O χρόνος που μετράει ένα ρολόι είναι «κβαντωμένος», δηλαδή λαμβάνει συγκεκριμένες μόνο τιμές, και όχι όλες. Είναι σαν να έχει κοκκώδη υφή, να σύγκεται δηλαδή από διακριτούς κόκκους, και όχι από μια συνεχή επιφάνεια. Αυτό είναι το πιο ιδιάζον χαρακτηριστικό της κβαντικής μηχανικής, και από αυτό ακριβώς λαμβάνει την ονομασία της: τα «κβάντα» είναι στοιχειώδεις κόκκοι, η ελάχιστη ποσότητα κατά την οποία μπορεί να μεταβληθεί κάποιο φυσικό μέγεθος. Για όλα τα φαινόμενα υπάρχει μια ελάχιστη κλίμακα. Για το βαρυτικό πεδίο, αυτή είναι η «κλίμακα Πλάνκ».

Ο ελάχιστος χρόνος ονομάζεται «χρόνος Πλανκ». Η τιμή του μπορεί να εκτιμηθεί εύκολα αν συνδυάσουμε τις σταθερές που χαρακτηρίζουν φαινόμενα υποκείμενα στη σχετικότητα, τη βαρύτητα και την κβαντική μηχανική (την ταχύτητα του φωτός c, τη σταθερά του Νεύτωνα G και τη σταθερά του Πλανκ ).
Από κοινού, αυτές δίνουν μια τιμή ίση με 10^-44 δευτερόλεπτα: ένα εκατοστό του εκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού ενός τρισεκατομμυριοστού ενός τρισεκατομμυριοστού ενός δευτερολέπτου. Αυτός είναι ο χρόνος Πλανκ: σε αυτή την εξαιρετικά μικρή κλίμακα, οι κβαντικές επιδράσεις στον χρόνο γίνονται έκδηλες.

Ο χρόνος Πλανκ είναι μικρός, πολύ μικρότερος απ’ ότι μπορούν σήμερα να μετρήσουν τα διαθέσιμα ρολόγια μας. Είναι τόσο μικρός, ώστε δεν θα πρέπει να εκπλαγούμε αν «εκεί κάτω», σε μια τόσο μικροσκοπική κλίμακα, η έννοια του χρόνου παύει να αληθεύει. Γιατί θα πρέπει να το κάνει; Τίποτε δεν ισχύει παντού και πάντα. Αργά ή γρήγορα, πάντοτε ανακαλύπτουμε κάτι καινούργιο.

Η «κβάντωση» του χρόνου συνεπάγεται ότι δεν υπάρχουν όλες οι τιμές του χρόνου t. Εάν μπορούσαμε να μετρήσουμε τη διάρκεια ενός χρονικού διαστήματος με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια, θα βρίσκαμε ότι ο χρόνος που μετράμε λαμβάνει συγκεκριμένες μόνο, ειδικές τιμές. Δεν μπορούμε να εκλάβουμε την χρονική διάρκεια ως συνεχή ποσότητα. Στην πραγματικότητα είναι ασυνεχής: δε ρέει ομαλά αλλά μοιάζει να μεταπηδά, σαν καγκουρό, από την μια τιμή στην άλλη.

Με άλλα λόγια, υπάρχει ένα ελάχιστο διάστημα χρόνου. Κάτω από αυτό, δεν υφίσταται καν η έννοια του χρόνου – ακόμα και στην πιο θεμελιώδη σημασία της.

Φαίνεται λοιπόν πως τα ανά τους αιώνες ποτάμια μελάνης, από τον Αριστοτέλη μέχρι τον Χάιντεγκερ, σχετικά με τη φύση του «συνεχούς», πήγαν χαμένα. Η έννοια της συνέχειας δεν είναι παρά ένα τέχνασμα των μαθηματικών προκειμένου να μελετούν πράγματα εξαιρετικά λεπτόκοκκης υφής. Ο κόσμος δεν είναι συνεχής, αλλά με έναν λεπτό τρόπο διακριτός. Ο καλός Κύριος δε σχεδίασε τον κόσμο τραβώντας συνεχείς γραμμές, αλλά με χρωματικές «πιτσιλιές», σαν τις στιγματογραφίες του Ζωρζ Σερά.

