Lucrul cel mai greu de inteles despre Univers
                             este ca poate fi inteles !
                                                   ( Albert Einstein, Cum vad Lumea)

Orice fel de religie am impartasi, a vorbi despre legile fizicii ca despre gandirea lui Dumnezeu e o metafora irezistbila. Datorita sucesului teoriilor stiintifice in descrierea evenimentelor, majoritatea oamenilor au ajuns sa creada ca Dumnezeu a permis universului sa evolueze conform unui set de legi si nu intervine in univers pentru a incalca aceste legi. Imaginea universului, care a inceput foarte fierbinte si s-a racit pe masura ce s-a extins, este in concordanta cu toate dovezile experimentale din astofizica pe care le avem astazi. Un univers in expansiune nu exclude posibilitatea unui creator, dar introduce limitari asupra momentului cand el ar fi putut sa faca acest univers.

Astazi dovezile in favoarea notiunii de Big Bang sunt coplesitoare. Folosind imaginea Big Bang-ului se poate calcula dimensiunea universului vizibil. Suntem in masura sa reconstituim in detaliu istoria universului pornind de la o stare intiala fierbinte si densa. Putem reconstitui modul prin care din aceasta stare initiala s-au format atomii, elementele, galaxiile, stelele si universul pe care il vedem astazi.

Fizicienii se straduiesc, prin cercetarile lor asupra particulelor elementare si asupra stelelor, sa descopere legi care devin din ce in ce mai coerente si mai generale. Imi place sa spun ca, studiind legile dupa care functioneaza lumea, studiem lucrarea lui Dumnezeu. Cunoscand aceste legi am putea intra in posesia cartii in care sunt scrise regulile care guverneaza stelele, muntii si tot restul universului. E firesc deci sa numim aceste legi “gandirea lui Dumnezeu“. Unul dintre cei mai influenti teologi si filozofi ai secolului XX, americanul Paul Johannes Tillich, a observant candva ca intre oamenii de stiinta numai fizicienii par sa poata vorbi fara stanjeneala despre “gandirea lui Dumnezeu”.
Cu mai multi ani in urma am ajuns in America de Sud, pentru o vizita de lucru la un renumit institut de cercetari nucleare. A fost o experienta extraordinara. Seara paraseam camera hotelului pentru lungi plimbari pe malul lacului din vecinatate ca sa-mi adun gandurile privind activitatea din timpul zilei si programul care urma. Dar uneori, privind cerul instelat si oglinda lacului din apropiere, imi era imposibil sa ma gandesc la altceva decat la intinderea fara sfarsit a Universului si la legile fizicii care-l guverneaza.
Cea mai minunata priveliste de aici a fost pentru mine cerul sudului in noptile fara luna. Cerul sudului este mai bogat decat al emisferei nordice, cu care sunt eu obisnuit si, este aproape lipsit de poluare luminoasa. Privelistea Caii Lactee care se intinde atat de clar de-a lungul cerului iti da fiori si te face sa meditezi la soarta planetei noastre in imensitatea Universului. Omul si viata in general iti par irelevante pentru functionarea Universului;doar o pata de apa, grasime si carbon pe o planeta minuscula ce se roteste in jurul unei stele fara vreo importanta deosebita.
Stand acolo, in lumina stelelor Tarii de Foc, m-am gandit cat de norocosi suntem noi, oamenii. Viata e fragila. Ea se dezvolta doar intr-un interval ingust de temperatura, intre inghet si fierbere. Ce noroc ca planeta noastra se afla exact la distanta potrivita de Soare: putin mai departe, si moartea vesnicei ierni antartice ar domni pretutindeni; putin mai aproape, si suprafata ar arde literalmente tot ce ar atinge-o.
Si la fel de evident e faptul ca depindem de Soare si de energia sa. Planeta noastra primeste de la Soare 1,99 calorii pe minut si pe centimetru patrat, exact atat cat este necesar pentru intretinerea vietii.
De fapt trebuie sa fim recunoscatori pentru mult mai multe decat pentru temperatura Pamantului. Fara cantitatile potrivite de carbon, oxygen, azot si alte elemente, un climat temperat ar fi fost inutil. Dar, mai presus de toate, sunt insesi legile fizicii. Se pare ca ingerul nostru pazitor ne-a dat nu numai o planeta fertila pe care sa traim, dar a creat si regulile existentei-legile fizicii. Nu e nevoie decat de o mica schimbare in legile lui Newton si viata fie s-ar stinge instantaneu, fie nu ar fi aparut niciodata.
Legile fizicii sunt foarte exacte si utile, dar originea lor ramane un mister. Va fi foarte important sa avem o idee clara privind natura acestor legi, inainte de a putea incepe sa ne intrebam de ce exista legi. Cand fizicienii se angajaza in studiul universului ei tind sa ia de bun faptul ca legile fizicii sunt aceleasi peste tot in univers si ca toate constantele din fizica sunt absolut constante si cu adevarat aceleasi in orice parte a universului observat. Dovezi experimentale sugereaza acest lucru. Astofizicienii studiaza in mod curent lumina provenind de la atomii stelelor indepartate si izoleaza liniile spectrale emise sau absorbite de atomi aflati la foarte mare distanta. Relatiile dintre liniile spectrale individuale sunt complicate dar sunt intotdeauna aceleasi, indiferent de unde si de cand provine lumina. Deci, avem dovezi excelente ca legile fizicii sunt aceleasi in toate partile universului.
Legile fizicii incep cu o lista de particule elementare cum sunt electronii, cuarcii si fotonii, fiecare cu propietati specifice cum sunt masa, spinul, sarcina electrica. Acestea sunt particule din care sunt construite toate celelalte lucruri. Nimeni nu stie de ce lista este exact aceasta sau de ce propietatile acestor particule sunt asa cum sunt. Daca eliminam oricare din aceste particule (electronii, cuarcii sau fotonii) sau doar schimbam putin propietatile lor, chimia conventionala se prabuseste. Conform interpretarii reductioniste a fizicii particulelor elementare, toate fenomenele din natura –corpuri solide, lichide, gaze, materia vie, ca si cea lipsita de viata-se reduc la interactiile si ciocnirile permanente ale electronilor, fotonilor si nucleelor.
Legile fizicii, asa cum le cunoastem, sunt tocmai bune pentru noi, pentru existenta vietii. Se pare ca universul in care traim este foarte special. Pentru ca un univers sa dainuie miliarde de ani si sa contina ingredientele necesare vietii, este nevoie sa fie indeplinite anumite conditii: masele particulelor elementare si intensitatile fortelor fundamentale trebuie ajustate fin la valori apropiate de cele pe care le observam in prezent. Daca acesti parametrii ar fi in afara unor limite destul de inguste, universul nu ar fi prielnic vietii.
Este acest reglaj o simpla coincidenta? Sau este prevederea unui Creator binefacator? Parerea fizicienilor: nici una, nici alta. S-ar putea foarte bine sa existe o infinitate de universuri in care aceste constante fizice sa fie diferite. Noi am putea aparea (si ne aflam in mod firesc) doar intr-un univers cu combinatia de numere corecta pentru viata noastra. Nu trebuie sa fim surprinsi ca, in universul nostru, numerele par acordate in mod providential, oricum nu mai mult decat ne surprinde faptul ca ne aflam pe o planeta destul de speciala, a carei gravitatie poate retine atmosfera, unde temperatura permite existenta apei si care se roteste in jurul unei stele stabile si cu viata lunga.

