. Τότε κάτω από την επίδραση της βαρύτητας τα άτομα άρχισαν να συσσωρεύονται σχηματίζοντας τους πρώτους αστέρες. Μέσω των θερμοπυρηνικών αντιδράσεων στους πυρήνες των αστέρων αυτών παρήχθησαν και άλλα βαρύτερα στοιχεία, όπως άνθρακας, οξυγόνο, άζωτο και άλλα όταν εκρύγνοντας εκτόξευσαν σαν αστρόσκονη τα στοιχεία αυτά που φτάνουν ως τον πλανήτη μας (διαστρική σκόνη) μέσω μετεωριτών και διατόντων. Πολλά από τα στοιχεία αυτά χρησιμοποιούνται από τον οργανισμό μας σαν ένζυμα. Να, γιατί όλοι είμαστε φτιαγμένοι από την αστρόσκονη του σύμπαντος που μας φιλοξενεί.

Όταν όμως ένας αστέρας καταρρέει κάτω από το ίδιο του το βάρος γίνεται μια «Μαύρη Τρύπα» κάνοντας τον χώρο του τόσο έντονα καμπυλωμένο όπου το φως του δεν μπορεί να βγει από την ρυτίδωση του χώρου και στη θέση του «εμφανίζεται» μια μαύρη οπή, όπου συνεχώς καταπίνει ό,τι βρίσκεται κοντά της. Μια τέτοια «Μαύρη Τρύπα» ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερης μάζας από τον ήλιο μας βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας, αποδεικνύοντας ακόμα μια φορά την ισχύ της θεωρίας.

Πριν από 5 χρόνια, οι επιστήμονες έκαναν μια ανακάλυψη που συγκλόνισε τον κόσμο της φυσικής: παρατήρησαν άμεσα δύο αστέρια νετρονίων να χτυπούν το ένα πάνω στο άλλο. Ήταν η πρώτη φορά που κάποιος είδε το φαινόμενο, που προέβλεπε με ακρίβεια και πάλι η θεωρία της γενικής σχετικότητας.

 Κάπως έτσι αρχίσαμε να αντιλαμβανόμαστε την «δημιουργία» του σύμπαντος και την εμφάνιση της ύλης. Πέρα από αυτήν δεν υφίσταται τίποτα απολύτως και αφορά μόνο τα παράγωγά της που εμφανίζονται με την εξέλιξη. Όμως γιατί έχει τη δομή αυτή που έχει, είναι αποτέλεσμα μιας άλλης επιστήμης, της επιστήμης εκείνης που ερευνά την σχέση ύλης και ενέργειας, χώρου και χρόνου εντός του μικροκόσμου, αντικείμενο της κβαντομηχανικής που θα δούμε στην επόμενη ανάρτηση που όποιος την γνωρίσει έστω και από μακριά, συγκλονίζεται ή αισθάνεται τόσο άβολα που αναγκάζεται να δεχτεί ακόμα και το αδιανόητο, αφού θα χρειαστεί ένα διαφορετικό τρόπο αντίληψης της «πραγματικότητας». Το γιατί έβαλα τη λέξη «πραγματικότητα» μέσα σε εισαγωγικά ίσως χρειαστεί στο μέλλον να κάνω ακόμα μια ανάρτηση. Ίδωμεν!