Η κβάντωση είναι πανταχού παρούσα στη φύση: το φως αποτελείται από φωτόνια, τα σωματίδια του φωτός. Τα ηλεκτρόνια στα άτομα μπορούν να λάβουν συγκεκριμένες τιμές ενέργειας. Ο καθαρότερος αέρας έχει κοκκώδη υφή, όπως και η πυκνότερη ύλη. Άπαξ και κατανοηθεί ότι ο χώρος και ο χρόνος του Νεύτωνα είναι φυσικές οντότητες όπως όλες οι άλλες, αβίαστα υποθέτει κανείς ότι είναι επίσης κβαντισμένες. Και η θεωρία επιβεβαιώνει την ιδέα: η κβαντική βαρύτητα βρόχων προβλέπει ότι τα στοιχειώδη χρονικά άλματα είναι μεν μικρά, ωστόσο πεπερασμένα.

Η ιδέα ότι ο χρόνος μπορεί να έχει κοκκώδη υφή, ότι μπορεί να υπάρχουν ελάχιστα χρονικά διαστήματα, δεν είναι καινούργια. Υποστηρίχθηκε τον δέκατο έβδομο αιώνα από τον Άγιο Ισίδωρο της Σεβίλλης, στην Ετυμολογία του, και τον επόμενο αιώνα από τον Σεβάσμιο Βέδα σε έργο με τίτλο De Divisionibus Temporum, ή αλλιώς: «Περί των Διαιρέσεων του Χρόνου». Τον δωδέκατο αιώνα, ο σπουδαίος φιλόσοφος Μαϊμονίδης γράφει: «Ο χρόνος αποτελείται από άτομα, δηλαδή από πολλά μέρη που δεν μπορούν να διαιρεθούν περαιτέρω, λόγω της μικρής τους διάρκειας». Η ιδέα πιθανότατα χρονολογείται ακόμα παλαιότερα: η απώλεια των πρωτότυπων κειμένων του Δημόκριτου δε μας επιτρέπει να γνωρίζουμε εάν υπήρχε ήδη στην κλασική αρχαιο-ελληνική ατομική θεωρία. Η αφηρημένη σκέψη προοιωνίζεται, αιώνες πριν, υποθέσεις που βρίσκουν χρήση στην επιστημονική έρευνα – ή επιβεβαιώνονται από αυτήν.

Το χωρικό αντίστοιχο του χρόνου Πλάνκ είναι το μήκος Πλάνκ: το ελάχιστο όριο κάτω από το οποίο η έννοια του μήκους παύει να έχει νόημα. Το μήκος Πλάνκ ισούται περίπου με 10^-33 εκατοστά, ή αλλιώς, με ένα εκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του δισεκατομμυριοστού ενός δισεκατομμυριοστού του χιλιοστού. Όταν ήμουν νέος, στο πανεπιστήμιο, με σαγήνευσε το πρόβλημα του τι συμβαίνει σε αυτή την εξαιρετικά μικρή κλίμακα. Στο κέντρο μιας μεγάλης κόλλας ζωγράφισα με κόκκινο χρώμα ένα αστραφτερό:

Το κρέμασα ψηλά στο δωμάτιό μου στην Μπολόνια και αποφάσισα ότι ο στόχος μου θα ήταν να κατανοήσω τι συμβαίνει εκεί κάτω, στη μικρότερη κλίμακα όπου ο χρόνος και ο χώρος παύουν να είναι αυτό που είναι – τι συμβαίνει όταν φτάνουμε στα στοιχειώδη κβάντα του χώρου και του χρόνου. Μετά αφιέρωσα την υπόλοιπη ζωή μου στην προσπάθεια να τα καταφέρω.

απόσπασμα από το βιβλίο του Carlo Rovelli, «H ΤΑΞΗ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ», εκδόσεις Πατάκη

Κατηγορίες:ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ, ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ, ΦΥΣΙΚΗ

Ετικέτες: Carlo Rovelli, ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ ΤΗΣ ΕΒΔΟΜΑΔΑΣ, PHYSICS