Harry Cliff despre cele mai periculoase două numere din univers

În comunitatea fizicienilor şi-a făcut apariţia un curent de gândire tulburător şi profund controversat. Anume ideea conform căreia vom ajunge la limita absolută a ceea ce putem înţelege despre lumea înconjurătoare prin intermediul ştiinţei.

“Următorii ani ne-ar putea spune dacă vom putea să ne îmbogăţim înţelegerile despre natură sau dacă, poate pentru prima dată în istoria ştiinţei, ne-am putea confrunta cu întrebări la care nu vom putea răspunde”, a admis Harry Cliff - expert în fizica particulelor din cadrul European Organization for Nuclear Research (Organizaţia Europeană pentru Cercetări Nucleare), cunoscută mai bine ca CERN - în cadrul unei recente conferinţe TED din Geneva.

La fel de înfricoşător este motivul pentru această limită de care ne apropiem: deoarece “legile fizicii interzic acest lucru”, susţine Cliff.

La baza argumentului lui Cliff stau ceea ce el numeşte cele mai periculoase două numere din univers. Aceste numere ar fi responsabile pentru întreaga materie, structură şi viaţă pe care o observăm în cosmos.

Iar dacă aceste două numere ar fi cât de puţin diferite, spune Cliff, universul ar fi un loc gol şi lipsit de viaţă.

Primul număr periculos: puterea câmpului Higgs

Primul număr periculos de pe lista lui Cliff este o valoare care reprezintă puterea câmpului Higgs, un câmp energetic invizibil care nu este în întregime diferit de alte câmpuri magnetice care umplu Cosmosul.

În timp ce particulele se găsesc în câmpul Higgs, ele câştigă masă, iar în cele din urmă devin protonii, neutronii şi electronii care compun toţi atomii care te alcătuiesc pe tine, pe mine şi tot ceea ce vedem în jurul nostru.

Fără acest câmp, noi nu am mai fi aici.

Ştim aproape sigur de existenţa acestui câmp Higgs datorită unei descoperiri fundamentale făcute în 2012. Atunci, fizicienii de la CERN au detectat o nouă particulă elementară numită bosonul Higgs. Conform teoriei, nu poţi avea un boson Higgs fără un câmp Higgs.

Dar există un mister legat de câmpul Higgs, care continuă să tulbure fizicieni precum Cliff.

Conform teoriei generale a relativităţii a lui Einstein şi teoriei mecanicii cuantice – cele două teorii ale fizicii care ghidează înţelegerea umană actuală despre Univers atât la o scară macro, cât şi la una micro – câmpul Higgs ar trebui să funcţioneze binar. În cazul în care este oprit, înseamnând că va avea o forţă zero şi nu va putea oferi masă particulelor. Sau ar trebui să fie activ, iar conform acestei teorii, valoarea de “pornit” este “absolut enormă”, spune Cliff. Dar fizicienii nu au observat niciunul dintre aceste două scenarii.

“În realitate, câmpul Higgs este pus doar foarte uşor pe poziţia pornit”, spune Cliff. “Nu este zero, dar este de zece mii de trilioane de ori mai slab decât ar trebui să fie la reala sa valoare. Seamănă cu un buton de lumină care rămâne blocat exact înainte de poziţia ‚stins’. Iar această valoare este crucială. Dacă ar fi fost doar foarte puţin diferită, atunci nu ar exista nicio structură fizică în univers.”

De ce forţa câmpului Higgs este atât de slabă, este un lucru care sfidează înţelegerea. Fizicienii speră să găsească un răspuns la această întrebare prin detectarea unor particule necunoscute încă, la acceleratorul de particule de la CERN, care a fost recent modernizat.

Al doilea număr periculos: puterea energiei întunecate

Cel de-al doilea număr periculos al lui Cliff acompaniază ceea ce fizicienii numesc “cea mai rea predicţie teoretică din istoria fizicii.”

