Hiperprzestrzeń. Wszechświaty równoległe, pętle czasowe i dziesiąty wymiar

Wolno myślące naleśniki

Wszechświat dziesięciowymiarowy, wszechświaty równoległe i tunele czasoprzestrzenne, wehikuły czasu i podróże międzygalaktyczne z prędkością bliską prędkości światła – to wszystko atrybuty literatury science fiction. Michio Kaku, profesor fizyki z Uniwersytetu w Nowym Jorku, nie wstydzi się przyznać do lektury Asimova czy Heinleina, często posługuje się przykładami z ich utworów.

„Hiperprzestrzeń” przedstawia dzieje myśli ludzkiej dążącej do zdefiniowania w jednej zunifikowanej teorii wszystkich sił obserwowanych w naturze: od teorii pola Faradaya, poprzez nieeuklidesową geometrię Riemanna, szczególną i ogólną teorię względności Einsteina, piąty wymiar Kaluzy-Kleina aż do teorii superstrun Wittena. Prof. Kaku twierdzi, że prawa natury stają się prostsze w wyższych wymiarach, co wynika z obliczeń fizyków i matematyków. W ten sposób od krainy Płaszczaków Helmholtza dochodzimy do fascynującej teorii wszechświatów równoległych Hawkinga. Naukowcy potrafią dziś opisać i odtworzyć historię naszego wszechświata, poczynając od Wielkiego Wybuchu, kiedy to dziesięciowymiarowy wszechświat rozpadł się na dwa: cztero- i sześciowymiarowy. Nasz – ten czterowymiarowy – rozrósł się kosztem sześciowymiarowego, który „zwinął się” w kulkę tak małych rozmiarów (10–33 centymetra, tzw. długość Plancka), że żaden eksperyment – przy zastosowaniu energii i techniki, jakimi dysponujemy – nie jest w stanie wykryć jego obecności. Uczeni podejrzewają jednak, że kiedy ludzkość opanuje Drogę Mleczną (tzw. cywilizacja typu III, wg Kardaszewa), będzie dysponować energiami, które umożliwią nie tylko to, ale również zapobieżenie wielu katastrofom, jakie czekają naszą planetę i galaktykę w odległej przyszłości. Fizycy poważnie zastanawiają się, czy ludzkości uda się uciec przed śmiercią wszechświata (bo, że ma ona nastąpić, to jest już pewne).

Osiągnięcia uczonych intrygują i przerażają jednocześnie, gdyż uzmysławiają ogrom naszej niewiedzy i bezradności. Przypomina się obrazek, jakim posłużył się Einstein opisując próbę „dogonienia” prędkości światła. Prędkość światła jest zawsze stała, niezależnie od tego, jak szybko sami się poruszamy, gdyż im szybciej podróżujemy, „tym wolniej tykają nasze zegarki i tym krótsze stają się nasze linijki”. A nie dostrzegamy tego efektu dlatego, że wówczas umysł nasz też pracuje wolniej, a ciała stają się cieńsze. Obok fascynacji – bojaźń i drżenie…

