Αγαπητέ αδελφέ/αγαπητή αδελφή,
Στις αρχές της δεκαετίας του 1930, όταν άρχισε η περιπέτεια της κατάβασης στον κόσμο των πολύ μικρών, οι επιστήμονες είχαν πλέον καταλάβει τη φύση της ύλης.
“θεμέλιους λίθους”
νόμιζαν ότι τα είχαν βρει. Γιατί όλη η ύλη αποτελείται από άτομα και όλα τα άτομα από…
πρωτόνιο, νετρόνιο και ηλεκτρόνιο
ήταν γνωστό ότι αποτελούνταν από… Τώρα;
‘στοιχειώδη σωματίδια’
Αυτές οι οντότητες, που ονομάζονταν άτομα, θεωρούνταν τα αδιαίρετα, τελικά στοιχεία της ύλης. Ωστόσο, με δύο σημαντικές εξελίξεις στον τομέα της σύγχρονης φυσικής, η τάση να θεωρούνται τα υποατομικά σωματίδια ως τα θεμελιώδη στοιχεία της ύλης άρχισε να εξαφανίζεται.
Στη δεκαετία του 1930
Μία από τις εξελίξεις αυτές εκδηλώθηκε στον πειραματικό τομέα, ενώ η άλλη στον διανοητικό και θεωρητικό. Οι ανακαλύψεις στον πειραματικό τομέα, με την εξαιρετική βελτίωση των εργαλείων και των τεχνικών που χρησιμοποιούνταν στα πειράματα, οδήγησαν στην ανακάλυψη εντελώς νέων σωματιδίων. Σύμφωνα με αυτές τις συναρπαστικές, μακροχρόνιες και σταδιακές έρευνες, κατέστη σαφές ότι τα σωματίδια που είχαν ανακαλυφθεί δεν μπορούσαν πλέον να ονομάζονται «θεμελιώδη σωματίδια», ούτε καν να θεωρούνται «θεμελιώδη». Ο αριθμός των γνωστών σωματιδίων, που το 1935 ήταν μόλις 6, αυξήθηκε σε 18 το 1955. Σήμερα, όμως…
Πάνω από 200.
‘
το θεμελιώδες σωματίδιο
η παρουσία του έχει επιβεβαιωθεί.
Στον τομέα της κλασικής φυσικής,
η μάζα ενός αντικειμένου
συνδέονταν με μια ουσία που ήταν άφθαρτη και αδιαίρετη. Σύμφωνα με αυτό, όλα τα αντικείμενα αποτελούνταν από ένα είδος «βασικής ύλης». Ωστόσο,
‘Η Θεωρία της Σχετικότητας’,
είχε ανατρέψει ριζικά τις απόψεις μας για την ύλη. Η θεωρία αυτή έδειχνε ότι η μάζα δεν σχετίζεται με μια έννοια “ουσίας”, αλλά είναι απλώς μια μορφή ενέργειας. Η ενέργεια, από την άλλη πλευρά, είναι η έκφραση μιας ποσότητας που σχετίζεται με τη δραστηριότητα, τη διαδικασία και την κινητικότητα. Το γεγονός ότι η μάζα ενός σωματιδίου ισοδυναμεί με μια ορισμένη ενέργεια, συνεπάγεται ότι το σωματίδιο αυτό δεν μπορεί να γίνει αντιληπτό ως ένα στατικό και ακίνητο αντικείμενο. Συνεπώς, η μάζα ενός σωματιδίου πρέπει να γίνει αντιληπτή ως μια δυναμική οντότητα. Η εν λόγω ενεργειακή διαδικασία εκδηλώνεται με τη μορφή “μάζας”.
Η πιο ενδιαφέρουσα συνέπεια της θεωρίας της σχετικότητας αναμφίβολα προέκυψε από την εξήγηση του πώς μπορεί να παραχθεί ύλη από καθαρή ενέργεια. Τα συστατικά της ύλης θεωρούνταν είτε αδιαίρετες και αναλλοίωτες μονάδες είτε σύνθετα αντικείμενα που μπορούν να αναχθούν στις πηγές τους. Συνεπώς, το θεμελιώδες ερώτημα ήταν αν η ύλη μπορεί να διασπαστεί επ’ άπειρον ή αν τελικά θα φτάσει σε μια ελάχιστη και αδιαίρετη μονάδα. Ωστόσο, μετά τις ανακαλύψεις του θεωρητικού φυσικού Dirac (1902-1984), το ερώτημα της διαίρεσης της ύλης απέκτησε ξαφνικά μια εντελώς νέα διάσταση. Διότι, αν δύο σωματίδια συγκρουστούν με υψηλές ταχύτητες, συνήθως διασπώνται και τα δύο, αλλά αυτά τα “υπολείμματα” δεν είναι μικρότερα από τα αρχικά σωματίδια. Δηλαδή, τα “υπολείμματα” της σύγκρουσης προέρχονται από την κινητική ενέργεια…
(από κινητική ενέργεια)
αναδημιουργούνται με τη μορφή σωματιδίων του ίδιου είδους, αξιοποιώντας εκ νέου την ενέργεια. Έτσι, το ερώτημα της διαιρετότητας επιλύθηκε με έναν εντελώς απροσδόκητο τρόπο.
