Impresii cosmice. Urmele lui Dumnezeu in legile naturii

„O excursie grandioasa prin lume, de la infinitul mare la infinitul mic.“ (Neue Zürcher Zeitung)

Un om de stiinta din elita fizicii matematice porneste intr-o cautare profund nedogmatica a lui Dumnezeu si ilustreaza, prin intermediul unor exemple originale, rafinatul plan de constructie al Cosmosului, care se sustrage cu incapatanare unei previzibilitati durabile.

Cum a evoluat Universul si, totodata, omul care a reflectat asupra lui, cand fizica de astazi arata ca starea propriu-zisa de la inceputurile lumii nu poate fi definita intru totul numai prin legile naturii? Intamplare sau plan divin? Acestei duble intrebari ii cauta raspunsul cartea de fata. Stiinta totala, fantezie jucausa, plus un simt al umorului sec, inimitabil, caracterizeaza gandirea lui Walter Thirring.

 

Prof univ. dr. Walter Thirring, nascut in 1927 la Viena, este unul dintre cei mai importanti reprezentanti contemporani ai fizicii teoretice. Activitate didactica si de cercetare la Dublin, Glasgow, Göttingen, Zürich (in 1951-1952, bursier UNESCO la Academia Tehnica Autonoma– ETH), Berna, Princeton, la MIT (Massachusetts Institute of Technology), Washington si Geneva (director al Departamentului Teoretic la laboratorul european pentru fizica particulelor elementare— CERN in anii 1969-1971). A fost colaborator al lui Schrödinger, Heisenberg, Einstein si Pauli. Si-a luat doctoratul in Filosofie de la varsta de 22 de ani.

Este autor a peste 200 de lucrari stiintifice, distins cu numeroase premii internationale: medalia Eötvös (1969), premiul Erwin Schrödinger (1969), medalia Max Planck (1969), Doctor honoris causa al Universitatii Commenius din Bratislava (1991), premiul Henri Poincaré al Asociatiei Internationale de Fizica Matematica (2000).

Walter Thirring este pasionat de muzica, in special de orga si de compozitie. In anul 2008, a publicat un volum de memorii, Lust am Forschen: Lebensweg und Begegnungen (Placere in cercetare. Itinerar biografic si intalniri), insotit de un CD cu compozitii proprii.



Cuprins

Prefata 7

Cuvant-inainte 11

1. Cum a venit lumea pe lume 15

1. 1. Geneza 15

1. 2. Varsta si dimensiunile lumii 18

1. 3. De unde vin, asadar, energiile? 25

1. 4. Care a fost materialul exploziv? 37

1. 5. Glorificarea Genezei 53

2. Totul sa fie numai intamplare? 57

2. 1. Asa grait-a Nietzsche 57

2. 2. Ce determina legile naturii? 58

2. 3. Intamplare si necesitate 62

2. 4. Un joc de sfere 64

2. 5. Cat de neverosimila este ordinea? 66

2. 6. Limitarea la ordine de marime largeste perspectiva 68

2. 7. Cand cineva vrea sa cunoasca numai ordinul

de marime si altcineva este interesat de cifre

exacte, pot aparea neintelegeri 70

2. 8. Cand vrei sa stii ceva prea exact, poti sa rascolesti

ape tulburi si capeti prea putina recunostinta 71

3. Cum s-au putut forma elementele chimice? 77

3. 1. Este materia construita dupa modelul

papusilor Matrioska rusesti? 77

3. 2. Modelul standard al particulelor fundamentale 83

3. 3. Care dintre particule supravietuiesc? 93

3. 4. Spatiul intern 107

4. Stii cate stelute sunt? 111

4. 1. Nasterea unei stele 111

4. 2. Soarele: frate sau zeu? 124

4. 3. Trei feluri de funeralii 135

4. 4. Morala povestii 146

5. Ce a intuit Newton despre sistemul nostru

planetar 149

5. 1. Familia noastra de planete 149

5. 2. Traiectoriile Kepler 153

5. 3. Leaganul planetar 165

6. Cum de ia nastere viata 179

6. 1. Ce este viata? 179

6. 2. Nasterea ordinii 186

6. 3. Secretele apei 208

7. Principiul antropic, sau am putea breveta

Universul? 213

Anexa A: Explicatii ale unor termeni 223

Anexa B: Puteri ale lui 10 227

Anexa C: Estimarea facuta de lordul Kelvin asupra

varstei Soarelui cu concepte moderne 229

Anexa D: Cat cantareste lumea? 232

Anexa E: Antigravitatia in actiune 234

Anexa F: Un joc de sfere 236

Anexa G: Ploaia de neutri ni a unei supernove 239

Anexa H: Viziunea lui Newton dusa mai departe 240

Anexa 1: Tema de casa a studentului istet 243

Anexa J: Nasterea ordinii 246

Anexa K: Limitele ratiunii omenesti 249

Anexa L: Carti recomandate de autor 253

Indice 255

1

Cum a venit lumea pe lume

1. 1. Geneza

Care dintre ideile centrale din Biblie sunt confirmate de cunostintele noastre din ziua de astazi?

