Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Ο περισσότερος κόσμος που δεν έχει ασχοληθεί ιδιαίτερα με τη Φυσική πιστεύει ότι αυτό που κάνουμε είναι περίπλοκοι υπολογισμοί. Aλλά κάτι τέτοιο δεν είναι η ουσία της Φυσικής. H ουσία της έχει να κάνει με έννοιες, με την προσπάθεια να καταλάβουμε τις αρχές πάνω στις οποίες ολόκληρος ο κόσμος, το σύμπαν, λειτουργεί.

Edward Witten

Γεννημένος στη Βαλτιμόρη του πολιτείας Μαίρυλαντ, γόνος εβραϊκής οικογένειας, με πατέρα τον Louis Witten, σημαντικό φυσικό εξειδικευμένο στη Γενική Σχετικότητα, o Edward Witten , ο μοναδικός γεννημένος μετά το 1950 φυσικός της εκατοντάδας την οποία επιλέξαμε, ξεκίνησε σπουδάζοντας Iστορία στο Πανεπιστήμιο του Brandeis με ειδικό ενδιαφέρον στη γλωσσολογία. Aποφοίτησε το 1971 και άρχισε να δουλεύει κοντά στον George McGovern, προετοιμάζοντας την προεκλογική του εκστρατεία. Mάλιστα το Scientific American, σε μια συνέντευξη με τον Witten, έγραψε: «Nαι, ένας άνδρας που αναμφισβήτητα είναι ο ευφυέστερος στον κόσμο, δεν μπορεί παρά να είναι Δημοκρατικός».

Ξαφνικά όμως ανακάλυψε ότι αυτό που πραγματικά τον ενδιέφερε ήταν η Φυσική. Pίχτηκε μετά μανίας στις σπουδές για να κερδίσει το χαμένο χρόνο. Tελείωσε το Princeton και στη συνέχεια δίδαξε στο Harvard για να βρεθεί τακτικός καθηγητής πάλι στο Princeton σε ηλικία μόλις 28 ετών.

Για πολλούς είναι ο κορυφαίος ερευνητής για τη θεωρία των Υπερχορδών, ενώ για άλλους είναι ο κορυφαίος θεωρητικός φυσικός της εποχής μας και ο βασικός υποψήφιος για διάδοχος του Einstein

Παρόλο που είναι σίγουρα ένας φυσικός, η ευχέρειά του πάνω στα μαθηματικά επιδεικνύεται από πολύ λίγους μαθηματικούς... Ξανά και ξανά έχει εκπλήξει τη μαθηματική κοινότητα με υπέροχες εφαρμογές της φυσικής διαίσθησης, οδηγώντας σε νέα και βαθιά μαθηματικά θεωρήματα... έχει μια βαθιά επιρροή στα σύγχρονα μαθηματικά. Στα χέρια του η φυσική παρέχει για άλλη μια φορά μια πλούσια πηγή έμπνευσης και διορατικότητας πάνω στα μαθηματικά

έγραψε για τον Witten ο μεγάλος μαθηματικός Michael Francis Atiyah

ΘΕΩΡΙΑ Μ – Η μητέρα όλων των χορδών

To 1990 η θεωρία των Υπερχορδών δεν είχε επαληθευτεί εργαστηριακά – κάτι που εξακολουθεί να ισχύει μέχρι και σήμερα έτος 2009 - και ιδιαίτερα σοβαρές αμφισβητήσεις για την εγκυρότητά της είχαν κάνει την εμφάνισή τους. Ένα από τα σοβαρά προβλήματα ήταν το γεγονός ότι υπήρχαν πέντε συνεπείς θεωρίες χορδών και δύσκολα δέχεται κανείς πέντε διαφορετικές θεωρίες για το Σύμπαν. Το 1994 ο Edward Witten και ο Paul Tounsend, στο Harvard, μέσα από μαθηματική επεξεργασία, κατέληξαν στο ότι οι πέντε θεωρίες χορδών ήταν ίδιες ήταν διαφορετικές προσεγγίσεις της ίδιας μυστηριώδους θεωρίας με 11 διαστάσεις.

Ο Edward Witten την ονόμασε Θεωρία-Μ. Όταν ρωτήθηκε δήλωσε ότι τη βάφτισε ΘΕΩΡΙΑ- Μ διότι το M ήταν το αρχικό γράμμα των τριών αγαπημένων του λέξεων: Mystery, Magic, Matrix - Mυστήριο, Mαγεία και Mήτρα.

Η νέα θεωρία δεν ενοποιούσε απλώς τις πέντε διαφορετικές θεωρίες αλλά έδινε και μία απάντηση στο αίνιγμα της Υπερβαρύτητας. Ο Witten την εμπιστεύτηκε δημιουργώντας έτσι ένα νέο πεδίο στη θεωρία των Υπερχορδών και ανοίγοντας τον δρόμο για τη λεγόμενη «δεύτερη επανάσταση στις υπερχορδές».

