Sprogdina smegenis. Kiek sluoksnių turi mūsų realybė? ()
Kasdieniame gyvenime įsivaizduojame mus supantį pasaulį kaip tvirtą, apčiuopiamą ir nuspėjamą.
© recraft.ai (Free Tier Assets) | https://www.recraft.ai
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Tačiau fizikai atrado, kad tai, ką laikome pilnu pasaulio paveikslu, tėra pirmasis, paviršutiniškas realybės lygmuo. Po juo slypi stulbinantis Visatos žemėlapis, sudarytas iš mažiausiai 11 sluoksnių.
Įkritę į šią triušio olą (kaip Alisa patenka į Stebuklingą šalį), greitai suprantame, kad gilesni sluoksniai visiškai prieštarauja mūsų kasdienei patirčiai, o ribos tarp materijos, energijos, sąmonės ir informacijos pradeda nykti. Kas slypi pabaigoje? Ir koks mūsų vaidmuo visame tame?
1 lygis: kasdienis stabilumas ir pasitikėjimas savimi
Šiame etape pasaulį patiriame tradiciniu, ikimoksliniu būdu. Sėdime kėdėje, laikome telefoną, matome sienas, medžius ir kitus žmones. Tai makroskopinė realybė, kurioje objektai atrodo tvirti, stabilūs ir visiškai nuspėjami. Manome, kad galime pasitikėti savo akimis ir kitais pojūčiais. Tikriausiai taip gyvena visi kiti gyvūnai, turintys jutiminį suvokimą ir intelektą.
Iš tiesų, evoliucijos požiūriu, mums tiek ir reikia, kad išgyventume – darant prielaidą, kad pagrindinės biologijos pakanka ir mūsų gyvenimo sąlygos drastiškai nepasikeičia. Tačiau tai tik atspirties taškas gilesnei kelionei.
Kai griebiamės mokslinių instrumentų, leidžiančių stebėti pasaulį natūraliam suvokimui neprieinamu mastu, prieš mus atsiveria tolesni, fundamentalesni realybės sluoksniai. Juos reglamentuojančios taisyklės, regis, prieštarauja sveikam protui ir kasdienei patirčiai. Galime net pradėti abejoti jų prasme ir logika. Tačiau pradinė egzistencinė krizė gali nurimti, kai tyrinėjame vėlesnius lygmenis ir suvokiame prasmę, kuri yra daug gilesnė nei ta, kurią matome kasdien.
2 lygis: Chemijos ir molekulių sritis
Švelnaus priartinimo pakanka, kad tariamas objektų „tvirtumas“ pradėtų nykti. Antrame lygmenyje kėdė nustoja būti vienodu medžio ar plastiko bloku ir atsiskleidžia kaip struktūra, sudaryta iš molekulių ir tarpusavyje sujungtų atomų grupių.
Pro mikroskopą ji atrodo kaip gyvybingas, sudėtingas tinklas. Čia polimerai susijungia kovalentiniais ir vandeniliniais ryšiais. Pažįstamos medžiagos praranda savo įprastą išvaizdą ir atskleidžia gilesnę, atominę architektūrą. Pavyzdžiui, rytinė stiklinė vandens atsiskleidžia kaip dinamiškas vandenilio ir deguonies atomų derinys.
Būtent šiame lygmenyje gimsta visas mūsų jutiminis turtingumas. Rytinės kavos kvapas, saldus vaisių skonis ar ryškios aplinkos spalvos nėra pačių objektų savybės. Jie yra tiesioginis sudėtingo elgesio, vibracijų ir molekulinių sąveikų, stimuliuojančių mūsų kūno receptorius, rezultatas, o iš jų sklindančius signalus interpretuoja smegenys. Nors šis lygmuo vis dar atrodo apčiuopiamas ir mums artimas, moksliniu požiūriu tai tėra prieangis į tikrąją tuštumą, kuri mūsų laukia apačioje.
