Martin Bojowald – “Ce a fost înainte de Big-Bang?”

Domeniul fizicii fundamentale este în acest moment într-o situație paradoxală. Este domeniul care suscită cel mai mare interes public dintre cele specializate (vezi, de exemplu, istoria descoperirii bosonului Higgs sau atenția opiniei publice legate de cercetările de la CERN), este cel mai expus din punct de vedere politic, cel mai mediatizat și, totodată, principalul spațiu teoretic în care oamenii încearcă să smulgă Universului secretele cele mai delicate. Descoperirea bosonului Higgs (confirmată oficial în iulie 2012) așeza o piesă esențială într-un puzzle a cărui construcție începuse la începutul secolului cu descoperirile lui Rutherford, Plank sau Bohr și completa un esențial loc lipsă în ceea ce se numește „modelul standard al particulelor”. Fizicianul Peter Higgs prezisese existența câmpului care avea să-i poarte numele și a bosonului asociat în 1964, la 35 de ani. Confirmarea experimentală avea să vină 47 de ani mai târziu, pe când Higgs avea nu mai puțin de 82 ani. Descoperirea bosonului s-a lăsat îndelung așteptată, dar aproape nimeni din lumea fizicienilor nu se îndoia de existența lui, dat fiind felul critic în care modelul standard depindea de el. Adevărata surpriză ar fi fost, după cum spunea Stephen Hawking, să nu fie descoperit. Așadar, în ciuda entuziasmului general, justificat, și a interesului suscitat în opinia publică, descoperirea bosonului Higgs închidea mai degrabă decât să deschidă o etapă în cercetarea particularistă. Fizicienii știu că, în ciuda confirmării binevenite a validității efortului lor, modelul standard este incomplet. În primul rând, pentru că actualul model omite una dintre cele patru forțe fundamentale ale naturii: gravitația. Modelul standard va trebui să se îmbogățească în viitor cu noi principii care să permită gravitației (cea mai slabă dintre forțele fundamentale, care acționează cel mai coerent la scară mare și care este descrisă de teoria relativității) să cupleze cu cuantica (cea care descrie coerent și confirmat celelalte trei forțe și care acționează în primul rând la scară mică). Lucrurile par simple, iar cititorul neavizat s-ar putea să nu vadă vreun motiv pentru care cercetările (acompaniate în mod necesar descoperirile empirice) să nu permită în viitor realizarea unui astfel de model. De fapt, ele nu sunt deloc simple. Iată de ce.

În primul rând, există mai multe (familii de) teorii candidat, coerente și în același timp incompatibile. Cele mai cunoscute sunt teoriile (super)corzilor și gravitația cuantică cu bucle. În al doilea rând, a alege între teorii ar implica obținerea unor noi date experimentale care să îndrepte cercetarea, eventual decisiv, pe una dintre căi. Nu doar că nu există actualmente asemenea date, ce este mai tulburător este faptul că e posibil ca ele să nu fie obținute nici în viitor. De exemplu, confirmarea pistei supercorzilor ar implica descoperirea unor noi grupuri de particule superpartener, prezise de teorie și, deși acesta este unul dintre obiectivele declarate ale cercetărilor de la CERN, ele ar putea fi pur și simplu prea grele pentru a fi produse în acceleratoarele omenești. Pe de altă parte, ele ar putea pur și simplu să nu existe, o ipoteză care nu ar putea fi pe deplin confirmată decât tranșând decisiv între teorii. Nu în ultimul rând, nu este exclus să lipsească încă piese majore ale teoriei, dacă ne gândim că, în ultimele luni au fost înaintate idei îndrăznețe, precum posibila existență a unei a cincea forțe fundamentale. Încrederea domnește în lumea fizicienilor, dublată însă de un scepticism difuz, o „melancolie a secolului”, cum o numea Steven Weinberg. Motivul principal al acestei incertitudini generale este unul cât se poate de fundamental și neliniștitor: limitele capacității umane de cunoaștere. Pentru a nu cădea într-un simplu joc gratuit și a-și păstra relevanța fizică, teoriile trebuie să rămână legate de observația fizică, în ciuda faptului că există presiuni care se fac pentru o abordare mai speculativă. Chestiunea nu este trivială. O adevărată bătălie pentru sufletul științei are loc azi.

