Dumnezeu, singurul în stare să împace teoriile ştiinţifice actuale

Din vasta lume a experienţei, ştiinţa a scos la lumină o diversitate copleşitoare de fenomene, structuri, texturi, corpuri sau organisme vii. Odată cu cartografierea corpurilor şi a fenomenelor fizice din lumea înconjurătoare, a ieşit la iveală şi puterea omului de înţelegere a faptelor vieţii şi capacitatea raţiunii lui de a construi descrieri bune pentru fenomenele fizice din natură. Studiul atent al materiei sau al cerului înstelat a adus la lumină o serie remarcabilă de legi pe care le respectă micro şi macrocosmosul. Treptat, s-a dovedit că tot mai multe aspecte, forţele care mişcă imensele galaxii sau cele care fac stelele să ardă, pot fi descrise de unele obiecte matematice imaginate de om. Şi poate mai puţin aşteptat, întreagă această diversitate a lumii micro şi macrocosmosului dezvăluie o legătură strânsă între ele.

Astăzi ştim prea bine că moleculele şi atomii alcătuiesc lumea microcosmosului. De câteva decenii, fizica a coborât chiar mai adânc în structurile acestor cărămizi fundamentale, descoperind o ţesătură plină de ordine şi simetrii la dimensiuni inimaginabili de mici (10 la puterea -18 m). Pentru explicarea structurii atomilor şi a legilor ce guvernează asocierea lor, pentru descrierea proceselor ce se petrec în ciocnirea produsă în marile acceleratoare de particule sau pentru descrierea particulelor existente în radiaţiile cosmice receptate pe Pământ se apelează astăzi la quarci şi leptoni, constituenţii fundamentali cuprinşi în Modelul Standard.

La scara macrocosmosului se deschide un câmp chiar mai vast de explorare. Sute de miliarde de stele sunt legate în gigantice ţesături gravitaţionale, în galaxii. Întreg Universul observabil adună peste 100 de miliarde de galaxii, care, la dimensiunile lui, par tot atât de multe puncte minuscule. La scară mai mică, procesele de formare a corpurilor cosmice, precum stelele, sunt totuşi cu mult mai mari decât tot ceea ce putem imagina. Stelele depăşesc, uneori, în dimensiuni, chiar şi un miliard de planete Pământ adunate la un loc. Tot aşa cum omul este la jumătatea distanţei între scara atomilor şi cea a stelelor, galaxiile sunt la jumătatea distanţei între mărimea stelelor şi întreg Universul.

Micro şi macrocosmosul - tărâmurile lumii fizice

Cu alte prilejuri, s-a scris despre faptul că cele mai de succes teorii fizice ale secolului trecut s-au dovedit a fi mecanica cuantică, relativitatea restrânsă şi relativitatea generală. Pe baza descrierilor oferite de ele, astăzi există două mari modele prin intermediul cărora lumea particulelor şi a interacţiunilor, o parte din istoria lui, starea actuală a Universului, dar şi viitorul lui au primit o descriere foarte bună. (1). În esenţă, lumea microcosmosului este descrisă de Modelul Standard (care cuprinde teoria cuantică şi relativitatea restrânsă). Sunt descrise interacţiunile microcosmosului: cea electromagnetică, cea nucleară tare şi cea slabă, prezentă în radioactivitate. Relativitatea generală descrie comportarea forţei gravitaţionale, care acţionează mai intens la nivelul macrocosmosului. S-a spus atunci că, deşi microcosmosul şi macrocosmosul sunt înlănţuite, cele două descrieri nu se întâlnesc în nici un fel.

