Mig langar að miðla aðeins þeirri þekkingu sem ég hef áskotnast eftir að hafa þrælað mér út í eðlisfræðilærdómi við Háskóla Íslands síðastliðin ár um hugmyndir vísindamanna um byggingu alheims. Ég fer þó nokkuð grunnt í sakirnar þar sem efnið er nokkuð veigamikið en bendi jafnframt á nokkuð góða bók til að lesa þetta í sem heitir “Three roads to Quantum Gravity” eftir Lee Smolin. Hún er nokkuð þung lesningar en afar fræðandi.
Eins og kannski margir vita eru þær tvær kenningar sem hafa átt einn mestan þátt í skilningi manna á byggingu alheims verið skammtafræðin og afstæðiskenning Einsteins. Báðar kenningarnar hafa verið prófaðar í þaula og hafa þær staðist öll þau próf sem sett hafa verið fyrir þær með miklum sóma. Þar af leiðandi hafa allir meðvitaðir vísindamenn sannfærst um að eitthvað hlýtur að vera rétt í þeim.
Í augum vísindamanna er þó einn veigamikill galli á gjöf Njarðar. Hvers vegna virðist ekki vera nein bein tengsl á milli skammtafræðinnar og afstæðiskenningarinnar. Það sem vísindamenn vilja sjá er ein almenn kenning sem skýrir allt og sameinar eiginleika beggja kenninga og getur þar af leiðandi svarað öllum spurningum um byggingu alheims. Skammtafræðin lýsir heimi agna og ljóss en gerir enga tilraun til þess að lýsa rúminu. Öfugt er farið með afstæðiskenninguna, en hún lýsir rúminu í þaula en talar ekkert um efnisheiminn. Því hafa menn hafið leit sína af hinni einu og sönnu kenningu um allt. Þrjár leiðir hafa verið skoðaðar. Sú kenning sem kallast strengjafræðikenningin (string theory)leitast eftir að byrja með afstæðiskenninguna og með aðferðum hennar reynt að lýsa skammtafræðinni. Önnur aðferð er að fara öfuga leið og byrja með skammtafræðina og nota hana til þess að reyna að lýsa afstæðiskenningunni. Sú kenning hefur verið kölluð lykkjukenningin (loop theory). Þriðja leiðin er svo að byrja algjörlega á núllpunkti og reyna að búa til nýja stærðfræði sem nær að lýsa báðum kenningum í einu.
Án þess að fara mjög djúpt í saumana á þessum kenningum er helsti útgangspunktur þeirra sú hugmynd manna að alheimurinn sé í raun ekkert annað en samband á milli atburða. Það er tilgangslaust að tala um einhvern einn hlut í rúminu í eðlisfræði, heldur má aðeins tala um samband á milli atburða. Það er reyndar frekar erfitt að skilja nákvæmlega hvað það merkir að allur alheimurinn er byggður upp á sambandi atburða en helsta niðurstaðan er sú að kenningin sem skýrir allt verður að vera algjörlega óháð öllum bakgrunni. Það er einmitt það atriði sem á stóran þátt í takmörkum skammtafræðinnar.
Annar mikilvægur útgangspunktur er að vísindamenn er orðnir nokkuð sannfærðir um að líkt og orkan/efnið er skömmtuð/skammtað, er rúmið líka skammtað, þ.e.a.s, það er til hið minnsta mögulega rúmfrymi. Sú hugmynd einfaldar allan skilning á alheiminum þannig að ef þú ætlar að lýsa hlut með atburðum, eru þeir í stað þess að vera óendanlega margir atburðir fyrir samfellt rúm, endanlega margir atburðir.
En Þrátt fyrir mikla sigra undanfarin ár er eðlisfræðingum þó ljóst að hvorki strengjakenningin né lykkjukenningin er kenningin sem skýrir allt. Vandamálið við strengjakenninguna er að hún hefur óendanlega mörg form, þ.e.a.s strengjakenningin er ekki bara ein kenning heldur óendanlega margar mismunandi kenningar. Gallin við lykkjukenninguna er að ekki virðist vera unnt að gera hana óháða bakgrunninum, þ.e það þarf alltaf einhvern viðmiðunarpunkt.
Eðlisfræðingar hafa þá í kjölfarið ályktað að það hlýtur að vera til einhver ein kenning sem lýsir öllu og hafa þeir kosið að kalla hana M-kenningin eða M-theory. Þeir álíta að strengja- og/eða lykkjukenningin séu aðeins sértilfelli af henni. Þessi kenning á að geta sameinað alla frumkraftana (þyngdarkraftinn, segulkraftinn og veika og sterka rafkraftinn) í einn kraft og svarað öllum spurningum um forsögu og framtíð alheimsins.
Á allra síðust árum hafa menn ná að þreifa örlítið á þessari kenningu og hafa líkt því við að vera að þreifa fyrir sér í myrkvuðum og ókunnum stað. Það helsta sem menn vonast til að svara eru spurningar um tilurð alheimsins. Ef eðlisfræðilíkön eru skoðuð í dag er hægt að sjá nokkra stika (parametra) sem ákveða nákvæmlega hve sterkir hinu ýmsir kraftar eru. Það athyglisverðasta við það er að ef maður prófar að taka einn stikann og breyta honum bara örlítið, má reikna út að það yrði ómögulegt fyrir líf að kvikna og þróast. Þá er spurt: hvað eða hver ákveður þessa stika? Þarna hafa margir guðfræðingar gripið inn í og sagt að þarna hlyti guð að vera að verkum. Fyrir mínar sakir eru þetta einu marktæku rökin fyrir því að guð eða önnur æðri máttarvöld séu við lýði. En til þess að þurfa ekki enn eina ferðina að láta svarið í hendur guðs væri kannski eðlilegra að hugsa sér að í M-kenningunni er jafna sem lýsir hvernig alheimurinn er sem getur tekið mismunandi fasa. Þá er hægt að hugsa sér að það séu til óendanlega margir alheimar sem hafa mismunandi fasa og þar sem það eru óendanlega margir alheimar er öruggt að að minnsta kosti einn þeirra hafi nákvæmlega réttu stikana til þess að vitsmunalíf þróist og fari að pæla í alheiminum. Einnig er hægt að hugsa sér að stóri hvellur hafa bara verið síðasta fasabreytingin sem átti sér stað í alheiminum. Það má líka hugsa sér að hægt sé að finna mismunandi fasa í alheiminum, þ.e.a.s að á okkar svæði sé fasinn réttur, en einhverstaðar fyrir utan sjóndeildarhring okkar (eða jafnvel fyrir innan) er annar fasi.
Hvaða sem verður að þá eru hér á ferðinni eitt af stærstu grundvallarspurningum sem maðurinn hefur vitsmuni til að spyrja sig og verðu gaman að fylgjast með þróuninni í framtíðinni.

Ég hvet hvern sem hefur haft áhuga á þessari grein og vill fræðast betur um efnið að versla sér ofangreinda bók og malla í gegnum hana í rólegheitunum til þess að kynnast raunverulegum pælingum um byggingu alheims.

Kveðja
skl