Fyzik se vydává hledat náš původ

Foto: Ramaz Bluashvili/Pexels

Experimentalista nabízí rozsáhlé dějiny vesmíru ve vědě a kultuře

Fyzik Guido Tonelli strávil desetiletí konstrukcí složitých přístrojů, které zkoumaly záhady hmoty. Jako součást jednoho ze dvou hlavních experimentů ve Velkém hadronovém urychlovači poblíž Ženevy ve Švýcarsku (2012), když skupina oznámila objev Higgsova bosonu – dlouho hledané elementární částice, která všem ostatním dodává hmotu, píše server Nature.

Nyní Tonelli obrátil svůj pohled od velmi malého k velmi velkému, historii vesmíru. Jeho ambice zahrnují vědecké poznatky, umění, filozofii a náboženství. Genesis není kniha jen o vesmíru měřeném obřími teleskopy a urychlovači částic. Je to také příběh o lidských výkladech počátku a vývoje stvoření.

Mnoho dalších fyziků, od Stephena Hawkinga po Jannu Levinovou, prozkoumalo tento prostor v populárním psaní. Většina vychází vstříc anglofonnímu publiku. Tonelliho příspěvek, bestseller v jeho rodné Itálii, má jinou příchuť. Kombinuje humanistický přístup, o který se opírá mnoho italského vzdělání, s vědeckými fakty získanými z kariéry experimentátora.

Tonelli tvrdí, že hledání původu vesmíru vychází z potřeby lidí zakořenit. Jeho biblický titul přikyvuje myšlence, že současné vědecké chápání je součástí mnohem širší kulturní historie. A obraz stvoření vytvořený vědou jednadvacátého století je stejně úžasný a tajemný jako jakýkoli starověký mýtus.

Jeho výchozím bodem je Hésiodova Theogonie, báseň z doby kolem roku 700 před Kristem o narození řeckých bohů. Na začátku byl chaos. Tonelli používá „chaos“ v jeho původním smyslu – propast nebo prázdnotu tak obrovskou, že by mohla pohltit a obsáhnout vše – spíše než v jeho modernější konotaci nepořádku. Stejně jako ticho lze chápat jako superpozici zvukových vln v opačné fázi, které se navzájem ruší, prázdnota může hostit neomezené množství hmoty a antihmoty, přesto má čistou energii nulovou. Vesmír se zrodil před 13,8 miliardami let z náhodné kvantové fluktuace v této prázdnotě.

Nejprve přišla neuvěřitelně rychlá inflace, díky níž se vesmír zvětšoval. Následovalo ochlazení, ve kterém se objevily hierarchie sil, symetrie, částice, černé díry, hvězdy a galaxie. Každá kapitola představuje „den“ v Tonelliho genezi a zachycuje důležitou fázi, kdy vesmír získal strukturu. Zde leží fenomény jako baryogeneze (záhadný proces, který vedl k asymetrii mezi hmotou a antihmotou). Prvotní polévka kvarků a gluonů, z nichž se zrodily stavební kameny atomů; a oddělení hmoty od záření.

Hmota a mytologie

Tonelli odkazuje na všechny druhy mytologie a literárních zdrojů. Pečlivě také vysvětluje, jak vědci dospěli ke svým závěrům. Kapitola o Velkém třesku popisuje práci badatelů včetně Alberta Einsteina, Georgese Lemaîtra a Henrietty Swan Leavittové a odkazuje na hinduistické božstvo Šivu, buddhistickou doktrínu prázdnoty neboli Śūnyatā a povídku Jorge Luise Borgese z roku 1945 ‚Aleph‘. . Přestože jsou koncepční skoky mezi vědeckými detaily a kulturními referencemi fascinující, je náročné je sledovat.

Popis Higgsova bosonu a jeho základní důležitosti pro vývoj struktury vesmíru a naše chápání tohoto je pro Tonelliho jednoznačně domovem. Vytváří hluboká a přehledná spojení s pojmy, jako je spontánní narušení symetrie, proces, jehož prostřednictvím fyzický systém vstupuje do stavu s nejnižší energií tím, že zdánlivě ignoruje všechny ostatní možné stavy se stejnou symetrií. A kapitoly o vzniku a struktuře hvězd a galaxií jsou strhující, bylo by radost je poslouchat a dívat se na hvězdnou oblohu.

Přesto Tonelli nechává mezeru mezi velmi malým a velmi velkým. Vzhledem k tomu, že velká část jeho příběhu se týká přeměny hmoty napříč fázemi. Je zarážející, že nemá žádné explicitní spojení s odvětvími fyziky vyvinutými k pochopení těchto jevů, jako je teorie fázových přechodů, která vysvětluje strukturální přeskupení, když se voda stává led. Toto opomenutí odhaluje kulturní mezeru ve fyzice. Ale některým průkopnickým fyzikům, jako jsou Robert Brout, Murray Gell-Mann a Ken Wilson, se podařilo propojit fyziku částic s vysokou energií s její „nízkoenergetickou“ sestřenicí kondenzované hmoty. Tonelli tu chybí trik.

Nakonec je však jeho cílem překlenout mnohem širší propast. Tu mezi vědou a humanitními obory. Pro Tonelliho vše ve vývoji vesmíru, kultury a lidských podmínek vyplývá z potřeby porozumět našemu původu. Příběhy nám umožňují pochopit prázdnotu, ze které vše začalo. Je příhodné, že jeho vlastní příběh je složitý, tajemný a občas i chaotický, trochu jako samotný vesmír.

Zdroj: Nature