Ορθόδοξη Ομάδα Δογματικής Έρευνας Επιστήμη και Εκκλησία

Ο Δημιουργός του χώρου και του χρόνου // Φθορά και εντροπία // Αρχή της κτίσης και Κβαντική φυσική // Κβαντική Φυσική και Ελεύθερη Βούληση // Το σύμπαν, οι πιθανότητες και ο Γκέντελ

Η έννοια του κενού

Όσο άσχετο και αν φαίνεται αυτό το άρθρο σε μια δογματική ιστοσελίδα, η έννοια του κενού όπως διατυπώνεται από τη σύγχρονη Κβαντική φυσική, έχει σοβαρότατες προεκτάσεις στον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε το σύμπαν. Και αυτό οδηγεί σε σαφείς επιβεβαιώσεις της Χριστιανικής κοσμοθεωρίας.

Το αρχείο αυτό κατασκευάστηκε για να χρησιμοποιηθεί ως προορισμός παραπομπών από άλλα αρχεία, που αναλύουν αυτές τις παραμέτρους.

Το κενό στον κόσμο

Βασική αρχή της Αριστοτέλειας φυσικής είναι η άρνηση οποιασδήποτε ύπαρξης κενού μέσα στο χώρο. Η ύπαρξη του κενού θεωρείται παράλογη, και ο Αριστοτέλης το αποδεικνύει λογικά, με μια σειρά επιχειρημάτων, που οδηγούν στο συμπέρασμα ότι ο κόσμος πρέπει να είναι ένας ΠΛΗΡΗΣ και πεπερασμένος χώρος.

Υπερπηδώντας τις λανθασμένες θεωρήσεις του για τον κόσμο, θα σταθούμε στο εξής εντυπωσιακά σωστό συμπέρασμα: Σε έναν κενό χώρο, δεν είναι δυνατόν να υπάρχουν θέσεις, ούτε είναι δυνατόν να υπάρχουν εκεί τα αίτια της κίνησης. Στο κενό καμιά πέτρα δεν θα είχε λόγο να κινηθεί προς τη γη, και καμιά φλόγα να υψωθεί. Γιατί αν υπήρχε κενό, τι θα τα ωθούσε;

Την ίδια φιλοσοφία ακολούθησε ο Παρμενίδης, μετά τη διατύπωση της ιδέας του ατόμου από τον Δημόκριτο και τον Λεύκιπο. Αυτός ισχυρίστηκε ότι αν το άτομο είναι η βασική μονάδα της ύλης, τότε τα διάφορα σώματα του κόσμου ποτέ δεν είναι δυνατόν να χωριστούν στα άτομα που τα αποτελούν. Γιατί αν συμβεί αυτό, θα υπάρχει κενό στον μεταξύ τους χώρο. Και εδώ η έννοια του κενού εννοείται ΑΠΟΛΥΤΑ, δηλαδή όχι μόνο έναν κενό χώρο από γεγονότα, αλλά έλλειψη και του ιδίου χώρου. Το νόημα του «τίποτα», περιλαμβάνει δηλαδή ακόμα και την υπόσταση του χώρου. Άρα, δεν μπορεί να υπάρξει «χώρος» μεταξύ των χωρισθέντων ατόμων, και δεν είναι εκ τούτου δυνατόν να χωρισθούν.

Έτσι εισήχθη η έννοια της «Πεμπτουσίας», ενός είδους ύλης τόσο λεπτής, που δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθεί, που υποτίθεται ότι γέμιζε τον κενό αυτό χώρο ανάμεσα στα άτομα, καθιστώντας δυνατό τον διαχωρισμό τους. Αυτό στην αρχή του 20ου αιώνα το έλεγαν «αιθέρα», και σήμερα το λέμε: «κβαντικό κενό», ή «χωροχρόνο».

Στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, από τις αρχές του 20ού αιώνα, έχουμε μια νέα, μαθηματική θεώρηση του κενού. Για να μη γίνει κουραστική η ανάλυση, δεν θα αναφέρω τους «τανυστές», αλλά μόνο την πρακτική αντίληψη των εννοιών που εισήγαγε.

Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα του Αϊνστάιν, για να κατανοήσει καλύτερα τις εξισώσεις πεδίου, είναι το τι ακριβώς συμβαίνει σε έναν «άδειο χώρο», δηλαδή σε έναν χώρο κενό από ύλη ή ενέργεια. Ακόμα και τότε όμως, από τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας, προκύπτει μια τιμή διάφορη του μηδενός, που αντιστοιχεί στην ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ. Και η «γεωμετρία» στη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας, είναι η ίδια η «υφή» του Χωροχρόνου. Στη θεωρία αυτή, (η οποία το τονίζω ότι έχει αποδειχθεί και πειραματικά ως προς τις συγκεκριμένες προβλέψεις),  ο Χωροχρόνος, λόγω της παρουσίας γεωμετρίας, ή με άλλα λόγια του «βαρυτικού πεδίου» που απλώνεται σε αυτόν, αποκτά μια υφή με ΑΠΟΛΥΤΩΣ ΦΥΣΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ. Σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να θεωρηθεί ως «απόλυτο κενό».

Έτσι, ο Αϊνστάιν εδώ, αποδεικνύει μαθηματικά, και συναντάει τον Παρμενίδη και τον Αριστοτέλη, που δεν παραδέχονται την ύπαρξη του «απόλυτου κενού», αφού ακόμα και ο Χωροχρόνος είναι «κάτι», και ορίζεται από τον «μετρικό τανυστή», που είναι πάντα διάφορος του μηδενός ακόμα και για τον κενό Χωροχρόνο (!) Μια ευκαιρία να φανεί η καταπληκτική δύναμη της φιλοσοφίας, που ανακαλύπτει λογικά, τα μετέπειτα μαθηματικά δεδομένα.

Έτσι προκύπτει το ερώτημα: Αφού απόλυτο κενό δεν υπάρχει, τι είναι ο κενός (από ύλη) χωροχρόνος, στον οποίο όμως υφίσταται πεδίο βαρύτητας, δηλαδή «γεωμετρία»; Ο Αϊνστάιν, επέμενε πάντα, ότι οι έννοιές του δεν είναι απλά μαθηματικά κατασκευάσματα, αλλά έκφραση της πραγματικότητας. Ο χωροχρόνος υπήρχε ως «φυσική οντότητα». Και από τότε αντικατέστησε στη σκέψη των φυσικών την έννοια του «λεπτού αιθέρα» των φιλοσόφων. Είναι «κάτι», και δεν ταυτίζεται σε καμία περίπτωση με το «απόλυτο τίποτα». Και είναι πλέον ο καιρός να μας το εξηγήσει πληρέστερα η ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ.

 

Ο Κβαντικός αιθέρας

Όπως αναφέραμε, σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, ο χώρος που φανταζόμαστε ως κενό, δεν είναι εντελώς άδειος, γιατί κάτι τέτοιο θα σήμαινε ότι η ένταση των διαφόρων πεδίων όπως του βαρυτικού και του ηλεκτρομαγνητικού είναι μηδέν. Από τη σκοπιά της Κβαντομηχανικής όμως, αποκτά πιο φυσική δομή και σημασία.

Όταν δεν υπάρχουν φυσικές πηγές ή πεδία, το χωροχρονικό συνεχές γίνεται ένα «κβαντικό κενό», το οποίο ονομάζουμε «κβαντικό αιθέρα».