Ο τρόπος για να διασπάσουμε τα υποατομικά σωματίδια είναι να τα συγκρούσουμε μεταξύ τους με υψηλές ενέργειες.
Έτσι, μπορούμε να διασπάσουμε την ύλη με συνεχή τρόπο. Ωστόσο, ποτέ δεν μπορούμε να αποκτήσουμε σωματίδια μικρότερα από τα αρχικά. Χρησιμοποιώντας την ενέργεια που απαιτείται για τη διαδικασία της σύγκρουσης, μπορούν να δημιουργηθούν νέα σωματίδια.
Κατά τη σύγκρουση, η ενέργεια των δύο συγκρουόμενων σωματιδίων ανακατανέμεται μεταξύ τους, σχηματίζοντας νέα σωματίδια. Εάν υπάρχει αρκετή κινητική ενέργεια, προκύπτει μεγαλύτερος αριθμός σωματιδίων από ό,τι πριν από τη σύγκρουση. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι τα υποατομικά σωματίδια είναι ταυτόχρονα διασπώμενα και αδιάσπαστα.
Η μέθοδος της σύγκρουσης υποατομικών σωματιδίων με πολύ υψηλές ενέργειες είναι μία από τις σημαντικότερες μεθόδους που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να μελετήσουν τις θεμελιώδεις ιδιότητες αυτών των σωματιδίων. Γι’ αυτόν τον λόγο, η φυσική των σωματιδίων ονομάζεται σήμερα «φυσική υψηλών ενεργειών». Η κινητική ενέργεια που απαιτείται για την πραγματοποίηση των πειραμάτων σύγκρουσης επιτυγχάνεται με τη χρήση πολύ μεγάλων επιταχυντών σωματιδίων. Αυτά τα μηχανήματα είναι τεράστιοι σωλήνες, διαμέτρου μερικών μιλίων, μέσα στους οποίους τα πρωτόνια επιταχύνονται σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός και στη συνέχεια συγκρούονται με ένα άλλο πρωτόνιο ή ένα νετρόνιο. Είναι πολύ ενδιαφέρον το γεγονός ότι τέτοια τεράστια μηχανήματα χρησιμοποιούνται για τη μελέτη αντικειμένων απείρως μικρών. Μπορούμε άνετα να τα αποκαλέσουμε «σύγχρονα υπερμικροσκόπια».
Η δεκαετία του 1960 και τα χρόνια που ακολούθησαν ήταν μάρτυρες σημαντικών εξελίξεων στην επιστήμη.
Επειδή, κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο αριθμός των σωματιδίων που ανακαλύφθηκαν σε υποατομικά μεγέθη, δηλαδή “μικρότερα από το άτομο”, είχε ξεπεράσει τα 100. Στην τροχιά του ατόμου υπήρχαν ηλεκτρόνια, και στον πυρήνα του πρωτόνια και νετρόνια. Τι υπήρχε όμως μέσα στο πρωτόνιο; Το 1970, στην Ελβετία, βρέθηκε…
Ο επιταχυντής μήκους 27 χιλιομέτρων, CERN.
Η ανακάλυψη ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται από σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ (quark) αποτέλεσε την αρχή μιας νέας εξέλιξης.
Εξηγούνταν τα ηλεκτρικά φορτία των κουάρκ και οι τιμές φορτίου του πρωτονίου και του νετρονίου, αλλά δεν υπήρχε απάντηση στο ερώτημα: τι είναι η «δύναμη»; Τη δύναμη που συνδέει τα κουάρκ που αποτελούν τα πρωτόνια μέσα στον πυρήνα την ονομάζαμε «ισχυρή πυρηνική δύναμη». Πώς αυτή η δύναμη κολλούσε τα κουάρκ μεταξύ τους; Για πολλά χρόνια, αυτό το θέμα παρέμεινε ένα μυστήριο.