Acest număr periculos este legat de profunzimile spaţiului şi de un fenomen halucinant de complex, numit ’energia neagră’ - dark energy.

Energia neagră, o forţă de repulsie despre care fizicienii cred că este responsabilă de expansiunea accelerată a Universului nostru, a fost detectată prima dată în 1998.

Cu toate acestea, “nu ştim ce este de fapt energia neagră”, admite Cliff. “Dar cea mai bună idee a momentului este că aceasta ar fi energia spaţiului gol în sine – energia vidului.”

Dacă acest lucru este adevărat, am putea să însumăm toată energia spaţiului gol pentru a obţine o valoare reprezentând forţa energiei negre. Dar, cu toate că fizicienii teoreticieni au făcut lucrul acesta, la răspunsul lor apare o problemă gigantică:

“Energia neagră ar trebui să fie de 10120 de ori mai puternică decât valoarea pe care o constatăm din observaţiile astronomice”, a spus Cliff. “Acesta este un număr atât de imens, încât îţi blochează mintea … este un număr mai mare decât orice alt număr întâlnit în astronomie – este de sute de trilioane de trilioane de trilioane de ori mai mare decât numărul atomilor din univers. Aceasta este o predicţie destul de nefavorabilă”.

Privind partea bună a lucrurilor, ne putem considera norocoşi că energia neagră are o valoare mai mică decât predicţiile teoreticienilor. Dacă ar fi urmat modelele noastre teoretice, forţa repulsivă a energiei negre ar fi fost atât de imensă încât literalmente ne-ar fi rupt universul în bucăţi. Forţele fundamentale care leagă atomii ar fi practic lipsite de putere în faţa ei şi nimic nu s-ar mai putea forma vreodată: nici galaxii, nici stele, nici plantele şi nici viaţa aşa cum o cunoaştem, nu ar exista.

Pe de altă parte, este extrem de frustrant faptul că nu putem folosi teoriile noastre actuale despre univers pentru a dezvolta o metodă mai bună de măsurare a energiei negre, ale cărei valori să fie în acord cu observaţiile existente. Un lucru chiar mai bun decât îmbunătăţirea teoriilor ar fi găsirea unei căi prin care să înţelegem de ce forţa energiei negre şi câmpul Higgs sunt ceea ce sunt.

Obţinerea răspunsurilor ar putea fi imposibilă

Cliff crede că există o cale de a obţine câteva răspunsuri, dar s-ar putea să nu avem niciodată abilitatea de a le demonstra.

Dacă am putea, într-un fel sau altul, să confirmăm faptul că universul nostru este doar unul într-un vast multiunivers, printre miliarde de alte universuri, atunci “brusc am putea înţelege straniile şi interconectatele valori ale acestor două numere periculoase, deoarece în majoritatea multiuniversurilor energia neagră este atât de puternică încât universul tinde să se dezmembreze, sau câmpul Higgs este atât de slab încât niciun atom nu se poate forma”, a spus Cliff.

Ca să dovedească acest lucru, fizicienii trebuie să descopere noi particule, care să confirme teorii radicale precum teoria stringurilor, care admite existenţa universurilor multiple. În acest moment, există un singur loc în lume care ar putea produce aceste particule, dacă ele există, şi acela este Marele Accelerator de Hadroni de la CERN.

Iar fizicienii au doar doi sau trei ani la dispoziţie înainte ca CERN să închidă marele accelerator de hadroni pentru modernizări. Dacă nu vom găsi nimic până atunci, asta ar putea semnala începutul sfârşitului, a mai adăugat Cliff.

“Am putea păşi într-o nouă eră a fizicii. O eră în care vor exista caracteristici ciudate în univers, pe care nu le putem explica. O eră în care avem indicii că trăim într-un multiunivers, dar care se află în mod frustrant peste capacitatea noastră de a-l înţelege. O eră în care nu vom fi niciodată capabili să răspundem la întrebarea: de ce anume avem existenţă, mai degrabă decât non-existenţă”.