FA 3/1996

Czy Bóg Istnieje? Czy jeśli istnieje, to czy ma Matkę, a jeśli jej nie ma to czy w takim razie istniał, istnieje i będzie istniał wiecznie? Czy Wszechświat czeka śmierć z powodu ciągłego rozszerzania się, czy może zapadnie się implodując w punkt o nieskończonej grawitacji, stając się ponownie ściśniętą do długości Plancka osobliwością? Dlaczego światło jest falą, skoro kosmiczna próżnia jest ośrodkiem, w którym nie ma niczego co wzbudzałoby siebie lub coś i wywoływało fale? Czy istnieją wyższe wymiary, równoległe światy lub nawet półświaty gdzie po śmierci wędrują ludzkie dusze? Na te i masę innych naukowo-filozoficznych zagwozdek nurtujących każdego z nas, postanawia odpowiedzieć Michio Kaku jeden z tych fizyków teoretyków - specjalistów od Teorii Superstrun i jednocześnie wybitny futurolog, który swoimi ideami wyjaśniającymi możliwy rozwój technologiczny i skok cywilizacyjny ludzkości w ciągu najbliższych kilkuset lat, przyciąga miłośników naukowej fantastyki, wszystkich sceptyków i laików. W swojej Książce ,,Hiperprzestrzeń, wszechświaty równoległe, pętle czasowe i dziesiąty wymiar" wymieniając skomplikowane naukowe teorie z przykładami z życia codziennego, specjalista ten znakomicie uzmysławia nam w jak rozległym, tętniącym własnym kosmicznym rytmem Wszechświecie egzystujemy. Nie jesteśmy Panami wszelkiej rzeczywistości, a Wszechświat powstał dla istoty ogólnego pojęcia życia. Warto zadawać sobie takie pytania i być ciekawym natury otaczającej nas Wszechrzeczy. Zresztą ciekawość to rzecz ludzka, zaleta jak i niestety przywara.

We wszystkich książkach Michio Kaku, które przeczytałem fizyk ten nie ogranicza się po prostu tylko do „fizyki” – swojej wąskiej dziedziny, chemii czy nowoczesnych i zawiłych ,,superteorii" wyjaśniających funkcjonowanie świata na poziomie subatomowym, dużo mniejszym niż podstawowe cząstki elementarne. Lubi on wplatać przykłady ze swojego życia, doświadczeń innych specjalistów oraz konfrontować dane zagadnienia z innymi dziedzinami nieszczególnie ,,eksperymentalnymi" : historią, etyką, biologią, filozofią itp. Świadczy to o jego różnorodności jako człowieka z potężnym bagażem wiedzy, profesora nauki ścisłej, niezamykającego się w wąskim spektrum swoich badań. Nie ukrywam, że jednym z moich marzeń byłoby znaleźć się kiedyś na jego wykładzie i zadać mu kilka pytań, porozmawiać, doświadczyć jak myśli tak wyjątkowy, żyjący do pasji nauką człowiek.

Niniejsza książka jest pierwszą tak mocno futurystyczną pozycją popularno – naukową w autorskim dorobku Michio Kaku. Tak jak jego kolejne późniejsze pozycje, tak i dzieło: ,,Hiperprzestrzeń, wszechświaty równoległe, pętle czasowe i dziesiąty wymiar" zaczyna się od krótkiego wprowadzenia i wytłumaczenia czytelnikowi jego budowy, tzn. ilości rozdziałów, podrozdziałów i ogólnego streszczenia o czym one będą. Nie da się ukryć, że jest to bardzo dobre rozwiązanie, gdyż nie dość, że taki wstęp pisany jest „ludzkim” językiem a nie naukowym bełkotem, to zachęca on i świadczy o autorze jako wybitnym, oddanym sprawie człowieku, który do swojej powinności – popularyzatora nauk ścisłych, przykłada się należycie. Nie traci też głowy, bo przecież dla innych jest przyjacielem, kolegą, czy kumplem od piwa.


Wielu fanów, miłośników science-fiction czy nawet komiksowych geeków spotkało się z twórczością Kaku dosyć przypadkowo. Futurolog ten jest bowiem często gościem programów popularno-naukowych, a swego czasu prowadził nawet własny: ,,Fantastyka w Laboratorium” produkcji Discovery Channel. To w nim próbował konfrontować filmową fikcję z nauką i sprawdzić czy Miecze Świetlne z „Gwiezdnych Wojen” mogłyby być kiedykolwiek skonstruowane i czy np. tak bardzo powszechny i podstawowy, napędzający Krążowniki galaktyczne Federacji: "napęd Warp" ze ,,Star Treka” zostałby kiedykolwiek skonstruowany? Czy aby na pewno pozwoliłyby na to prawa Fizyki? To dopiero początek genialnej myśli Michio Kaku, sposobu wykorzystania nauki do ostatniego pomysłu, i wychodzenia daleko w przyszłość ze swoimi ideami, pokazywania możliwego rozwoju ludzkości, osiągnięcia odpowiedniego stopnia rozwoju cywilizacyjnego, opartego o realne naukowe możliwości.


