τί) είναι ό,τι δεν μπορούμε ούτε καν να το διανοηθούμε οι περισ-
σότεροι, και ό,τι με δυσκολία μπορεί να παρακολουθήσει η επι-
στημονική ελίτ της εποχής μας.
Τα τελευταία είκοσι χρόνια ο
Hawking:
— έχει αποδείξει την ύπαρξη «ανωμαλιών» στο χωρόχρονο της
γενικής θεωρίας της σχετικότητας, όπως π.χ. η αρχική Μεγάλη
έκρηξη (Big Bang) από την οποία προήλθε το Σύμπαν,
— έχει ανακαλύψει τους νόμους της μηχανικής και της θερμοδυ-
ναμικής για τις μαύρες τρύπες (συμπέρασμα: η θερμοκρασία μιας
μαύρης τρύπας είναι αντιστρόφως ανάλογη της μάζας της, και η
ειδική θερμότητα της είναι αρνητική!),
— κατάφερε να μελετήσει τη συμπεριφορά κβαντικών πεδίων
κοντά σε μαύρες τρύπες (συμπέρασμα: σε αντίθεση προς την
κλασική θεωρία, που προβλέπει ότι οι μαύρες τρύπες είναι από-
λυτα μαύρες αφού μόνον απορροφούν, η κβαντική θεωρία προβλέ-
πει ότι οι μαύρες τρύπες ακτινοβολούν ακριβώς όπως και ένα
μέλαν σώμα),
— μέσα στη δεκαετία του '80 πρότεινε μια κβαντική θεωρία
για τη δημιουργία του Σύμπαντος, τη θεωρία της Κυματοσυνάρ-
τησης του Σύμπαντος (βασική της αρχή: οι οριακές συνθήκες του
Σύμπαντος είναι ότι δεν έχει όρια).
Με την έκδοση του ανά χείρας βιβλίου ο Hawking μας έμαθε
πως μπορεί να κάνει και κάτι άλλο, κάτι που αρκετοί το επιχει-
ρούν αλλά λίγοι το πετυχαίνουν: ότι έχει το ταλέντο να απευθυν-
θεί και στο ευρύ κοινό, και ότι μπορεί να περιγράψει, χωρίς τη
βοήθεια των μαθηματικών, τις σύγχρονες ανακαλύψεις στη θεω-
ρία της σχετικότητας και τις συνεχιζόμενες προσπάθειες για την
απόκτηση μιας ενοποιημένης κβαντικής θεωρίας των δυνάμεων
της φύσης που να περιλαμβάνει και τη βαρύτητα.
Το βιβλίο αρχίζει με μια αναδρομή, από τους αρχαίους
Έλληνες μέχρι σήμερα, στις εκάστοτε επικρατούσες κοσμοθεω-
ρίες περί Σύμπαντος. Είναι αξιοθαύμαστο ότι έπρεπε να φτά-
σουμε στον 20ό αιώνα για να καταλάβουμε ότι το Σύμπαν δεν
είναι στατικό, αμετάβλητο και αιώνιο αλλά δυναμικό, διαστελλό-
μενο και με πεπερασμένο παρελθόν. Με τις παρατηρήσεις του
Hubble ότι οι γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς με ταχύτητα
ανάλογη της απόστασης τους, τις θεωρητικές προβλέψεις της
γενικής σχετικότητας και την παρατήρηση της ακτινοβολίας
μικροκυμάτων που γεμίζει το Σύμπαν, ξέρουμε πλέον ότι το
Σύμπαν ξεκίνησε από τη Μεγάλη έκρηξη κάπου 15 δισεκατομμύ-
ρια χρόνια πριν μας μένει λοιπόν να προβλέψουμε αν θα συνε-
χίσει να διαστέλλεται για πάντα ή κάποτε θα αρχίσει να
συστέλλεται.
Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφει τη γέννηση της φυσικής με
τα πειράματα του Γαλιλαίου και τους νόμους του Νεύτωνα, εξη-
γεί τη σχετικότητα του χώρου στη νευτώνεια φυσική, την ασυμ-
βιβαστότητα της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός (θεω-
ρίας Maxwell ) με τον απόλυτο αριστοτελικό και νευτώνειο χρό-
νο, και τη λύση που έδωσε η ειδική σχετικότητα του Αϊνστάιν με
την εγκατάλειψη της έννοιας του απόλυτου χρόνου. Φυσιολογικά
έτσι φτάνει κανείς στο χωρόχρονο, στη μέτρηση αποστάσεων και
χρονικών διαστημάτων με φωτεινά σήματα και στην περιγραφή
της βαρύτητας με την καμπύλωση του χωροχρόνου. Το κεφάλαιο
τελειώνει με σύντομη περιγραφή των τριών κλασικών τεστ της
γενικής θεωρίας της σχετικότητας.