Εν κατακλείδι;
Ανακαλύφθηκε η παράξενη αλήθεια ότι η δύναμη δεν είναι μια «αόρατη» δύναμη, αλλά μάλλον μια «ιδιότητα» που αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια και σωματιδιακές μονάδες. Τα σωματίδια που συνδέουν τα κουάρκ ήταν τα «γλουόνια». Γλουόνιο σημαίνει κόλλα, σημαίνει ρετσίνι. Τα γλουόνια κολλούσαν και συνέδεαν τα κουάρκ τόσο σφιχτά μεταξύ τους, που γεννιόταν η ισχυρότερη δύναμη που γνωρίζουμε, η πυρηνική δύναμη. Με άλλα λόγια, η ουσία και η βάση της ισχυρής πυρηνικής δύναμης ήταν τα σωματίδια που ονομάζονταν γλουόνια.
Βρέθηκαν επίσης σωματίδια που «μεταφέρουν» την ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Ονομάστηκαν «φωτόνια». Σύμφωνα με αυτό, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη ήταν μια αμοιβαία επίδραση ανταλλαγής μεταξύ δύο σωματιδίων. Αυτό σημαίνει ότι ο ηλεκτρομαγνητισμός είναι ένα κβαντισμένο πεδίο, το οποίο μεταφέρει τη δύναμή του μέσω αισθητών (μη ακτινοβολούμενων) σωματιδίων που δεν φέρουν ηλεκτρικό φορτίο και έχουν σπιν ένα (1). Τα φωτόνια ήταν ήδη γνωστά, αλλά δεν ήταν γνωστό ότι η δύναμη έλξης μεταξύ πρωτονίων και ηλεκτρονίων πραγματοποιούνταν με φωτόνια. Τα φωτόνια ήταν επίσης τα μικρότερα πακέτα ενέργειας που αποτελούσαν το φως.
Απομένει η ασθενής πυρηνική δύναμη, η οποία ελέγχει τη ραδιενεργό διάσπαση. Πρέπει να υπάρχουν και σωματίδια που μεταφέρουν αυτές τις δυνάμεις. Αυτά τα σωματίδια ονομάστηκαν μποζόνια. Αποδείχθηκε ότι υπάρχουν τρεις τύποι μποζονίων: θετικά (W), αρνητικά (W) και ουδέτερα (W).
Έτσι αποδείχθηκε ότι οι τρεις θεμελιώδεις δυνάμεις του σύμπαντος μεταφέρονται στην πραγματικότητα από σωματίδια. Τα σωματίδια που μεταφέρουν την ασθενέστερη δύναμη στη φύση, τη δύναμη της βαρύτητας που όλοι γνωρίζουμε, δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμα. Ονομάστηκαν βαρυτόνια. Θεωρείται βέβαιο ότι θα βρεθούν, αλλά εξακολουθούν να κρύβονται πίσω από ένα πέπλο μυστηρίου.
Ενδοατομικά σωματίδια
Ως αντικείμενα με μάζα στον χώρο, τα φαινόμενα, οι κινήσεις, εμφανίζονται ως ενέργεια με ποσότητα μάζας στον χρόνο. Δηλαδή, η ύλη που βλέπετε στον χώρο δεν είναι σταθερή, αλλά αλλάζει με συνεχή δραστηριότητα και κίνηση στον χρόνο. Αυτή η κατάσταση είναι εκπληκτική, καθώς δείχνει ότι τα σωματίδια όχι μόνο κινούνται, αλλά και αποτελούνται από κίνηση. Δηλαδή, η ύπαρξη της ύλης και η κίνηση της ύλης δεν είναι διαχωρισμένες. Και οι δύο είναι απλώς διαφορετικές πλευρές της ίδιας πραγματικότητας του μηχανισμού.
Η επιστήμη της σωματιδιακής φυσικής θεωρεί πλέον τη «δύναμη» ως έναν μηχανισμό ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ των σωμάτων στα οποία δρα, και αποδέχεται ότι αυτή προκύπτει από την εκπομπή και απορρόφηση μικρότερων ενδιάμεσων σωματιδίων. Για παράδειγμα, αν ένα φορτισμένο σωματίδιο εκπέμψει ένα φωτόνιο, η κινητική του κατάσταση αλλάζει επειδή ένα μέρος της ενέργειάς του μετατρέπεται σε φωτόνιο. Αν ένα άλλο φορτισμένο σωματίδιο απορροφήσει αυτό το φωτόνιο, κερδίζει ενέργεια, και αυτή η αύξηση αλλάζει την κινητική του κατάσταση. Επειδή οι αμοιβαίες αλλαγές στην κίνηση μεταξύ των δύο σωματιδίων αντανακλώνται ως «δύναμη», εμείς αντιλαμβανόμαστε τη συνολική επίδραση αυτών των ανταλλαγών φωτονίων ως «δύναμη». Με άλλα λόγια, δεν υπάρχουν «εξωτερικές δυνάμεις» μεταξύ των σωματιδίων, παρά μόνο αμοιβαίες αλληλεπιδράσεις που διαρκούν μέσω ορισμένων ενδιάμεσων σωματιδίων.