Στην κβαντική φυσική, ΕΧΕΙ ΑΠΟΔΕΙΧΘΕΙ η αρχή της απροσδιοριστίας. Δεν μπορείς να γνωρίζεις ταυτόχρονα τη θέση και την ταχύτητα ενός σωματιδίου. Όσο ακριβέστερα γνωρίζεις το ένα, τόσο πιο ακαθόριστα γνωρίζεις το άλλο. Έτσι, η τιμή του πεδίου του «κενού» χώρου, δεν είναι δυνατόν να είναι ίσο με «μηδέν», γιατί τότε θα παραβιαζόταν η αρχή της απροσδιοριστίας. Αν δεν υπήρχε καθόλου πεδίο, τότε η ένταση του πεδίου θα είχε μια ακριβώς προσδιορισμένη τιμή, την μηδενική. Επίσης θα υπήρχε ένας ακριβώς προσδιορισμένος ρυθμός χρονικής μεταβολής, ο μηδενικός. Δεν είναι όμως ποτέ δυνατόν να έχουμε απολύτως προσδιορισμένη ένταση και ρυθμό μεταβολής της έντασης. Άρα, δεν υπάρχει χωροχρονικός τόπος, που να λείπει το οποιοδήποτε δυναμικό πεδίο.

Αν με κάποιο τρόπο ξαφνικά εξαφανίζονταν τα δυναμικά πεδία από κάποιον χωροχρόνο, αυτός ο ίδιος ο χωροχρόνος, θα έχανε την υπόστασή του. Θα γινόταν το «απόλυτο τίποτα» του Αριστοτέλη, του Παρμενίδη και του Αϊνστάιν.

Σε κάθε χωροχρονικό συνεχές λοιπόν, υπάρχει μόνιμη παρουσία δυναμικών πεδίων. Αυτά είναι κάποιες ενεργειακές διακυμάνσεις, κάποια ζεύγη σωματιδίων, που εμφανίζονται από το πουθενά, και καταλήγουν πάλι στο πουθενά φαινομενικά ΑΥΘΑΙΡΕΤΑ.

Αυτό δεν είναι απλή μαθηματική θεωρία χωρίς απόδειξη. Έχει αποδειχθεί από το φαινόμενο Casimir, όπου δύο πλάκες στο εργαστήριο, παράλληλες μεταξύ τους, ΕΛΚΟΝΤΑΙ χωρίς να έχουν κάποια δύναμη που να τις έλκει. Ο λόγος είναι ότι η απόστασή τους είναι τέτοια, που τα εξωτερικά σωματίδια του κβαντικού φαινομένου που υλοποιούνται, είναι περισσότερα από τα εσωτερικά που υλοποιούνται μεταξύ τους. Και η διαφορά αυτή δυναμικού, τις κινεί ελκτικά. Με τον τρόπο αυτό δηλαδή, μετατρέπουμε τον ίδιο το χωροχρόνο σε κινητική ενέργεια.

Επίσης, ο γνωστός επιστήμονας Πωλ Νταίηβις, έδειξε ότι οι παρατηρητές που ταξιδεύουν επιταχυνόμενοι μέσα σε κβαντικό αιθέρα, θα περιβάλλονται από μια ειδική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, που λέγεται «έκλαμψη  του αιθέρα». Φαινόμενο πολύ ασθενές όμως, για να παραχθεί ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία απ’ αυτό στις συνήθεις ταχύτητες. Και το φαινόμενο αυτό, εξετάζεται αν είναι η πραγματική αιτία της δύναμης της «αδράνειας», κάτι που αναμένεται να εξετασθεί.

Δεν είναι λοιπόν όλα αυτά φαντασίες. Εδώ η φιλοσοφία συναντάει τη Φυσική, και η φυσική τη Θεολογία.

 