O spărtură în tabloul teoriilor ştiinţifice

Aşadar, cele două tărâmuri ale lumii fizice, macro şi micro-cosmosul, au două grupuri de teorii. Teoria Generală a Relativităţii descrie forţa de gravitaţie şi structura la scară mare a Universului. Pe de altă parte, mecanica cuantică tratează fenomene la scară extrem de mică. Cu un alt prilej, s-a spus despre faptul că fiecare dintre aceste teorii păstrează o parte din înţelesul „clasic“ dat realităţii fizice, fiind însă vorba despre acel înţeles pe care cealaltă îl contrazice! De fapt, între ele există o serie de deosebiri esenţiale. Pomenim aici câteva. Relativitatea generală nu face referire la principiul de incertitudine al lui Heisenberg sau la interacţiunea dintre observator şi sistemul observat. De partea cealaltă, în teoria cuantică, acest principiu este indispensabil, iar interacţiunea observator-sistem cuantic observat este inevitabilă (2). Relativitatea generală operează cu obiecte macroscopice şi cu un timp real, mecanica cuantică operează cu entităţi duale, corpuscul-undă, şi cu un timp imaginar (3). În relativitatea generală, spaţiul este o textură care se curbează în vecinătatea corpurilor dense, iar în mecanica cuantică, spaţiul este un fundal fix. (4).

Cum se vede, chiar şi aceste puţine rezultate semnalează cumva imaginea fragmentată a lumii.

Lumea mică construieşte lumea mare

Totuşi, micro şi macrocosmosul se dezvăluie a fi într-o strânsă legătură, în ciuda prăpastiei dintre teoriile care le descriu. De exemplu, lumina răspândită de stele a permis investigaţia minuţioasă a proceselor lor interne, dezvăluind că, în structurile gigantice ale macrocosmosului, fragilele procese ale microcosmosului sunt esenţiale. Formarea şi arderea stelelor nu depinde doar de interacţiunea gravitaţională, care comprimă un nor de gaz. Şi interacţia electromagnetică ce leagă electronii şi protonii în atom, dar şi interacţiunea tare ce leagă, la un nivel mai adânc, particulele din nucleu participă decisiv în arderea aştrilor.

Rezultatele mecanicii cuantice arată chiar mai mult. Întreaga lume a formelor, pe care, în parte, o putem constata şi la nivelul experienţei directe, este posibilă în virtutea unor proprietăţi pe care le respectă minusculii constituenţi elementari. Particulele care populează microcosmosul posedă, într-un mod surprinzător, o caracteristică ce se dovedeşte esenţială în Univers. Este vorba, desigur, de spin. În funcţie de această proprietate (care, pentru accesibilitate, este adesea reprezentată ca un fel de mişcare a particulei în jurul propriei axe), particulele se împart în două categorii: unele sunt fermioni, având o anumită valoare a spinului (numită spin semiîntreg), altele sunt bosoni, având spin întreg. Interesant şi esenţial pentru felul în care arată lumea în care trăim este faptul că fermionii, atunci când, dintr-un motiv sau altul, trebuie să stea foarte apropiaţi, refuză să posede acelaşi statut, să spunem. Electronii unui atom, pentru exemplu, care au spin semiîntreg, nu pot ocupa acelaşi strat în jurul nucleului. Dacă totuşi o fac, atunci ei nu pot coabita decât cel mult doi, şi în mod sigur având spin împerecheat. (Cu alte cuvinte, cele două particule vor avea spin semiîntreg, însă unul se va roti într-un sens, iar celălalt în sens opus.) Ei bine, principiul acesta (numit principiul de excluziune al lui Pauli) arată de ce corpurile din mediul înconjurător şi din Univers posedă întindere. Ele nu se contractă indefinit, pentru că fermionii se evită unii pe alţii. Aşa se explică de ce gravitaţia unei stele, care adună la un loc o masă imensă de gaz, nu comprimă total şi definitiv corpul astrului într-o bulă superdensă de gaz încins. Aceasta nu se întâmplă, între altele, şi pentru că minusculii electroni ai atomilor de gaz cuprinşi în stea refuză să se strângă prea mult unii lângă alţii. Aşadar, chiar şi sub presiunea imensă a gravitaţiei, materia păstrează în continuare întindere, corpurile nu se prăbuşesc în ele însele, iar textura lor nu este complet distrusă.