Στο επόμενο κεφάλαιο εκτίθενται οι θεωρητικές και παρατη-
ρησιακές μελέτες που οδηγούν στην αποδοχή ότι το Σύμπαν
είναι ομογενές και ισότροπο, και περιγράφονται οι τρεις μορφές
Σύμπαντος (ανοιχτό, κλειστό, επίπεδο) που προβλέπει η γενική
σχετικότητα. Μετά από σύντομη αναφορά στη θεωρία της συνε-
χούς δημιουργίας (και τα εναντίον της επιχειρήματα), περιγρά-
φεται η εργασία του συγγραφέα με τον Penrose που απέδειξε
γενικά την ύπαρξη ανωμαλιών στη σχετικότητα και καθιέρωσε
τη θεωρία της Μεγάλης έκρηξης.
Στα δύο επόμενα κεφάλαια το βιβλίο εγκαταλείπει τις κλα-
σικές θεωρίες του μακρόκοσμου και πραγματεύεται την κβαντική
θεωρία του μικρόκοσμου. Αρχίζει με μια απλή εξήγηση της
αρχής της αβεβαιότητας και των συνεπειών της στις θετικές
επιστήμες και τη σύγχρονη τεχνολογία. Περιγράφει τα «στοι-
χειώδη σωματίδια», από το άτομο στο ηλεκτρόνιο και τον πυρή-
να, στα πρωτόνια και νετρόνια, και στα κουάρκς. Συζητά το σπιν
των σωματιδίων, τη θεωρητική πρόβλεψη της αντιύλης από τον
Dirac, τις δυνάμεις της φύσης (βαρυτικές, ηλεκτρομαγνητικές,
ασθενείς και ισχυρές), τις προσπάθειες για την ενοποίηση τους,
και τον «περιορισμό» (confinement) των κουάρκς. Σχολιάζει την
από τις Μεγάλες Ενοποιημένες Θεωρίες (G.U.T.) προβλεπόμενη
διάσπαση του πρωτονίου (σε 1030 χρόνια!), την ασυμμετρία ύλης
- αντιύλης, και τις συμμετρίες C,P και Τ των στοιχειωδών
σωματιδίων.
Στο έκτο κεφάλαιο περιγράφονται οι προβλέψεις της κλασι-
κής θεωρίας για τις μαύρες τρύπες, που είναι η φυσική κατάληξη
των άστρων με μάζα αρκετά μεγαλύτερη από τη μάζα του
Ήλιου. Μαθαίνει κανείς για τη συμπεριφορά του χρόνου στις
περιοχές κοντά στις μαύρες τρύπες, για την ανωμαλία στο
κέντρο τους και για την απώλεια κάθε ικανότητας να κάνουμε
φυσικές προβλέψεις, που όμως δεν επηρεάζει τον έξω κόσμο
γιατί η ανωμαλία περιβάλλεται από τον ορίζοντα των γεγονό-
των. Επίσης συζητά για τη μοναδικότητα των λύσεων που περι-
γράφουν τις μαύρες τρύπες στην σχετικότητα, τις έμμεσες επι-
βεβαιώσεις της ύπαρξης τους, καθώς και για τα κύματα βαρύτη-
τας και την «παρατήρηση» τους με το διπλό πάλσαρ του Taylor.
Στο τελευταίο τρίτο του βιβλίου του ο Hawking προχωρεί
σιγά σιγά προς το πάντρεμα (αν και ακόμη είμαστε μόνον στον
αρραβώνα!) της σχετικότητας με την κβαντική φυσική. Στο τμή-
μα αυτό η ανάπτυξη των νέων εννοιών και η έκθεση των διαδοχι-
κών μικρών βημάτων της επιστημονικής προόδου γίνεται σε ένα
έντονα προσωπικό στυλ, αφού το όνομα του συγγραφέα συνδέε-
ται με τις περισσότερες ανακαλύψεις. Το έβδομο κεφάλαιο
πραγματεύεται την ακτινοβολία σωματιδίων από τις μαύρες τρύ-
πες και τις προοπτικές για την παρατήρηση της. Το όγδοο κεφά-
λαιο αποτελεί μια σύντομη εισαγωγή στην σύγχρονη κοσμολο-
γία, με αναφορές στο μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '70
καθιερωμένο μοντέλο για τα πρωταρχικά στάδια του Σύμπα-
ντος, στη θεωρία του «πληθωριστικού» Σύμπαντος, στο «ανθρω-
πικό αξίωμα», και στις πρόσφατες προσπάθειες του συγγραφέα
για την ανάπτυξη ενός κβαντικού μοντέλου δημιουργίας του
Σύμπαντος που αποφεύγει την αναγκαιότητα της αρχικής
ανωμαλίας.