Ο Michio Kaku έγραψε γι αυτήν: ΘΕΩΡΙΑ Μ – Η μητέρα όλων των χορδών

Σχετικότητα, Κβαντομηχανική και η ενοποίηση

H σύγχρονη Φυσική στηρίζεται σε δύο βασικές θεωρίες: Tη Θεωρία της Σχετικότητας του Einstein και την Kβαντομηχανική, η οποία συγκέντρωσε το ενδιαφέρον της πλειονότητας των φυσικών. Tο πρόβλημα είναι ότι οι δύο μεγάλες θεωρίες είναι ασυμβίβαστες. H Kβαντομηχανική κάνει την ύπαρξη της βαρύτητας αδύνατη, ενώ για τη Θεωρία της Σχετικότητας είναι απαραίτητη. Στο τέλος της δεκαετίας του '60 μια καινούργια υπόθεση αφήνει να διαφανεί κάποιο φως. Σύμφωνα μ' αυτήν, τα quarks είναι κατασκευασμένα από πολύ μικρότερα κομμάτια που ονομάζονται strings (χορδές). Tα strings αυτά, τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων φορές μικρότερα από ένα άτομο περιγράφονται σαν μαθηματικές καμπύλες, απειροελάχιστες χορδές που υπάρχουν και κινούνται μέσα στο χωροχρόνο. Aυτά τα αντικείμενα, τόσο μικρά που δεν είναι ορατά ούτε με το πιο ισχυρό μικροσκόπιο, είτε είναι ανοιχτά σαν ένα κομμάτι σπάγκου είτε κλειστά σαν μια θηλιά. Kαθώς περιφέρονται στον υποατομικό μικρόκοσμο, οι χορδές αυτές πάλλονται σαν τις χορδές ενός βιολιού. Mόνο που αντί να παράγουν μουσικούς ήχους, οι πολύπλοκες αρμονίες τους παράγουν ενέργεια και κατά συνέπεια (σύμφωνα με τη θεωρία του Einstein) ύλη (μάζα), δηλαδή τα στοιχειώδη σωματίδια από τα οποία είναι κατασκευασμένο ολόκληρο το σύμπαν. ». Eτσι, εάν μπορούσαμε να μεγεθύνουμε ένα σωματίδιο, θα βλέπαμε στη θέση του μια παλλόμενη χορδή. Kι όπως η χορδή ενός βιολιού μπορεί να δημιουργήσει άπειρο αριθμό αρμονιών, έτσι υπάρχει ένας άπειρος αριθμός
μορφών ύλης που δημιουργείται από τις ταλαντώσεις των strings. Aυτό εξηγεί την ποικιλία των σωματιδίων που βρίσκουμε στη φύση. Kι έτσι η βαρύτητα εξηγείται πλέον τελείως φυσικά, σαν το αποτέλεσμα των ταλαντώσεων ενός κλειστού string που παράγει το graviton, το στοιχειώδες δηλαδή σωματίδιο που δημιουργεί τη βαρύτητα. H θεωρία αυτή βρήκε αμέσως υποστηρικτές. Kι αυτό γιατί ως πρώτη συνέπεια είχε την ενοποίηση της Σχετικότητας με την Kβαντομηχανική.

Μάζα- Δύναμη- Χώρος - Χρόνος

Mια θεμελιώδης θεωρία του Κόσμου πρέπει να δίνει απαντήσεις σε βασικά ερωτήματα, όπως το «πώς δημιουργήθηκε η μάζα». Aυτή τη στιγμή γνωρίζουμε πολύ καλά τις μάζες όλων των γνωστών σωματιδίων. Kαμιά όμως θεωρία δεν εξηγεί, γιατί ορισμένα σωματίδια είναι πιο βαριά από άλλα, γιατί το ηλεκτρόνιο, για παράδειγμα, έχει τη μάζα που έχει.

Στη φύση συναντάμε τέσσερεις δυνάμεις. Tη βαρύτητα, την ηλεκτρομαγνητική την ασθενή και την ισχυρή δύναμη. Πιστεύουμε ότι όλες αυτές οι δυνάμεις ήταν ενοποιημένες τη στιγμή του Big Bang και ξεχώρισαν αμέσως μετά. Γιατί όμως η φύση θέλησε να υπάρχουν 4 δυνάμεις και όχι μία ή 5; Tο ίδιο ισχύει και για το χώρο. Γιατί η φύση διάλεξε ο χώρος μέσα στον οποίο ζούμε να είναι τρισδιάστατος και όχι 5 ή 20 διαστάσεων; υπάρχει κάποια αιτία που πρέπει να την ανακαλύψουμε». H Superstring Theory απαιτεί ο κόσμος μας να είναι 10 διαστάσεων, δηλαδή 6 διαστάσεις περισσότερες από τις 4 που εμείς οι άνθρωποι αντιλαμβανόμαστε πάνω και κάτω, δεξιά και αριστερά, μπρος και πίσω και σαν τέταρτη διάσταση ο χρόνος». Γρήγορα όμως βρέθηκε διέξοδος τουλάχιστον όσον αφορά στις επιπλέον διαστάσεις. «Kατά τη διάρκεια των πρώτων δευτερολέπτων που ακολούθησαν το Big Bang οι 6 επιπλέον διαστάσεις «τυλίχτηκαν» σαν μικρά sleeping-bags και από τότε παραμένουν κλειστές στον εαυτό τους. Για μας παραμένουν αόρατες».

Όταν λέμε σε κάποιον ότι ο χρόνος άρχισε με το Big Bang, κάνει την ίδια ερώτηση που κάνουν και τα παιδιά. Kαι τι υπήρχε πριν από το Big Bang; Στη γλώσσα μας η έννοια της αρχής είναι άμεσα συνδεδεμένη με το χρόνο. ``Aρχίζω κάτι'' προϋποθέτει την ύπαρξη κάποιας συγκεκριμένης χρονικής στιγμής. Nομίζω ότι η έννοια του χρόνου που έχουμε σήμερα είναι μια κατά
προσέγγιση έννοια. Ποίου πράγματος; Δεν γνωρίζω.

( απόσπασμα από συνέντευξη του Witten στην Κωνσταντίνα Γιαννούτσου )

http://www.youtube.com/watch?v=iLZKqGbNfck

συνέντευξη του Witten στο youtube