Η ανύπαρκτη τιμή μηδέν

Ο Αϊνστάιν ταύτισε τους δύο τανυστές που εκφράζουν τη γεωμετρία και τη φυσική του χωροχρόνου, Gμν και Τμν αντίστοιχα. Οι δύο τανυστές θεωρήθηκαν ίσοι και απλώς παρεμβάλλεται ανάμεσά τους η παγκόσμια σταθερά Κ, δηλαδή Gμν = -Κ Χ Τμν (από τη μαθηματική επεξεργασία προκύπτει μείον). Η σταθερά Κ προκύπτει από την κανονικοποίηση των μονάδων και δίδεται από τον λόγο της παγκόσμιας σταθεράς της βαρύτητας G προς την τέταρτη δύναμη της ταχύτητας του φωτός c4 , αφού πολλαπλασιασθεί με τον παράγοντα 8π, και είναι ίση με 2 Χ 10 –45 -1). Η ισότητα των δύο τανυστών δεν είναι τίποτα άλλο παρά οι εξισώσεις πεδίου του Αϊνστάιν μέσω των οποίων είναι δυνατόν να υπολογισθεί ο μετρικός τανυστής gμν, δηλαδή τα δυναμικά του πεδίου βαρύτητας, και στη συνέχεια η κίνηση ενός σωματιδίου που βρίσκεται μέσα στο βαρυτικό πεδίο. Οι εξισώσεις πεδίου, αν και περιγράφονται μόνο από μια τανυστική εξίσωση, εντούτοις αναλύονται σε 10 πολύπλοκες εξισώσεις που συνδέουν τον μετρικό τανυστή με την ύλη και με την ενέργεια των πηγών του βαρυτικού πεδίου. Αυτό συμβαίνει επειδή τόσο ο τανυστής του Αϊνστάιν Gμν όσο και ο τανυστής ενέργειας – ορμής, Τμν είναι συμμετρικοί, δηλαδή μόνο 10 από τα 16 στοιχεία τους είναι ανεξαρτητα. Τα 16 στοιχεία αυτά, δίνονται από ειδικό πίνακα, και συμβολίζουν τις συναρτήσεις συντεταγμένων του χωροχρόνου (4Χ4=16). Δηλαδή, η θεωρία της Σχετικότητας θεωρεί όχι ένα, αλλά 10 ανεξάρτητα δυναμικά για το πεδίο βαρύτητας, και 6 ίσα με τα αντίστοιχα συμμετρικά τους.

Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που είχε να αντιμετωπίσει ο Αϊνστάιν, ήταν να κατανοήσει τι ακριβώς συμβαίνει σε έναν «άδειο χώρο», δηλαδή σε ένα χώρο κενό από ύλη, όπου ο τανυστής ενέργειας ορμής  Τμν είναι ίσος με μηδέν. Στην περίπτωση αυτή, οι εξισώσεις πεδίου, προβλέπουν ότι είναι δυνατόν να υπάρχει πεδίο βαρύτητας, δηλαδή το δυναμικό gμν είναι διάφορο του μηδενός, όπως ακριβώς συμβαίνει έξω από τα άστρα όπου ο χώρος θεωρείται κενός από ύλη, αλλά ταυτόχρονα υφίσταται σε αυτόν το αστρικό βαρυτικό πεδίο. Άρα η Γενική Σχετικότητα προβλέπει την παρουσία «γεωμετρίας», που αντιπροσωπεύεται από τον τανυστή gμν, ακόμα και με απουσία της ύλης.  Για τον Αϊνστάιν, η παρουσία της γεωμετρίας ή με άλλα λόγια του βαρυτικού πεδίου που απλώνεται σε αυτόν, αποκτά μια άλλη υφή με απολύτως φυσική σημασία, και σε καμιά περίπτωση δεν μπορεί να θεωρηθεί ως η περίπτωση του συνήθους κενού.

Για τον Αϊνστάιν, μοναδικό κενό είναι η περίπτωση που ο μετρικός  τανυστής είναι μηδέν. Σε αυτή την περίπτωση δεν υπάρχει τίποτα, απολύτως τίποτα, ούτε καν ο ίδιος ο χωροχρόνος.

