Czas jest jak tory kolejowe

Czas jest jak tory kolejowe

Rozmowa ze Stephenem Hawkingiem, astrofizykiem, kosmologiem i fizykiem
WPROST: Jaki ma pan iloraz inteligencji?

STEPHEN HAWKING: Nie mam pojęcia. Ci, którzy chełpią się swoim IQ, to ludzie przegrani.

Ale jest pan nazywany geniuszem, przynajmniej w zakresie fizyki.

Media potrzebują superbohaterów w rożnych dziedzinach życia, także w nauce. Trudno kwalifikować w ten sposób rozmaite zdolności ludzi.

Chce pan powiedzieć, ze nie jest pan genialny?

Mam nadzieje, ze jestem blisko górnej granicy.

Odkrył pan, ze teleportacja bardzo małych cząstek jest możliwa. Czy to pozwala przypuszczać, ze pewnego dnia uniesiemy się w przestrzeń kosmiczna jak bohaterowie filmu „Star Trek"?

Film „Star Trek’’ to fikcja, ale teoria promieniowania Hawkinga mówi, ze światło i cząstki pochodzące z czarnych dziur rzeczywiście przemieszczają się przez teleportacje.

Ale wycofał się pan z twierdzenia, ze materia, która raz wleci do czarnej dziury, już z niej nie wyleci.

Moje odkrycie, ze czarne dziury emitują promieniowanie, wciąż nie jest w pełni zgodne z reszta teorii fizyki. Próbowałem rozwiązać te problemy, ale otrzymałem inna odpowiedz, niż się spodziewałem.

Czy naukowcy często przyznają się do błędów?

Czesciej niz politycy, ale nie tak czesto, jak powinni.

Jest pan zwolennikiem tzw. teorii strun zakładającej istnienie cząstek elementarnych w postaci wibrujących strun. Jeśli jest ona prawdziwa, to fizyka jako przedmiot badań naukowych może się skończyć?

Teoria strun czy teoria M (w uniwersalny sposób opisująca prawa przyrody) z powodzeniem może być teorią wszystkiego, ale wciąż nie potrafimy jej sprawdzić doświadczalnie. Fizyka jest więc daleka od swojego końca. A teoria strun może być błędna i wtedy trzeba będzie zaczynać wszystko od nowa.

A może poszukiwanie teorii wszystkiego to ślepy zaułek?

Dotychczasowe doświadczenia odkrywają coraz więcej połączeń między różnymi energiami. Elektryczność i magnetyzm zostały połączone przez Jamesa Maxwella. Elektromagnetyzm i oddziaływania słabe połączyli z sobą Abdus Salam i Steven Weinberg. Możemy się więc spodziewać kontynuacji tego procesu i połączenia tych energii z grawitacją i energią nuklearną. Gdyby znalezienie teorii wszystkiego nie było możliwe, świat musiałby być okrutny. Bóg czy natura musiałyby być naprawdę złowrogie.

Czy teoria wszystkiego powie nam, jaki był początek wszechświata?

Nie. Na razie teorię wszystkiego rozbija ogólna teoria względności, choć nie mówi ona, jak powstał wszechświat, lecz jedynie, jak ewoluował. Do problemu początku wszechświata są dwa podejścia: Rogera Penrose’a i moje. Według Penrose’a to Bóg zdecydował o tym, jak ma powstać wszechświat. Taki był też pogląd Jana Pawła II. Na konferencji na temat kosmologii w Watykanie papież powiedział, że trzeba badać wszechświat od momentu jego powstania, ale nie powinno się zadawać pytań o jego początek, bo jest to moment stworzenia – działania Boga. Chyba nie zdawał sobie wtedy sprawy z tego, że ja na tej konferencji prezentowałem pracę, w której zawarte były sugestie na temat tego, jak powstał wszechświat.

Jak więc powstał wszechświat?

Żeby to zrozumieć, musimy połączyć ogólną teorię względności z teorią kwantową. Najlepszym sposobem na to jest idea Richarda Feynmana o tzw. sumie po historiach. Według tej teorii wszechświat nie ma jednej historii, ale wszystkie możliwe. Każdej historii przypisujemy odpowiednie prawdopodobieństwo. Obiekt może wędrować z punktu A do punktu B jakąkolwiek ścieżką. Każda ścieżka ma określoną amplitudę czy intensywność. Przejście obiektu z punktu A do B jest możliwe dzięki sumowaniu się tych amplitud. Możliwa zatem byłaby historia, w której Księżyc byłby zbudowany z żółtego sera. Niestety amplituda tej ścieżki jest niska, a to oznacza złą wiadomość dla myszy. Prawdopodobieństwo jakiegoś stanu wszechświata wylicza się przez dodawanie do siebie amplitud wszystkich historii, które kończą się w tym stanie.