Cartea lui Martin Bojowald, pionier în câmpul cosmologiei cuantice și susținător fără rezerve al modelului gravitației cu bucle, este o apariție mai mult decât salutară în spațiul românesc. Cu excepția volumului lui Lee Smolin, publicat acum mulți ani la editura Humanitas, puține sunt textele traduse în limba română despre acest domeniu. Din fericire, stăm puțin mai bine în ceea ce privește volumele care prezintă teoriile corzilor. Un exemplu este Universul elegant , excelentul volum al lui Brian Greene, tradus de asemenea la editura Humanitas. Deși, după părerea mea, Bojowald nu are talentul de popularizator al unor confrați mai cunoscuți (Hawking, Mlodinow, Barrow etc.), reușește cu succes să prezinte o imagine relevantă și suficient de clară a perspectivelor deschise azi în domeniul gravitației cuantice. Nu este în intenția mea să intru în amănuntele tehnice ale cărții în cadrul acestei recenzii. Mă voi mulțumi să spun că, deopotrivă pentru cititorul inițiat cât și pentru profan, cartea poate fi stimulatoare și relevantă. Bojowald prezintă principiile teoriei și trece în revistă posibilele perspective însă, mai presus de toate, reușește lăudabila performanță de a plasa permanent discursul său într-un spațiu mai larg, general uman.

Pentru intelectualul nespecialist, dar cultivat și interesat de această aventură fără echivalent care este știința modernă, cartea fascinează prin aceea că oferă posibilitatea de a intui periferiile critice ale cunoașterii umane, locul în care fizicul este învăluit permanent de aburul metafizic, granița unde sunt puse în dificultate chiar instrumentele cunoașterii științifice, spațiul contestării și redefinirii permanente a presupozițiilor epistemice de bază. Oricum, știința a avansat îndepărtându-se tot mai mult de intuițiile comune ale omului (un animal care a evoluat ca să supraviețuiască, nu ca să cunoască dezinteresat). Mecanica cuantică a abandonat aproape orice reprezentare intuitivă, iar relativitatea a fost posibilă doar prin violarea celor mai comune presupoziții cognitive. Gravitația cuantică duce însă jocul un pas mai departe. Pentru că ceea ce ni se cere să intuim este atât de straniu, încât poate fi asimilat doar prin reduceri fenomenologice radicale. Și totuși, această stranietate e normalitatea unui univers în care părem să ocupăm mai degrabă poziția unui observator curios și neașteptat decât a unui prinț în palatul său. Dacă vreți să prindeți o frântură doar din această stranietate, gândiți-vă la imaginea unui univers care nu colapsează într-o singularitate după contracția totală, ci care se întoarce ca o șosetă înainte să înceapă o nouă expansiune. Sau la imaginea unei diagrame Penrose în care singularitatea unei găuri negre este definită ca lipsită de timp, dar nu și de spațiu. Nu în ultimul rând, cartea lui Martin Bojowald este despre sensul științei, limitele posibilităților umane și lupta permanentă pentru înțelegerea naturii. O luptă al cărei final fericit nu este garantat de nimic.

Puțini nespecialiști sunt conștienți de asta, dar cel mai probabil ne aflăm într-o perioadă critică pentru cunoașterea fundamentală, indubitabil cea mai profundă și mai spectaculoasă încercare a omului de a înțelege natura. Este posibilă și o blocare completă și îndelungată a cercetării, așa cum sunt posibile noi descoperiri care, împreună cu rafinarea continuă a instrumentarului de observație și a celui simbolic, s-o ducă mai departe într-un ritm accelerat. Aș spune că lucrurile stau mai bine decât acum un deceniu. Descoperirea bosonului Higgs a adus o confirmare binevenită și (presupun) ușurare printre fizicienii particulariști, iar foarte recenta confirmare a undelor gravitaționale deschide noi și mai mult decât binevenite posibilități de cercetare empirică a structurilor la limită ale Universului. Este de așteptat să provină de aici și date relevante (și poate decisive!) pentru teoria gravitației cuantice. În mod paradoxal, deși toate acestea par îndepărtate de interesele intelectuale ale nespecialiștilor, probabil puține piese de cunoaștere umană sunt mai relevante pentru cei care vor să înțeleagă forma ultimă a universului nostru, singurul loc pe care-l putem numi “acasă”. Iar acest lucru este la rândul lui important important pentru că, așa cum spunea Steven Weinberg, „efortul de a înțelege Universul este unul din foarte puținele lucruri care ridică viața omului deasupra condiției sale de simplu participant la o dramă, conferindu-i în schimb ceva din măreția unei tragedii.”

Editura: Humanitas