Στην Κβαντομηχανική θεωρία τώρα, τα διάφορα μεγέθη αντιπροσωπεύονται από τελεστές, δηλαδή μαθηματικές παραστάσεις που εκτελούν μια πράξη. Για παράδειγμα, η ορμή αντιπροσωπεύεται από τον τελεστή της χωρικής μεταβολής, ενώ η ενέργεια από τον τελεστή της χρονικής μεταβολής. Οι διάφοροι τελεστές, δρουν στις κυματοσυναρτήσεις, οι οποίες αποτελούν τις λύσεις τών εξισώσεων σε ποικίλα προβλήματα της κβαντομηχανικής. Γενικά όμως, οι διάφοροι τελεστές δεν αντιμετατίθενται μεταξύ τους. Για παράδειγμα, ο τελεστής της θέσης, είναι απλά η θέση του εξεταζόμενου σώματος, ενώ η ορμή, όπως αναφέραμε, είναι η χωρική μεταβολή. Ως γνωστόν, η χωρική μεταβολή και η θέση, είναι ποσότητες που δεν αντιμετατίθενται στις μαθηματικές πράξεις. Η αρχή της απροσδιοριστίας, αφορά τα λεγόμενα συζυγή μεγέθη, όπως για παράδειγμα είναι η θέση και η χρονική της μεταβολή, δηλαδή η ταχύτητα (ή η ορμή, αφού το γινόμενο της ταχύτητας με τη μάζα, που είναι σταθερή, δίνει την ορμή), ή με άλλα λόγια, αφορά μεγέθη που δεν αντιμετατίθενται.

Η τιμή της έντασης καθώς και του ρυθμού της χρονικής μεταβολής της έντασης ενός πεδίου, είναι δύο μεγέθη όπως η θέση και η ταχύτητα, δηλαδή πρόκειται για συζυγή μεγέθη, και έτσι δεν είναι δυνατό να γνωρίζουμε τις τιμές και των δύο αυτών μεγεθών με απόλυτη ακρίβεια. Ισχύει γι’ αυτά η αρχή της απροσδιοριστίας. Όσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια προσδιορισμού της έντασης, τόσο μικρότερη είναι η ακρίβεια προσδιορισμού του ρυθμού μεταβολής της, και αντίστροφα. Έτσι στον ΚΕΝΟ ΧΩΡΟ, (το τονίζω, μιλάω για τον χώρο που δεν περιέχει ούτε ύλη ούτε ενέργεια), το πεδίο δεν μπορεί να διατηρείται ακριβώς ίσο με μηδέν, γιατί τότε θα παραβιαζόταν η αρχή της απροσδιοριστίας. Αν δεν υπήρχε καθόλου πεδίο, τότε η ένταση του πεδίου θα είχε μια ακριβώς προσδιορισμένη τιμή, την μηδενική. Επίσης, θα υπήρχε και ένας ακριβώς προσδιορισμένος ρυθμός χρονικής μεταβολής, ο μηδενικός. Όμως, ποτέ και σε κανένα χωροχρονικό τόπο, ο οποίος υπακούει στην αρχή της απροσδιοριστίας, δεν είναι δυνατόν να έχουμε απολύτως προσδιορισμένη ένταση και ρυθμό μεταβολής της έντασης. Συνεπώς, σε κανένα χωροχρονικό τόπο δεν είναι δυνατή η απουσία του οποιουδήποτε δυναμικού πεδίου. Και αν σε έναν χωροχρονικό τόπο ήταν δυνατό να συμβεί κάτι τέτοιο, δηλαδή με κάποιο τρόπο να εξαφανιστούν τα δυναμικά πεδία, τότε ΑΥΤΟΣ Ο ΙΔΙΟΣ Ο ΧΩΡΟΧΡΟΝΟΣ ΘΑ ΕΧΑΝΕ ΤΗΝ ΥΠΟΣΤΑΣΗ ΤΟΥ, δηλαδή θα μεταμορφωνόταν στο «απόλυτο τίποτα», έτσι ώστε να μην παραβιάζεται η αρχή της απροσδιοριστίας, γεγονός που θα συνέβαινε στην αντίθετη περίπτωση, αφού θα ήταν δυνατή η ταυτόχρονη παρουσία της μηδενικής έντασης και της μηδενικής χρονικής μεταβολής της έντασης των πεδίων.

Επισημαίνω για άλλη μια φορά, ότι δεν αναφερόμαστε στην περίπτωση που η παρουσία δυναμικών πεδίων δικαιολογείται από κάποιες φυσικές πηγές, αλλά στην περίπτωση του ιδίου του χωροχρόνου, με τα «δυνάμει» σωματίδια.

 

Ν. Μ.

Δημιουργία αρχείου: 28-1-2004.

Τελευταία ενημέρωση: 13-3-2007.

ΕΠΑΝΩ