La inceput, a facut Dumnezeu cerul si pamantul. Si pamantul era netocmit si gol. Intuneric era deasupra adancului si Duhul lui Dumnezeu

se purta pe deasupra apelor.

Si a zis Dumnezeu: Sa fie lumina! Si a fost lumina. (Geneza, 1, 1-3 r'

Aceste randuri au avut un mare impact asupra gandirii oamenilor din Occident si au inspirat artisti si muzicieni sa creeze opere minunate. Intrebarea: Oare de unde vine totul? a preocupat dintotdeauna popoarele, care si -au dezvoltat propriile mitologii. Totusi, cunostintele empirice, directe, s-au refuzat omenirii, iar fantezia a avut astfel cale libera. Asa se face ca, in diverse lumi imaginare, Cosmosul a fost populat cu nenumarati zei, eroi si tot felul de jivine. Unele dintre acestea erau greu de interpretat; altele erau, insa,

,', Pentru prezenta editie romaneasca, s-a folosit Biblia sau Sfanta Scriptura, Editura Institutului Biblic si de Misiune al Bisericii Ortodoxe Romane, Bucuresti, 1988. (n. trad.)

- 15-

Impresii cosmice

reprezentari concrete, ca in mitologiile orientale, in care un elefant sta pe o broasca testoasa sau invers. Asa ca nenuma rate speculatii s-au facut pe tema semnificatiei si a adevarului continut in astfel de asertiuni. Iar un om de stiinta, instruit sa accepte numai lucruri demonstrabile, are dificultati aici. Wolfgang Pauli, de pilda, obisnuia sa spuna, despre afirmatii care nu puteau fi nici pro bate, nici contestate:"Aceasta nu e nici macar falsa, e curata nebunie".

Astfel, a fost inevitabila aparitia criticii Genezei, iar unele contradictii dintre afirmatiile din Geneza si descoperirile stiintifice au dus chiar la punerea la indoiala a Bibliei. Dar, inainte de a discuta unele corecturi si prelucrari stiintifice, trebuie ca problema insasi sa fie pusa in lumina justa.

Totul poate fi descris la diverse niveluri: putem sa ne concentram fie pe esential si sa schitam imprecis ori chiar gresit unele detalii; sau putem dezvolta detalii care sa devina importante abia la un alt nivel, pierzand, insa, din vedere esentialul. Acest lucru este valabil in toate domeniile, chiar si in cel al stiintelor naturii. Cand chimistii spun H -doi-O sau scriu H20, ei redau caracteristica fundamentala a apei, si anume ca este formata din molecule care au doi atomi de hidrogen si un atom de oxigen. In acest fel, insa, nu ne sunt explicate multe detalii, cum ar fi modul in care se leaga atomii dintr-o molecula, semnificatia liniilor in formula structurala, sub ce unghi stau atomii unul fata de altul etc. Un fizician ar trebui chiar sa spuna ca o asemenea exprimare nu este indicata. Pentru o descriere exacta a fenomenului, ar trebui rezolvata ecuatia lui Schradinger, a celor zece electroni in campul gravitational a doi protoni (= nucleul hidrogenului) si un nucleu de oxigen. Din pacate, acest lucru depaseste capacitatile calculatoarelor actuale. Dar ceea ce-l intereseaza pe inginer, si anume in ce mod trebuie amestecat hidrogenul (H2) cu oxigenul (02)' pentru ca, prin reactie cu gazul, acesta sa arda in intregime, este un lucru care nu are

-16 -

Cum a venit lumea pe lume

tangenta cu astfel de rafinamente. Pentru inginer, e suficient daca stie ca trebuie sa amestece substantele in proportie de 2 la 1, ca numar de molecule.

Semnificatia Genezei trebuie privita in lumina celor spuse mai sus. Aceasta trebuie sa fi fost redactata pe vremea captivitatii evreilor in Babilon si are un mesaj foarte clar. Ea vrea sa le transmita evreilor ca Dumnezeul lor a creat deja lumea si ca de atunci este mereu alaturi de ei. Pe vremea aceea, detaliile stiintelor naturii nu le stateau la dispozitie oamenilor si chiar le-ar fi distras atentia de la ideea esentiala. Crearea lumii de catre un Dumnezeu este un pas esential in gandirea omenirii, caci ea conduce la monoteismul strict, care postuleaza nu numai ca un popor trebuie sa aiba un singur Dumnezeu, ci ca exista un singur Dumnezeu adeva rat in intreaga lume. Din pacate, inainte s-a preluat literal, pe langa Creatie, si restul Bibliei, partile ei secundare, cores punzator ideilor din acele vremuri. Aceasta neintelegere a condus la un mare neajuns in dezvoltarea spirituala occiden tala, multi liber-cugetatori fiind persecutati sau arsi pe rug, religia pierzandu-si din credibilitate. Insa, dincolo de toate aceste lucruri, este remarcabil ca exista numeroase cores pondente intre afirmatiile din cartea Genezei si stiintele naturii din zilele noastre. Vreau, de aceea, sa prezint, la sfarsitul acestui capitol, un fundal fizic al textului biblic, lucru pe care, in cazul altor mitologii, mi-ar veni greu sa-I fac. Intr-un anume sens, mesajul Genezei a fost chiar supra confirmat de atotputernicul Iahve in felul urmator: legile naturii sunt valabile nu numai intre Babilon si Ierusalim, ci si, dupa cum stim astazi prea bine, la distante de miliarde de ani-lumina. Astfel, chiar si in sfere aflate la distante foarte mari unele de altele, guverneaza aceeasi lege, chiar daca acestea nu au putut comunica intre ele, fara a incalca limita impusa de viteza luminii. Iar Puterea lui Iahve depaseste cu mult ideile acelor timpuri.