3 lygis: Tankios materijos ir visuotinės tuštumos iliuzija
Pasinerdami dar giliau, pasiekiame atominį lygmenį, kuris, vertinant pagal masės koncentraciją, sudaro 99,99 procento tuščios erdvės. Beveik visa atomo masė sutelkta jo branduolyje. Jei atomas būtų padidintas iki didžiausio Amerikos stadiono dydžio, jo branduolys pačiame centre būtų tik žirnio dydžio. Likusią objekto dalį užpildo vieno elektrono banginė funkcija, sukurdama savotišką elektronų debesį. Tai, kas mūsų akims atrodo kaip kieta, tanki materija, pasirodo esanti beveik visiška tuštuma – bent jau šiame realybės tyrinėjimo lygmenyje.
|
Čia lytėjimas pasirodo esąs iliuzija. Kai paspaudžiame bet kokį objektą, pavyzdžiui, išmaniojo telefono jutiklinį ekraną, mūsų odos atomai fiziškai nesusiduria su objekto atomais. Vietoj to, sąveikauja elektros jėgos ir kvantinė mechanika. Čia galioja vadinamasis Paulio išskyrimo principas.
Pagal šią taisyklę du elektronai negali vienu metu užimti tos pačios erdvės, todėl, kai bandome paliesti bet kokį objektą, mūsų pirštuose esantys elektronai staigiai persitvarko. Tai sukuria galingą kvantinę stūmos jėgą, kuri fiziškai neleidžia mūsų rankai prasiskverbti pro paviršių. Tuomet jaučiamas pasipriešinimas interpretuojamas kaip kietumas. Austrų fizikas Wolfgangas Pauli 1925 m. atrado šį principą elektronams, o po 15 metų išplėtė jį visiems fermionams.
4 lygis: Atomo branduolio vidus ir kvarkai
Ketvirtasis lygmuo veda mus tiesiai į materijos širdį – atomo branduolio vidų. Ten randame protonus ir neutronus, kurie, kaip galite atspėti, nėra nedalomi materijos statybiniai blokai. Jie sudaryti iš dar mažesnių dalelių, vadinamų kvarkais.
Protoną sudaro du kvarkai aukštyn ir vienas kvarkas žemyn, o neutroną – du kvarkai žemyn ir vienas kvarkas aukštyn. Kiekvienas kvarkas turi dalinį elektros krūvį: kvarkas aukštyn turi +2/3 elementariojo krūvio, o kvarkas žemyn – -1/3. Sudėjus šiuos duomenis, gaunamas protono krūvis +1, o neutrono – lygiai 0. Aplink branduolį sukasi elektronų debesis. Visa tai sudaro dalelių fizikos standartinio modelio pagrindą.
Tačiau mokslininkai atkreipia dėmesį į dar vieną stulbinantį šio lygmens paradoksą. Kvarkų masė sudaro tik apie 1 procentą visos protono ar neutrono masės. Tad iš kur atsiranda likusi dalis?
Atsakymas – gryna energija. Kvarkus nukleonuose įkalina vadinamieji gliuonai – stipriosios branduolinės sąveikos nešėjai. Būtent šių jungimosi laukų energija, remiantis išradingąja Einšteino lygtimi E = mc2, pasireiškia kaip trūkstama masė. Pasiekę šį lygį, pradedame suprasti, kad net ir patys pagrindiniai mūsų kūnų statybiniai blokai iš tikrųjų yra sutankinta, įkalinta energija.
5 lygis: Kvantinių laukų simfonija. Viskas yra vibracija
Šiame etape fizika visiškai atsisako tradicinės „materijos“ sąvokos. Elementariosios dalelės nebesuvokiamos kaip kietos, miniatiūrinės sferos, pažįstamos iš supaprastintų vadovėlių iliustracijų. Šiuolaikinė kvantinio lauko teorija atskleidžia kai ką daug radikalesnio – dalelės tėra vietinės vibracijos trimačiuose laukuose, kurie nematomu būdu persmelkia visą Visatą.