Podstawowym motywem przewodnim w omawianej książce Kaku – specjalisty od teorii strun, supergrawitacji i fizyki teoretycznej jest Hiperprzestrzeń. Ta szeroka naukowa dziedzina zaczyna się już od pierwszych stron niniejszego dzieła, na których autor zaprezentował przykłady ze swojego dzieciństwa. Otóż poprzez prosty przykład obserwowania rybek w japońskim Ogrodzie Botanicznym w San Francisco i zrozumienia, że stworzonka te nie znają innego Wszechświata oprócz swojego i nawet gdyby były rozumne to nie dopuszczałyby myśli o istnieniu przestrzeni ponad nimi wypełnionej powietrzem, kilkuletni Michio zastanawiał się czy istnieje druga Ziemia, wyższa przestrzeń, którą człowiek tak jak rybki w akwarium może nigdy by nie zaobserwował. I tak sympatyczny dzieciak – Amerykanin japońskiego pochodzenia został naukowcem. Zakochał się w ogromnym, ciekawym Wszechświecie, czego dowodem było stworzenie w wieku kilkunastu lat Betatronu – urządzenia, które wytwarzało pole magnetyczne 20 tysięcy razy większe niż ziemskie, pozwalające na przyspieszenia wiązki elektronów do ogromnych prędkości. Pasją Michio zaczął zdobywać świat. Najpierw Liceum, studia, a w końcu profesura na Uniwersytecie Nowojorskim. Nie skończył na siedzeniu na ,,stołku” – piastowaniu bezpiecznego stanowiska i prowadzeniu tylko ćwiczeń oraz wykładów dla Studentów. Kaku działał i obecnie działa aktywnie, pragnie wzbudzać ducha nauki u każdego z nas, zainteresować fizyką, chemią astronomią, tak by szczególnie młode osoby nie postrzegały tych dziedzin wiedzy jako typowo ciężkich, przepełnionych równaniami i przepalających zwoje mózgowe rozwiązań molochów. Dzięki książce takiej jak niniejsza pozycja, nad którą teraz deliberuję, zacząłem szerzej patrzeć i dokładniej rozumieć fascynujący mnie Wszechświat, zarówno ten oparty o fizykę klasyczną – w makroskali, jak i ten, który paradoksalnie sprawuje pieczę nad wszystkimi siłami we Wszechświecie – oparty na mechanice kwantowej mikroświat.


Pierwszym z bardzo ważnych wywodów Kaku zawartych w niniejszym popularno-naukowym dziele jest stwierdzenie, że prawa natury są prostsze w wyższych wymiarach, tzn. trójwymiarowe teorie są – te w miarę proste i podstawowe – naprawdę zbyt ciasne by można było opisać w nim siły rządzące Wszechświatem. W ten sposób ów futurolog wprowadza nas w swoją główną książkową tematykę – tłumaczy konieczność istnienia więcej niż trzech wymiarów przestrzennych w rzeczywistości, w której egzystujemy. Idąc tym tropem warto zwrócić uwagę na fragment powieści Edwina A. Abbotta, którą naukowiec przytacza w niniejszym wydaniu. Opisuje w skrócie krainę płaszczaków, dwuwymiarowych istot, których świat jak i one same składają się z długości i szerokości. Trzeci wymiar czyli głębokość lub wysokość jest im nieznany. Jak takie stworzenia widziałyby np. palec nagle wetknięty w ich płaską powierzchnię na której egzystują? Byłyby to pierw małe a później co raz większe pulsujące okręgi. A jak my doświadczalibyśmy istoty z 5-ego wymiaru, która swym ,,dotykiem” weszłaby w naszą trójwymiarową macierz? Pulsujące obłoki materii, fluktuujące dziwne kształty czy falowanie przestrzeni? Zobaczylibyśmy tylko jej mgliste wyobrażenie, gdyż ludzki mózg jest tak skonstruowany, że nie pozwala nam wyobrazić sobie i zobaczyć czegokolwiek w wyżej niż trzech wymiarach.