- 17-

Impresii cosmice

1. 2. Varsta si dimensiunile lumii

,

In Cosmos, 10 miliarde de ani sunt timpul esential si 10 miliarde de ani-lumina, lungimea esentiala.

Arhitectura Cosmosului este determinata de numere ame titor de mari. Mai intai, trebuie sa vedem cum pot fi folosite acestea. Cel mai indicat este sa le redarn ca puteri ale lui 10, ca de pilda 106 pentru 1. 000. 000 = un milion, exponentul redand intotdeauna numarul de zerouri. Pentru a nu intre rupe fluxul textului, am expus o indicatie exacta in anexa B. Mai intai, vreau sa simplific doar sirul monstruos de cuvinte: un milion de milioane de milioane, prin 1018. La multipli care, adaugam exponenti si astfel putem reduce matematica de care avem nevoie la mica tabla a inmultirii.

Pentru a vedea utilitatea puterilor lui 10, sa evaluam pentru inceput numarul atomilor dintr-un metru cub (rrr"). Pentru aceasta, marimea diferitelor obiecte o exprimam in puteri ale lui 10 ale unui metru (m). Un atom este aproxi mativ de marimea 10-10; pe lungimea unui metru, au loc suficient 1010 atomi unul langa altul, iar intr-un m ' incap 1010 X 1010 X 1010 = 1030 atomi. Cititorul cu un ochi critic va obiecta ca e putin probabila o suma chiar asa de rotunda. Pentru a evita o obiectie atat de banala, sa renuntam, la ne voie, la semnul = si sa folosim urmatoarele semne:

a este aproximativ egal cu b a este ceva mai mare decat b a este ceva mai mic decat b.

Insa un pedant va intreba, de buna seama, ce inseamna, mai precis,"aproximativ egal cu" sau"ceva mai mare decat". Cum acest lucru nu va fi de nici o importanta, ne luam ras punderea sa scriem: numarul atomilor dintr-un metru cub de materie solida ~ 1030.

-18 -

Cum a venit lumea pe lume

Acum, dupa ce ne-am invins teama de numerele mari, putem stabili un sistem de masura unitar, dupa care nu mai trebuie sa tot convertim. In fond, este indiferent ce sistem alegem; putem sa ne supunem preceptelor zilei de astazi si sa masuram lungimile in metri, masele in kilograme si timpul in secunde. Intentionez sa respect, in cea mai mare parte, aceste unitati de masura (eventualele obiectii pot fi adresate comisiei internationale de standardizare), dar voi recurge totusi, ocazional, la unitati de masura populare, cum ar fi kilometrul (km).

Aproape nici un numar despre care se credea ca a fost citit in Biblie, nu a condus la idei atat de false, precum cei 6. 000 de ani pentru varsta lumii. Si probabil ca atitudinea de respingere a Bisericii fata de unele cuceriri stiintifice, pre cum teoria evolutionista a lui Darwin, isi are originea aici. Cu siguranta ca nici un vierme nu se poate dezvolta pana la stadiul de om intr-un timp atat de scurt. Numai ca inter pretarea paragrafelor din Geneza ca zile pamantesti ne va obliga sa fim de acord cu acei 6. 000 de ani. In Evangheliile dupa Luca si Matei, gasim arborele genealogic al lui Isus (sau, mai degraba, al lui Iosif), mergand inapoi in timp pana la patriarhul Avraam, iar in Geneza - ascendenta genea logica a lui Avraam pana la Adam. Daca adaugam saptamana Genezei, nu ajungem la mai mult de cateva mii de ani, chiar daca luam in considerare varsta biblica a lumii de atunci. Perioada de 6. 000 de ani a avut, intr-adevar, o mare impor tanta pentru evolutia omenirii. E timpul in care, in diferite locuri de pe Pamant, au inflorit civilizatii avansate, datorita faptului ca oamenii invatasera sa cucereasca noi teritorii, cu ajutorul navigatiei pe sisteme fluviale. Asa s-a reusit sa se stabileasca legi valabile in imperii extinse, ceea ce a facut posibila convietuirea controlata a marilor popoare. In urma cu 6. 000 de ani, luau nastere legile, dar nu si legile naturii, vechi de la inceputul vremurilor.

- 19-



Titlu original: Kosmische Impressionen. Gottes Spuren in den Naturgesetzen
Coperta: Griffon and Swans (www. griffon. ro)
Traducator: Mihaela Grozea
Format: 13, 00× 20, 00 cm
Anul aparitiei: 2013
Numar pagini: 264