Atomii decid naşterea galaxiilor

Aşa cum s-a precizat în mai multe rânduri, potrivit modelului Big Bang, Universul, spaţiul, timpul, materia-energia, toate au început. Una dintre întrebările esenţiale ale cosmologiei actuale rămâne cea privitoare la formarea galaxiilor. De ce gazul, praful şi stelele din Univers sunt aglomerate în galaxii? Răspunsul este esenţial, pentru că în el stau ascunse şi câteva explicaţii privind naşterea stelelor şi a planetelor. După Big Bang, Universul, extrem de fierbinte şi aflat într-o expansiune extrem de rapidă, împrăştie materia primordială. Însă, pe măsură ce Universul se răceşte, ceva esenţial intervine în procesul de expansiune. Chiar dacă expansiunea nu se opreşte, un factor esenţial intervine şi adună materia în aglomerări imense de praf şi gaz, care permit, mai apoi, naşterea galaxiilor.

Despre formarea galaxiilor am mai scris în paginile „Ziarului Lumina“. (5). Modelul teoretic utilizat în mod comun explică formarea galaxiilor mari prin aglomerarea mai multor galaxii mici. Un nor de gaz este comprimat de gravitaţie, agregarea materiei determinând şi mişcarea de rotaţie. Există însă rezultatele care arată că şi procesul de ionizare a gazului protogalactic este important în înţelegerea evoluţiei acestor aglomerări de materie. Aceasta pentru că, la nivel atomic, se „decide“ cât de grele vor fi constituenţii gazului. În funcţie de aceasta, gazul va putea fi mai mult sau mai puţin „prelucrat“ de către gravitaţie. Într-un fel, s-ar putea spune că rata de răcire autorizează formarea de structuri dense, cum ar fi stelele sau galaxiile (gazul fierbinte fiind cel mai puţin potrivit pentru aşa ceva). Dacă istoria ionizării gazului din norul protogalactic este decisivă în procesul de formare a stelelor din Univers, atunci acesta este un alt aspect ce relevă legătura dintre macro şi microcosmos.

Proiecte experimentale imposibile

Intenţia fizicienilor din ultimul secol a fost aceea de a unifica toate aceste descrieri despre micro şi macrocosmos prin intermediul unei teorii (numită uneori Theory of Everything). Două lucruri lipsesc în reuşita acestei intenţii: o exprimare cuantică a gravitaţiei (lucru dificil şi pentru faptul că gravitaţia este extrem de slabă la acest nivel) şi verificarea experimentală a unui eventual rezultat teoretic. O teorie care unifică interacţiunile microcosmosului (electromagnetică, tare şi slabă) este deja elaborată şi chiar testată. A rămas de rezolvat introducerea gravitaţiei în cadrele lumii cuantice. În acest sens, în ultimile decenii au fost dezvoltate mai multe teorii (Teoria stringurilor, Teoria twistorilor, Teoriile de scală, Supersimetria), însă nici una nu s-a dovedit suficient de bună încât să convingă pe toată lumea. Pe de altă parte, gândită în procedeele experimentale curente, unificarea interacţiunilor ar putea fi testată doar prin intermediul unor ciocniri la energii foarte mari. , în acceleratoare de particule. La nivel terestru, au fost construite acceleratoare unde s-au produs ciocniri de energii foarte mari (6). S-a verificat astfel unificarea interacţiunii electromagnetice şi a celei slabe. Există deja modele care imaginează o nouă generaţie de acceleratoare de particule, ce vor testa unificarea interacţiunii electroslabe cu interacţiunea tare. Însă, pentru unificarea tuturor acestor interacţiuni cu gravitaţia este nevoie de energii cu mult mai mari. Pentru atingerea lor sunt necesare aceleratoare de dimensiuni comparabile cu cele ale galaxiei! Indiferent de progresul tehnologic, omul pare să nu poată obţine aşa ceva.

Un imens laborator de cercetare ascuns în cosmos

Într-un mod cu totul extraordinar, natura are deja laboratoare care pot oferi coliziuni de energii foarte mari, dar şi alte procedee experimentale pentru testarea unificării interacţiunilor!