Michio Kaku na zagadnieniu hiperprzestrzeni tej książki nie kończy. Omawia powstanie i ewolucję teorii superstrun, supergrawitacji i poszukiwania przez naukowców z całego świata takiej teorii, która unifikowałaby Elektromagnetyzm, Silne i Słabe oddziaływania jądrowe oraz Grawitację w jeden aparat wyjaśniający istotę całego Wszechświata. W Części III i IV futurolog przedstawia nam rolę czarnych dziur jako potencjalnych bram do innych światów i wymiarów, podróże w czasie i paradoksy z nimi związane oraz przyszłość wszechświata i los ludzkiej Cywilizacji, która być może kiedyś sięgnie gwiazd i stanie się, tak jak Zjednoczona Federacja Planet ze „Star Treka” wspólnotą co najmniej typu II wg. skali Kardaszowa.

Michio Kaku we właściwy sobie, przystępny i zrozumiały sposób opisuje prawa rządzące Wszechświatem, które na współczesnym etapie wiedzy pozostają tylko w sferze fizyki teoretycznej. Jasno, krok po kroku, wyjaśnia, jak podstawowe siły działające w kosmosie – czyli grawitacja, elektromagnetyzm oraz silne i słabe oddziaływania jądrowe, tak bardzo rożne od siebie, stanowią jedną i tą samą siłę, unifikującą się w dziesięciu wymiarach. Wszechświat w którym żyjemy, i który stanowi teraz niewyobrażalnie wielką tajemnicę, tak naprawdę nie jest pełny. Naukowcy podejrzewają, że podczas Wielkiego Wybuchu, 15–20 miliardów lat temu, kosmiczna eksplozja spowodowała rozczepienie się dziesięciu wymiarów do czterech, które składają się na nasze Universum, oraz sześciu, które „zwinęły” się w kulkę, tak małą, że nie można ich już wykryć. Rozmiar tych skręconych wymiarów nazywany jest długością Plancka, która jest 100 miliardów miliardów razy mniejsza od średnicy protonu!

Kaku, wyjaśnia, jak wiedza o budowie i prawach fizycznych tworzących Wszechświat, jest niezbędna do zapewnienia przetrwania gatunku ludzkiego. Naturalnie, należy tu myśleć w skali kosmicznej, czyli mierzyć czas w miliardach lat. Niestety, wszystko wcześniej czy później dąży do entropii. Za kilka miliardów lat umrze nasze Słońce, a za kilkanaście cały Wszechświat. Nawet protony i elektrony wewnątrz jąder atomów, z których jesteśmy zbudowani, ulegną rozpadowi. Być może wtedy jedynym ratunkiem dla przetrwania intelektu (bo trudno tu mówić o człowieku w dzisiejszej postaci), będzie możliwość manipulowania innymi wymiarami i ucieczka w Hiperprzestrzeń do innego Universum...

Nie jestem "ścisłowcem", a fizyka i matematyka, nigdy nie były moją mocną stroną. Jednak książka skutecznie pochłonęła moją uwagę i ani przez chwilę nie znudziła. Poza tym, jest to świetny trening dla mózgu, gdy próbujemy myśleć w skali Plancka, albo też odwrotnie - parseków. Polecam wszystkim, którzy są ciekawi budowy świata i nie boją się trochę pogimnastykować umysłu.