Pjesë nga libri “Teoria e gjithçkaje: Origjina dhe fati i universit” i fizikanit Stephen Hawking, botim i “Phoenix Books”, përkthyer në shqip nga Erjon Uka
Stephen Hawking/ Në vazhdën e viteve shtatëdhjetë jam marrë veçanërisht me vrimat e zeza. Gjithsesi, interesi im mbi çështjen e origjinës së universit u rizgjua në vitin 1981 kur mora pjesë në një konferencë mbi kozmologjinë në Vatikan. Kisha katolike bëri një gabim të rëndë me Galileun kur kërkoi të bënte ligjin mbi një çështje shkencore duke thënë se ishte Dielli ai që lëvizte rreth Tokës. Pas disa shekujsh, kishte vendosur se më e mira që mund të bëhej ishte të ftonte një numër të caktuar ekspertësh për ta informuar mbi kozmologjinë.
Në fund të konferencës, pjesëmarrësve iu rezervua një takim me Papën. Ai na tha se i pranonte studimet tona mbi evolucionin e universit pas big bang-ut, por nuk duhej të kërkonim të zbulonim sekretet e big bang-ut në vetvete sepse ai ishte momenti i krijimit, e si i tillë, ishte vepër e vetë Zotit.
Në atë moment isha i lumtur që ai nuk e dinte se cila ishte tema e fjalimit tim të sapombajtur në konferencë. Nuk kisha asnjë dëshirë që të pësoja fatin e Galileut, për të cilin kam një simpati të madhe veçanërisht për faktin se kam lindur saktësisht tre shekuj pas vdekjes së tij.
***
Kuadri i një universi që pas një fillimi ekstremisht të nxehtë vazhdoi dalë ngadalë të ftohej dhe të zgjerohej, përputhet me të gjitha të dhënat e vrojtimeve që kemi sot në dispozicion. Por megjithatë një sërë pyetjesh të rëndësishme mbeten pa përgjigje. E para: Pse në fillim universi ishte kaq i nxehtë? E dyta: Pse universi në një shkallë të gjerë është kaq uniform, aq sa duket identik nga çdo pikë e hapësirës dhe në çdo drejtim që ta shohësh?
E treta: Pse në fillim shpejtësia e zgjerimit ishte shumë pranë vlerës kritike minimale, aq sa për të shmangur një tkurrje tjetër? Nëse shpejtësia e zgjerimit, vetëm një sekondë pas big bang-ut do të ishte më e vogël se një në njëqind milionë miliardë, universi do të binte në kolaps mbi vetveten përpara se të arrinte përmasat aktuale. Nga ana tjetër nëse shpejtësia do të ishte më e lartë se ky fraksion, universi do të ishte zgjeruar aq shumë sa që sot do të ishte krejt i zbrazur.
E katërta: Edhe pse është kaq uniform dhe homogjen në një shkallë të gjerë, universi përmban mjaft parregullsi lokale, siç janë yjet dhe galaksitë. Mendohet se ato janë zhvilluar nisur nga ndryshime të vogla mes një rajoni dhe tjetrit, gjatë dendësisë së universit prehistorik. Por cila është pikënisja e këtyre ndryshimeve?
E vetme, teoria e përgjithshme e relativitetit nuk është në gjendje të shpjegojë këto karakteristika të universit dhe t’u japë një përgjigje pyetjeve të mësipërme. Në fakt ajo parashikon se universi nisi me një dendësi të pafundme në singularitetin e big bang-ut dhe në përputhje me këtë singularitet, relativiteti i përgjithshëm sikundër gjithë ligjet e tjera të fizikës do ta humbnin vlefshmërinë e tyre. Për pasojë, nuk është e mundur të përdoren këto ligje për të parashikuar se ç’do të dilte nga singulariteti. Siç kam shpjeguar edhe më parë,kjo do të thotë se mund të përjashtohen nga kjo teori të gjitha ngjarjet (hipotetike) që kanë paraprirë big bang-un, duke qenë se ato gjithsesi nuk do të kishin asnjë efekt mbi atë që shohim. Në këtë mënyrë hapësira-kohë do të kishte një kufi, një fillim, në përputhje me big bang-un. Por pse vallë universi do të duhej të merrte origjinë nga big bang-u saktësisht në një mënyrë të tillë që të shpie në gjendjen që vrojtojmë sot? Pse universi është kaq i njëtrajtshëm dhe zgjerohet me shpejtësinë minimale të nevojshme për të mos u kontraktuar përsëri? Do të ishim më të lumtur po të ishim në gjendje të tregonim se universi që vërejmë sot –ose gjithsesi një univers i ngjashëm –do të mund të ishte zhvilluar nga një numër diskret konfigurimesh fillestare të ndryshme me njëra-tjetrën.
