Iz knjige Mičio Kaku: PARALELNI SVETOVI.

Knjigu možete poručiti ovde

prethodni deo:
SVEMIR NI IZ ČEGA

Kako bi mogli da izgledaju drugi univerzumi?

Ideja multiverzuma je privlačna, jer je dovoljno da pretpostavimo kako do spontanog iznicanja svemira dolazi nasumično. Nikakve druge pretpostavke nisu potrebne. Fizičke konstante svemira izniklog iz postojećeg sve mira razlikuju se od roditeljskih, što stvara drugačije fizičke zakone. Ako je to tačno, iz svakog kosmosa može izroniti čitava nova realnost. Ali, to nas navodi na zanimljivo pitanje: kako izgledaju ti drugi univerzumi? Da bismo razumeli fiziku paralelnih univerzuma najbitnije je da razumemo kako se svemiri stvaraju, odnosno, kako tačno dolazi do spontanog iznicanja.

Kada se svemir rodi i spontano iznikne, narušava se i simetrija prvobitne teorije. Fizičar lepotu vidi u simetriji i jednostavnosti. Ako je teorija divna, to znači da ima moćnu simetriju kojom se može objasniti ogromna količina podataka na najsažetiji, najekonomičniji način. Preciznije rečeno, jednačina se smatra lepom ako se ne menja kada se njene komponente razmene. Velika prednost nalaženja skrivenih simetrija prirode je to što možemo da pokažemo kako su naizgled različiti fenomeni zapravo manifestacije jedne iste stvari, povezane simetrijom. Na primer, možemo da pokažemo da su elektricitet i magnetizam dva aspekta istog objekta, jer postoji simetrija koja može jedan od tih fenomena da zamenim drugim u okviru Maksvelovih jednačina. Slično tome, Ajnštajn je pokazao da relativizam može prostor da zameni vremenom i obrnuto, jer oba su deo istog objekta, tkanja prostorvremena.

Prisetite se snežne pahulje sa njenom šestostranom simetrijom, izvorom beskrajne fascinacije. Suština njene lepote je u tome da ostaje ista ako je obrnemo za 60 stepeni. To znači i da svaka jednačina koju napišemo u opisu pahuljice mora da odražava tu činjenicu, odnosno njenu nepromenljivost i pored rotacija za celobrojni umnožak koraka od 60 stepeni. Matematički izraženo, pahuljica ima simetriju C6.

Simetrije, dakle, otkrivaju skrivenu lepotu prirode. Ali, realna situacija danas je takva da su simetrije užasno narušene. Četiri velike sile svemira uopšte ne liče jedna na drugu. Zapravo, kosmos je pun nepravilnosti i defekata; okružuju nas fragmenti izvorne, prapočetne simetrije raznesene Velikim praskom. Zato je ključ za razumevanje mogućih paralelnih univerzuma uvid u suštinu narušavanja simetrije – odnosno, otkrivanje kako su se ove simetrije mogle narušiti posle Velikog praska. Fizičar Dejvid Gros je rekao: „Tajna prirode je simetrija, ali veliki deo tkanja svemira postoji usled mehanizama narušavanja simetrije.“

Zamislite kako se predivno ogledalo razbija na hiljade delića. Dok je bilo čitavo, ogledalo je imalo visok stepen simetrije. Mogli ste ga okrenuti za bilo koji ugao, a ipak bi odbijalo svetlost na isti način. Ali, zajedno sa ogledalom razbijena je i izvorna simetrija. Odredimo li kako se tačno simetrija narušava, odredićemo način na koji će se ogledalo razneti na komade.

Narušavanje simetrije

Da biste to uvideli, razmislite o razvoju embriona. U ranim etapama, nekoliko dana po začeću, embrion čini savršena sfera identičnih ćelija. Izgleda isto kako god ga okretali. Fizičari kažu da embrion u toj fazi ima simetriju O(3), odnosno, isti je ma kako ga okretali i po bilo kojoj osi.

Embrion je predivan i elegantan, ali je i prilično beskoristan. Kao savršena sfera, ne može da obavlja nikakve korisne funkcije niti da ulazi u interakcije sa okruženjem. Međutim, simetrija embriona s vremenom se narušava, razvijaju se majušni glava i torzo, tako da podseća na kuglaški čunj. Iako je prvobitna sferna simetrija narušena, embrion ima zaostalu simetriju: ako ga obrćemo oko njegove ose, ostaje isti. Dakle, reč je o cilin- dričnoj simetriji. Matematičkim jezikom, prvobitna simetrija O(3) sfere svedena je na simetriju O(2) cilindra.

Međutim, simetrija O(3) mogla se narušiti na drugačiji način. Na primer, morska zvezda nema cilindričnu ili bilateralnu simetriju, već, po 84

narušavanju sferične simetrije, stiče simetriju C5 (ostaje ista po rotaci- jama za 72 stepena), zbog čega ima oblik petokrake zvezde. Dakle, način na koji se simetrija O(3) narušava određuje oblik organizma kad se rodi.

Slično tome, naučnici smatraju da je kosmos započeo u stanju savršene simetrije, sa sve četiri sile objedinjene u jedinstvenu silu. Vasiona je bila predivna, simetrična, ali prilično beskorisna. Život kakav pozna- jemo ne bi mogao da postoji u ovakvom savršenom stanju. Da bi se stvorila mogućnost postojanja života, simetrija kosmosa je morala da se naruši dok se on hladio.

U nastavku: Simetrija i standardni model

prethodni deo:
SVEMIR NI IZ ČEGA