Între instrumentele descoperite de fizicieni în natură primele sunt neutrinii. Particule elementare de dimensiuni apropiate cu cea a electronilor, neutrinii sunt cele mai abundente din Univers.

Despre proiecte de cercetare dedicate neutrinilor am mai scris în „Ziarul Lumina“ .(7). În cazul lor, sursele extragalactice îndeplinesc într-un mod excepţional funcţiile unui accelerator cosmic. Neutrinii ciocnesc particule din solul terestru, atingând energii din domeniu foarte înalt, oferind date lămuritoare privind teoriile de unificare.

Între timp, alte proiecte majore sunt în stadiu de construcţie. Un câmp vast de explorare cu posibile implicaţii în întreaga fizică este cel referitor la detectarea undelor gravitaţionale (8). Dimpreună cu aceste speranţe, apar tot mai multe voci care tind să recunoască faptul că Theory of Everything (TOE) nu este echivalentă cu sfârşitul cunoaşterii. Ea nu poate elucida complet viitorul, pentru că nu poate evita principiul de incertitudine al lui Heisenberg (9). Alte voci autorizate ale lumii ştiinţifice afirmă că ar trebui să fie acceptată şi ideea că ar putea să nu existe nici un fel de TOE sau că ea ar putea exista, însă ar putea să nu fie inteligibilă de către om (10). În fine, există puncte de vedere care recunosc faptul că formularea unei TOE nu ar înseamna că psihologia sau biologia vor fi pe deplin înţelese (11). În mod special, o teorie despre tot nu va putea include aspecte semnificative cu referire la procese extrem de complexe, cum sunt cele ale conştiinţei umane (12).

Descoperirea lumii şi edificarea spirituală

Desigur, se poate pune întrebarea ce relevanţă au toate acestea pentru o rubrică precum cea dedicată religiei şi ştiinţei. Dovedirea unităţii lumii fizice şi a comprehensibilităţii ei prin teoriile matematice, dar şi dificultatea contrucţiei unei unei teorii ultime, atotcuprinzătoare, se întâlnesc toate, într-un mod remarcabil, cu felul în care lumea a fost privită în tradiţia patristică răsăriteană. În pofida prăpastiei dintre teoriile ce descriu lumea micro şi macro, dovezile arată că diversitatea cosmosului poartă totuşi amprenta unităţii, legitimând denumirea de univers. În acelaşi timp, intenţiile de cuprindere matematică a fenomenelor lumii continuă să aibă succes. De asemenea, în multe situaţii, spaţiul de experimentare al teoriilor se extinde tot mai mult, descoperind că Universul însuşi pare a fi un laborator pregătit pentru proiectele experimentale ale omului. În fine, dificultăţile întâmpinate de elaborarea unei teorii ultime desparte lumea ştiinţifică printr-o multitudine de opinii.

Din perspectivă creştină, toate aceste fapte pot fi semnificative. Sfinţii Părinţi au văzut în raţionalitatea lumii semnul cel mai profund al faptului că ea este dăruită omului, înzestrat cu raţiune, capabil să o înţeleagă. „...Dacă lumea a fost creată prin cuvânt, înţelepciune şi ştiinţă, şi a fost împodobită cu toată rânduiala, e necesar ca Cel ce o conduce şi a orânduit-o să nu fie altul decât Cuvântul lui Dumnezeu“ (13). Potrivit părintelui Stăniloae, prin tot acest efort, Dumnezeu vrea ca noi să înţelegem tot mai bine şi mai deplin „gândurile Lui puse în lucruri şi cuvintele ce ni le-a adresat prin ele“ (14).