Në këtë rast, një univers i zhvilluar nga një sërë kushtesh fillestare të rastësishme do të duhej të përmbante një numër të caktuar rajonesh të ngjashme me ato që shohim sot. Mund të kishte edhe rajone thellësisht të ndryshme, gjithsesi, kushtet e këtyre të fundit me shumë mundësi do të ishin të tilla për të mos lejuar formimin e galaksive dhe yjeve që përbëjnë një parakusht esencial për zhvillimin e formave inteligjente të jetës (të paktën siç i njohim ne). Prandaj këto rajone nuk do të përmbanin asnjë qenie në gjendje për të vrojtuar diversitetin e tyre.
Duke reflektuar mbi kozmologjinë duhet të mbajmë parasysh parimin e përzgjedhjes prej të cilit ne jetojmë në një rajon të përshtatshëm të universit që mirëpret format inteligjente të jetës. Ky vlerësim, megjithëse elementar, shpesh herë njihet edhe si parimi antropik. Nga ana tjetër le të supozojmë se gjendja fillestare e universit qenka zgjedhur me një kujdes të maksimal për të prodhuar diçka të ngjashme me atë që sot shohim rreth nesh. Në këtë rast universi nuk do të përmbante asnjë rajon në gjendje për të mikpritur jetën.
***
Për të shpjeguar përmbajtjen e ndërhyrjes sime, do të duhet që përpara të përshkruaj atë histori që është gjerësisht e pranuar mbi universin, sipas atij që quhet “modeli i big bang-ut të nxehtë” dhe që mbështet tezën se universi përshkruhet, që prej momentit të parë, nga modeli i Fridmanit. Në këto modele, me zgjerimin gradual të universit, temperatura e rrezatimit të tij vazhdon të ulet. Për shkak se temperatura është thjesht një tregues i energjisë mesatare të thërrmijave, kjo ftohje e universit do të ketë një efekt të konsiderueshëm mbi lëndën që përmban në vetvete. Në temperatura shumë të larta, thërrmijat lëvizin aq shpejt sa janë në gjendje t’i ikin çdo force bërthamore apo elektromagnetike që do t’i tërhiqte njëra me tjetrën. Por ama me uljen e temperaturës, do të pritej që thërrmijat që tërheqin njëra-tjerën të grupohen së bashku.
Në çastin e big bang-ut, përmasat e universit ishin të barabarta me zero e prandaj temperatura do të ketë qenë jashtëzakonisht e lartë. Por me zgjerimin e universit, temperatura e rrezatimit do të duhej të ulej patjetër. një sekond pas big bang-ut ajo ka zbritur me rreth dhjetë miliardë gradë. Bëhet fjalë për një temperaturë që është pak a shumë një mijë herë më e lartë se ajo që gjendet në qendrën e Diellit, por vlera të tilla janë arritur me shpërthimet e bombave H. Në atë çast, në univers, gjendeshin mbi të gjitha fotone, elektrone dhe neutrone (me anti-thërrmijat e tyre respektive), së bashku me një numër më të reduktuar protonesh dhe neutronesh.
Teksa universi vazhdonte të zgjerohej dhe temperatura e tij ulej, ritmi me të cilin elektronet dhe çiftet e elektroneve prodhoheshin nga goditjet ra nën ritmin me të cilat ato shkatërroheshin prej asgjësimit. Në këtë mënyrë shumica e elektroneve dhe antielektroneve asgjësuan njëra-tjetrën duke i hapur rrugë prodhimit të më shumë fotoneve, e duke lënë pas një sasi të vogël elektronesh.
Rreth njëqind sekonda pas big bang-ut, temperatura ka zbritur në një miliardë gradë, një vlerë që gjendet brenda yjeve më të nxehta. Në këtë temperaturë, protonet dhe neutronet duke mos pasur më një energji të mjaftueshme për t’i shpërtuar tërheqjes së fortë bërthamore, nisën të bashkoheshin me njëri-tjetrin për të formuar bërthamat atomike të deuterit, ndryshe i njohur si hidrogjeni i rëndë, që përmbanin një proton dhe një neutron. Bërthamat e deuterit u bashkuan me protone dhe neutrone të tjerë, duke i dhënë jetë bërthamave të heliumit që përmbajnë dy protone dhe dy neutrone. Më vonë u krijuan edhe sasi të vogla të elementeve më të rënda siç ishin litiumi dhe beriliumi.
***
Për të shmangur këtë vështirësi të qenësishme në fazat e para të modelit të big bang-ut të nxehtë, Alan Guth nga Massachusetts Institute of Technology, propozoi një model të ri në të cilin shumë konfigurime fillestare të ndryshme mes tyre do të mund të evoluonin në diçka të ngjashme me universin aktual. Ai ngriti hipotezën e mundësisë se universi prehistorik ka kaluar një periudhë zgjerimi shumë të shpejtë, ose eksponencial. Ky zgjerim quhet “inflacionar”, si analogji me inflacionin e çmimeve që në nivele pak a shumë të larta, ndihet në çdo shtet. Për sa i takon inflacionit të çmimeve, vendi i parë i shkon Gjermanisë së pas Luftës së Parë Botërore kur në harkun e pak muajve, ku çmimi i majasë së bukës kapërceu nga më pak se një markë, në një milionë marka. Gjithsesi, në rastin e përmasave të universit prehistorik, norma e inflacionit që ne mendojmë është goxha më e madhe se ky rekord, e barabartë me një milion milion milion milion milion herë në harkun e një fraksioni të vockël sekondi.