Elektronų laukas, kvarkų laukas arba Higso laukas egzistuoja visur vienu metu – persmelkdami mūsų kūnus, vandenyno gelmes ir tolimiausius visatos kampelius. Kai elektronų laukas tam tikrame taške vibruoja tinkamu būdu ir su pakankama energija, mūsų makroskopiniame pasaulyje jis pasireiškia kaip elektrono buvimas.
Ši perspektyva visiškai iš naujo apibrėžia žmogaus egzistenciją. Žmogus, kėdė, ant kurios jis sėdi, ir žvaigždės danguje nėra sudaryti iš materialių dalelių, o sudaro sudėtingą, trukdančią bangų ir nematomų laukų sistemą.
Šio lygmens realybė kartais poetiškai apibūdinama kaip kosminė vibracijų simfonija. Kad ir kur pažvelgtume, trečiajame lygmenyje mums atrodžiusi tariamoji tuštuma nėra tuščia. Viską persmelkia potencialo vandenynas, kurio svyravimuose nuolat gimsta ir žūsta virtualios dalelės, tėra trumpalaikiai raibuliavimai begaliniame kvantinių laukų paviršiuje. Iš pažiūros banalios tiesos, kad nebūtis ar nebūtis neegzistuoja, čia įgauna gilesnę prasmę.
Šiame lygmenyje klasikinis „matymas“ tampa nebeaktualus. Tradicinis stebėjimo metodas, kai fotonai (šviesa) atšokinėjami nuo objektų ir registruojami akimi arba detektoriumi, tampa fiziškai neįmanomas. Pats fotonas taip pat pasirodo esąs tik dar vienas sužadinimas – vibracija elektromagnetiniame lauke.
Bandant „apšviesti“ kitus kvantinius laukus, reikėtų tokios milžiniškos energijos fotonų, kad užuot atskleidę realybės vaizdą, jų smūgis visiškai sunaikintų ir negrįžtamai pakeistų tiriamą būseną.
Pasineriant į kvantinių laukų gelmes, Visata tampa absoliučiai tamsi žmogaus regėjimui, ir fizikai turi atsisakyti vizualinių metaforų ir rinktis matematinę informacijos teorijos ir grynos energijos kalbą. Tikriausiai nebūtume toli nuo tiesos sakydami, kad viskas yra vibracija.
6 lygis: Dinaminis erdvėlaikis
Visos šios kvantinės vibracijos nekyla vakuume. Jos atsiranda pačiame erdvėlaikio audinyje. Pagal Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją, erdvė ir laikas nėra statiška, nejudanti arena, kurioje vyksta įvykiai. Jie yra neatsiejamai susipynę į keturių matmenų, elastingą audinį, kuris lankstosi, tempiasi ir deformuojasi veikiamas masės ir energijos. Gravitacija, kurią nuo vaikystės suprantame kaip traukos jėgą, iš tikrųjų visai nėra tradicinė jėga. Tai geometrinis šio fundamentalaus audinio iškraipymas.
Šio reiškinio vizualizavimas leidžia mums geriau suprasti tiek dangaus mechaniką, tiek kasdienį gyvenimą. Planetos skrieja aplink Saulę ne todėl, kad jas traukia nematoma virvė, o todėl, kad jos juda tiesiomis linijomis (geodezinėmis) erdvėje, kurią Saulė drastiškai išlenkia pagal savo masę. Tai matome ir vietoje. Mūsų svoris ir tvirto pagrindo ant žemės jausmas atsiranda dėl to, kad fizinis pagrindas po mūsų kojomis nuolat neleidžia mums laisvai kristi link Žemės masės centro per išlenktą erdvę.
Erdvėlaikis pasirodo esąs itin dinamiška struktūra – jis gali raibuliuoti, sukurdamas gravitacines bangas, ir netgi kolapsuoti taškuose, vadinamuose juodosiomis skylėmis.
Tęsinys kitame puslapyje:
.png)