De aceea, în Teologie, la capătul tuturor căutărilor prin lume, pe om Îl aşteaptă Dumnezeu. El vrea ca omul „să descopere nesfârşitele gânduri ale Sale, puse în lucruri“ (15). Acesta este felul edificator al Sfinţilor Părinţi de a privi lumea. Ei au văzut că cea mai cuprinzătoare vedere a lumii nu ţine de o teorie ştiinţifică cu privire la Univers, ci îl conţine şi pe om, şi viaţa lui, şi mântuirea lui şi a lumii. Vederea aceasta o au sfinţii, care nu au utilizat sistemic, ci eclectic expresiile, cunoştinţele vremii lor, nu într-o intenţie limitată la conţinuturile lumii, ci în folosul vieţii şi al mântuirii, adică înspre iubirea şi comuniunea cu Dumnezeu Creatorul (16). z

Note:

1 Câteva menţiuni despre aceste teorii şi despre deosebirile dintre ele, în articolul Două legi de neîmpăcat, pentru explicarea creaţiei, din „Ziarul Lumina“, 31 octombrie 2008, p. 16.

2 Cf. Lee Smolin, Spaţiu, Timp, Univers, Trei drumuri către gravitaţia cuantică, Editura Humanitas, Bucureşti, 2002, p. 13.

3 Timpul imaginar nu are neapărat o semnificaţie concretă. Introducerea lui în calculul formal al mecanicii cuantice s-a făcut pe considerente de ordin utilitar. Cf. Stephen W. Hawking, Scurtă istorie a timpului. De la Big Bang la Găurile Negre, ediţia a IV-a, Editura Humanitas, Bucureşti, 2001, p. 162.

4 Aspectele au fost abordate în articolul Niveluri de realitate în Creaţia lui Dumnezeu, în „Lumina de Duminică“, 12 octombrie 2008, pp. 13-14.

5 Câteva menţiuni se găsesc în articolul Cum s-au născut galaxiile?, în „Ziarul Lumina“, 11 iulie 2008, p. 16.

6 Câteva date despre cel mai mare accelerator de particule, Large Hadron Collider, despre ideea experimentală şi modul de funcţionare al unui accelerator, în articolul Spărgătorul de protoni de la Geneva, în „Ziarul Lumina“, 12 septembrie 2008, pp. 8-9.

7 Cf. Laborator gigantic, pentru un mic secret din „reţeta“ materiei, în „Ziarul Lumina“, 13 iunie 2008, p. 16.

8 Am în vedere aici observatorul cu unde gravitaţionale LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) din Louisiana şi Washington, care va atinge nivelul optim de exploatare în 2014, LISA (Laser Interferometer Space Antena), cel mai mare complex de cercetare proiectat până acum, ce urmează a fi dispus în spaţiu într-o zonă de peste 5 milioane de kilometri, proiectat să intre în uz în 2016, sau GEO600, programul germano-britanic de detectare a undelor gravitaţionale, operaţional din 2001.

9 Stephen Hawking şi Leonard Mlodinow, O mai scurtă istorie a timpului, Editura Humanitas, Bucureşti, 2007, p. 153. Despre această din urmă opinie - Martin Rees, Our cosmic habitat, A Phoenix Paperback, 2002, p. 156.

10 Steven Weinberg, Visul unei teorii finale. În căutarea legilor ultime ale naturii, Editura Humanitas, Bucureşti, 2008, pp. 205-206.

11 Brian Greene, Universul elegant. Supercorzi, dimensiuni ascunse şi căutarea unei teorii ultime, Editura Humanitas, Bucureşti, 2008, p. 32.

12 Peter Atkins, Amprenta lui Galileo, Cele zece mari idei ale ştiinţei, Editura All, Bucureşti, 2008, p. 360.

13 Sf. Atanasie cel Mare, Cuvânt împotriva elinilor, XL, în PSB, vol. 15, pp. 75-76.

14 Pr. Dumitru Stăniloae, Teologie Dogmatică Ortodoxă, vol. II, p. 243.

15 Ibidem.

16 Mitropolit Daniel Ciobotea, Necesitatea dialogului dintre ştiinţă şi Credinţă azi, în vol. Ştiinţă şi Religie, antagonism şi complementaritate?, Editura XXI Eonul Dogmatic, Bucureşti, 2003, p. 23.