Το ένατο κεφάλαιο πραγματεύεται την κατεύθυνση του χρό-
νου και τη διαφορά που παρουσιάζεται ανάμεσα στο χρόνο του
μικρόκοσμου και του μακρόκοσμου. Θεωρεί τον ψυχολογικό, τον
κοσμολογικό και τον θερμοδυναμικό χρόνο, και επιχειρηματολο-
γεί, βασιζόμενος στην υπόθεση ότι το Σύμπαν δεν έχει όριο και
στο ανθρωπικό αξίωμα, ότι οι κατευθύνσεις αυτών των τριών
χρόνων πρέπει να συμπίπτουν.
Το βιβλίο τελειώνει με μια σύντομη, αλλά και κριτική, ανα-
φορά στις προσπάθειες για την ενοποίηση των φυσικών θεωριών
— τις θεωρίες υπερβαρύτητας και τις θεωρίες των χορδών, που
δέχονται ότι ο χωρόχρονος έχει περισσότερες από τέσσερις δια-
στάσεις — και κλείνει με σύντομα βιογραφικά σκετς του Γαλι-
λαίου, του Νεύτωνα και του Αϊνστάιν.
Η συχνότητα των νέων εννοιών και η πυκνότητα της πληρο-
φορίας στο βιβλίο είναι αρκετά υψηλή, και παρέχεται με το κλα-
σικό ύφος του Hawking, με λίγες και σταράτες κουβέντες που δεν
επιδέχονται καμία αμφισβήτηση. Καθώς προχωρούν οι σελίδες η
δυσκολία του κειμένου αυξάνει γραμμικά θα έλεγε κανείς με την
αρίθμηση τους. Φυσικά η αύξηση της δυσκολίας οφείλεται εν
μέρει και στο γεγονός ότι τα τελευταία κεφάλαια πραγματεύο-
νται ιδέες, έννοιες και θεωρήσεις της τρέχουσας δεκαετίας που
πολλές φορές πλησιάζουν, αν δεν υπερβαίνουν, τα όρια της
φιλοσοφίας.
Μια συμβουλή προς τους αναγνώστες. Μην εγκαταλείψετε
με την πρώτη αν δεν καταλαβαίνετε κάτι, ή ακόμη κι αν δεν το
καταλαβαίνετε μετά και από φιλότιμη προσπάθεια. Υπάρχουν
πολλά επίπεδα γνώσης, από την απλή απομνημόνευση έως τη
δυνατότητα χρήσης των εννοιών, και από τη δυνατότητα συμμε-
τοχής σε επιστημονική συζήτηση έως τη συνεισφορά στην ερευ-
νητική προσπάθεια. Η επιστημονική γνώση είναι τόσο πολλή,
υπεραρκετή για να καλύψει τις δυνατότητες μας σε όλα τα επί-
πεδα μάθησης, και η πρόοδος στην κατανόηση γίνεται βασικά με
τη συνεχή μεταφορά γνώσης από τις περιοχές της επιφανειακής
στις περιοχές της βαθύτερης και ουσιαστικότερης κατανόησης.
Διαβάζοντας ένα πετυχημένο βιβλίο αποκτούμε μια ουσια-
στική γνωριμία με το συγγραφέα του. Είναι πολύ χρήσιμο λοι-
πόν σε κάθε άνθρωπο της εποχής μας να γνωρίσει τον Stephen
Hawking, τον επιστήμονα και τον άνθρωπο. Και να τον σκέφτε-
ται στις δυσκολίες της ζωής. Είναι ευχής έργο που το ελληνικό
αναγνωστικό κοινό έχει στη διάθεση του το βιβλίο του Hawking
μέσα σε ένα εξάμηνο από την κυκλοφορία του στην αγγλική, σε
μια επιμελημένη μετάφραση και έκδοση.
Βασίλης Κ. Ξανθόπουλος
Οκτώβριος 1988
Ηράκλειο Κρήτης