Η κβαντική μηχανική προσθέτει έτσι μια ακόμη προσέγγιση, ξένη σε εμάς, στα ενδοατομικά φαινόμενα, δίνοντας μια εντελώς διαφορετική περιγραφή της «δύναμης». Στην πραγματικότητα, δεν υπήρχε τίποτα τέτοιο σαν δύναμη στο σύμπαν. Η δύναμη ήταν απλώς μια αλληλεπίδραση μεταξύ μικροσκοπικών σωματιδίων, σωματιδίων και ακτινοβολιών. Αυτό σημαίνει ότι η αλληλεπίδραση και η «συνειδητή» επικοινωνία των σωματιδίων δημιουργούσαν την ιδιότητα που ονομάζουμε «δύναμη». Δεν υπήρχε, με άλλα λόγια, μια «αλήθεια», μια «ύπαρξη» των δυνάμεων, όπως και της ύλης. Η αποκάλυψη αυτής της αλήθειας ενοχλούσε κυρίως την υλιστική και ντετερμινιστική αντίληψη. Διότι είχε γίνει σαφέστερο ότι η ύλη και οι δυνάμεις, που δημιούργησαν και διατηρούν αυτό το υπέροχο σύμπαν, βασίζονταν σε μια «άλλη αλήθεια» και υποδείκνυαν έναν «κύριο» που κατέχει «δύναμη».
Σύμφωνα με τον Μπεντιουζζαμάν, ο οποίος αποκαλύπτει τα μυστήρια του σύμπαντος μέσα από την οπτική γωνία του Κορανίου,
«Η ύπαρξη της Θείας Δύναμης ήταν πιο βέβαιη από την ύπαρξη του σύμπαντος, και οτιδήποτε είναι ορατό αποτελεί στην πραγματικότητα απόδειξη και ένδειξη αυτής της Θείας Δύναμης».
Τα πράγματα και οι δυνάμεις προέρχονται από Αυτόν (ομοιοστασία) αλλά δεν είναι Αυτός. Αυτή η αλήθεια,
«Όλα τα πλάσματα, το καθένα ξεχωριστά, και όλα μαζί, είναι οι ενσαρκωμένες λέξεις εκείνης της δύναμης.»
Η φράση συνοψίζεται ως εξής: Ακόμα κι αν δώσουμε «επιστημονικά ονόματα» στην κυρίαρχη δύναμη πίσω από τα γεγονότα, όπως «δυναμική διαδικασία, ενεργειακό πρότυπο ή μηχανισμός δράσης», ο μηχανισμός δράσης που δεν μπορεί να αποδοθεί σε καμία αιτία και ανάγεται σε μια μοναδική αλήθεια, δεν είναι τίποτα άλλο παρά μια εκδήλωση της «Θείας Δύναμης», και αυτό αρχίζει να γίνεται πιο σαφές στον καθρέφτη της αναπτυσσόμενης επιστήμης.
«Η ύπαρξη είναι μια δόνηση, μια κίνηση, κατά τη μετάβαση από τον αόρατο κόσμο στον ορατό κόσμο, από τη γνώση στη δύναμη.»
(βλ. Λόγοι, σελ. 548)
Οι εκφράσεις αυτές αποτελούν στην πραγματικότητα μια πιο ρεαλιστική εξήγηση του σημείου στο οποίο έχει φτάσει η κβαντική επιστήμη. Ναι, η δραστηριότητα και η ύπαρξη των όντων προέρχονται πρώτα από τον κύκλο της γνώσης και μετά από τον κύκλο της δύναμης.
‘κύμα-δόνηση και κίνηση’
εκδηλώνεται με τη μορφή. Στη συνέχεια
‘γράφεται με την πένα της δύναμης, σύμφωνα με το θέλημα της μοίρας’
‘ και με αυτόν τον τρόπο ενσαρκώνεται στο πεδίο της ύπαρξης.
Με χαιρετισμούς και ευχές…
Ισλάμ μέσα από ερωτήσεις