Guth sugjeroi se temperatura e universit të krijuar nga big bang-u ishte shumë e lartë. Në këtë rast, prej temperaturave të tilla, mund të pritet që forcat bërthamore të forta dhe të dobëta si dhe forcat elektromagnetike të bashkohen në një forcë të vetme. Duke u zgjeruar, universi do të jetë ftohur në mënyrë progresive dhe energjia e thërrmijave është zvogëluar gradualisht. Në fund, do të ndodhte një i ashtuquajtur fazë tranzicioni dhe simetria mes forcave do të prishej: forcat e forta bërthamore do të ndaheshin nga ato të dobëta dhe nga ato elektromagnetike. Një shembull i zakonshëm i fazës së tranzicionit është transformimi i ujit në akull teksa ftohet: uji në gjendje të lëngshme është simetrik (pra është i njëjtë në çdo drejtim), kristalet e akullit që formohen prej tij marrin pozicione të mirëpërcaktuara dhe renditen në një drejtim të caktuar. Pra duke u transformuar në akull, uji e humbet simetrinë e tij.
Në rastin e ujit, nëse veprohet me kujdes është e mundur “mbiftohja”, pra ta çosh në temperaturën nën pikën e ngrirjes (0 gradë celcius) pa u formuar akulli. Guth thoshte se universi mund të jetë sjellë në një mënyrë të ngjashme: temperatura e tij mund të jetë ulur nën vlerën kritike pa prishur simetrinë mes forcave. Në këtë rast, universi do të ishte në një gjendje destabiliteti, me një sasi energjie më të madhe krahasuar me atë që do të kishte po të prishej simetria. Tani është e mundur të tregohet se kjo energjia e tepërt speciale do të kishte një efekt anti-gravitacional: do të sillej ekzaktësisht si një konstante kozmologjike.
***
Propozimi i mungesës së kufijve duket se parashikon që në kohën reale universi duhet të sillet si në modelet inflacionare. Një problem veçanërisht interesant është masa e largimeve të vogla prej dendësisë së njëtrajtshme në universin e hershëm, variacione të cilat mendohen se kanë sjellë krijimin e galaksive, pastaj të yjeve e në fund të qenieve si je. Principi i papërcaktueshmërisë e bën të pamundur faktin që universi i hershëm të ketë qenë i njëtrajtshëm në mënyrë perfekte, duke qenë se duhet të kenë ekzistuar disa paqartësi apo luhatje në vendosjen dhe shpejtësinë e thërrmijave. Duke përdorur gjendjen e mungesës së kufijve, mendojmë se universi duhet të jetë krijuar me minimumin e mundshëm të parregullsive të lejuara nga parimi i papërcaktueshmërisë.
Më pas, universi do të ketë kaluar përmes një faze të shpejtë zgjerimi, si ajo që parashikohet në modelet inflacionare. Gjatë kësaj kohë, heterogjeniteti fillestar duhet të jetë amplifikuar deri sa është bërë mjaftueshëm i madh për të shpjeguar origjinën e galaksive. Kështu, të gjitha këto struktura të komplikuara që shohim në univers, mund të shpjegohen nga kushti I mungesës së kufijve dhe nga parimi i papërcaktueshmërisë së mekanikës kuantike.
Ideja sipas së cilës hapësira dhe koha mund të formojnë një sipërfaqe të mbyllur, por pa kufij, sjell implikime të thella për sa i përket rolit të Zotit në çështjet e universit. Suksesi i teorive shkencore në përshkrimin e ngjarjeve, ka bërë që shumica e njerëzve të besojë se Zoti i lejon universit të evoluojë sipas një bashkësie ligjesh. Nuk duket sikur ai ndërhyn në univers për t’ia hequr vlefshmërinë këtyre ligjeve. Gjithsesi, këto ligje nuk na thonë se cila duhet të ketë qenë struktura e universit në momentin e lindjes së tij. Do t’i takojë sërish Zotit të kurdisë sahatin dhe të zgjedhë se si do ta vërë në lëvizje. Nëse universi do të kishte lindur prej një singulariteti, atëherë gjithmonë ka vend supozimi për ekzistencën e një krijuesi të jashtëm. Por nëse universi është vërtetë autonom dhe i mbyllur në vetvete duke mos pasur kufij apo limite të jashtme, ai as nuk do të ishte krijuar e as nuk do të ishte shkatërruar. Thjesht do të ekzistonte. Çfarë vendi do të mbetej pra për krijuesin?/Opinion.al
Lexo edhe: Big Bang dhe lindja e universit: Cili është pozicioni i Tokës në hapësirë?