Jak się te historie zaczynają? Czy Bóg był konieczny do powstania wszechświata?

To pytanie byłoby uzasadnione, gdyby historie wszechświata wróciły do nieskończonej przeszłości. Ale jest bardziej prawdopodobne, że wszechświat powstał zaledwie 15 miliardów lat temu. Pytanie o to, co było na początku wszechświata, jest trochę jak pytanie o to, co się działo na krawędzi świata, kiedy ludzie myśleli, że świat jest płaski. Jak wiemy, problem dotyczący tego, co się dzieje na krawędzi świata, został rozwiązany, kiedy ludzkość zdała sobie sprawę, że świat nie jest płaskim krążkiem. Podobnie jest z początkiem wszechświata. Wiadomo, że czas jest czymś innym niż przestrzeń. Jest bardziej podobny do torów kolejowych. Gdyby miał początek, musiałby być ktoś, kto wprawia w ruch pociągi. Choć ogólna teoria względności Einsteina połączyła czas i przestrzeń w czasoprzestrzeń, czas nadal jest czymś innym niż przestrzeń. Jest raczej jak korytarz, który ma albo początek, albo koniec, albo biegnie w nieskończoność. Ale może być jeszcze inaczej. Kiedy połączy się ogólną teorię względności z teorią kwantową, czas może się zachowywać jak jeszcze jeden kierunek w przestrzeni. To znaczy, że można się pozbyć problemu związanego z początkiem czasu. I tak tajemnica początku wszechświata może być rozwikłana w podobny sposób, w jaki rozwikłaliśmy zagadkę, co kryje się na krawędzi świata. Przypuśćmy, że wszechświat zaczynałby się w miejscu bieguna południowego. Szerokość geograficzna odgrywałaby rolę czasu. W miarę jak przesuwalibyśmy się na północ, powiększałyby się kręgi stałej szerokości geograficznej wskazujące na rozmiar wszechświata. Pytanie, co działo się przed początkiem wszechświata, staje się wtedy bezsensowne, bo na południe od bieguna południowego nie ma nic.

Naukowcy wciąż jednak o to pytają. Pod Genewą uruchomili zderzacz hadronów, żeby stworzyć symulację Wielkiego Wybuchu. Czego się pan spodziewa po tych eksperymentach?

Wielki Zderzacz Hadronów pozwoli zderzać się cząstkom z tak wysoką energią, by można było zaobserwować interakcje między nimi. Zgodnie z obecną wiedzą to powinno wystarczyć, żeby odkryć cząstkę Higgsa, która nadaje masę wszystkim innym cząstkom, czyli jest początkiem wszystkiego. Ale znacznie bardziej ekscytujące będzie nieznalezienie cząstki Higgsa. To pokaże, że coś jest nie tak i trzeba będzie się zastanawiać nad początkiem wszystkiego od nowa. Założę się o 100 dolarów, że nie znajdziemy cząstki Higgsa.

Choć nie wiemy, co było na początku wszechświata, sam wszechświat znamy coraz lepiej. Sądzi pan, że kiedyś ludzie zamieszkają na innych planetach?

Jeśli wcześniej sami siebie nie unicestwią, to tak. Powinniśmy poznawać wszechświat, bo wkładanie wszystkich jajek do jednego koszyka, jakim jest Ziemia, jest ryzykowne. Eksploracja kosmosu jest dobrym pomysłem na przyszłość ludzkości, jeśli chcemy, żeby nasz gatunek przetrwał.

Żyje pan, czując na plecach oddech śmierci, w każdej chwili może pan umrzeć. Czy nauka pomaga panu dawać sobie radę z takim obciążeniem?

Wszyscy mamy przed sobą perspektywę śmierci. Tyle że w moim wypadku śmierć może przyjść wcześniej. Na razie jednak żyję. I zanim umrę, chciałbym pomóc ludziom lepiej zrozumieć wszechświat.

Okładka tygodnika WPROST: 5/2010
Więcej możesz przeczytać w 5/2010 wydaniu tygodnika „Wprost”
Zamów w prenumeracie lub w wersji elektronicznej:

Czytaj także

 0