Primul mare pas pe calea stiintei a fost demitizarea cerului. Cunoastem cu totii personajele cheie: Copernic, care a lansat ideea ca Pamantul nu se afla in centrul Universului, Galilei, care a facut ca spusele lui Copernic sa devina plauzibile, Bruno, care a intuit ca Soarele e doar una din nenumaratele stele si Newton care a demonstrat ca aceleasi legi ale miscarii si gravitatiei se aplica atat sistemului solar cat si corpurilor de pe Pamant. Observatia lui Newton ca aceiasi lege a gravitatiei determina atat miscarea Lunii in jurul Pamantului cat si caderea unui corp pe suprafata Pamantului a fost momentul cheie.
Viata la randul ei a fost demitizata. Chimistii au demonstrat inca din secolul trecut ca nu exista nici o piedica pentru a sintetiza in laborator substantele asociate vietii. Viata este desigur un proces chimic. Ceva din constructia atomilor ii face sa se lege intre ei in cele mai bizare combinatii cum ar fi giganticile molecule de AND si ARN, sute de proteine si multe alte.
Cum se face ca legile fizicii permit structuri extraordinar de complicate cum e AND-ul, care se mentin legate fara sa se comprime, sa se desfaca in parti sau sa se distruga in vreun fel? Intr-o oarecare masura e vorba de noroc. Mai presus de toate acestea, Charles Darwin si Alfred Russel au aratat ca minunatele insusiri ale corpurilor vii au putut evolua prin selectie naturala. Printr-o serie infinita de evenimente intamplatoare, atomii de carbon, azot, oxigen si hidrogen s-au unit pentru a constitui forme primitive de viata, care mai tarziu au evoluat devenind protozoare, pesti, oameni. Fiintele vii prezinta variatii transmisibile ereditar-unele utile, altele nu, iar acele organisme care poseda variatii utile tind sa supravietuiasaca si sa transmita aceste caracteristici progeniturilor. Acest lucru a fost explicat pe baza structurii moleculei de ADN, care serveste drept model pentru asamblarea proteinelor din aminoacizi. Molecula de ADN are forma unei spirale duble care stocheaza informatia genetica intr-un cod bazat pe sirul de unitati chimice de-a lungul celor doua lanturi ale spiralei. Informatia genetica e transmisa atunci cand spirala dubla se desface si fiecare din cele doua lanturi asambleaza o copie a sa. Variatiile transmisibile apar atunci cand anumite accidente modifica unitatile chimice care alcatuiesc lanturile spiralei.
Multe aspecte, odiniora misterioase, ale fiintelor vii, cum ar fi felul in care isi obtin energia (metabolism), se reproduc (ereditate), si percep mediul inconjurator (perceptie), le putem acum intelege pornind de la elementele de baza. Caci noi intelegem acum in detaliu felul in care moleculele, iar in ultima instanta, cuarcii, gluonii, electronii si fotonii-reusesc sa infaptuiasca toate astea. Sunt lucruri complicate pe care materia le poate face urmand legile fizicii. Dovezile sunt complesitoare si indiscutabile. Nu e onest sa le negi. E o prostie sa le ignori. Mintea, in toate aspectele ei, nu este decat comportamentul unui vast ansamblu de de celule nervoase si molecule asociate lor. Nimeni n-a descoperit vreodata in organismele biologice o putere mentala seperata de evenimentele fizice conventionale din corpul si creierul lor. Desi n-am ajuns inca la o intelegere deplina a felului in care funtioneaza mintea noastra, fizicienii si biologii, prin mii de experimente fine si precise, n-au trebuit sa faca vreodata concesii opiniei altora.

Astazi, fizica moderna ne arata ca ingredientele de baza ale realitatii fizice din universul in care traim sunt cateva principii si propietati. Aceste principii si propietati sunt exprimate prin ceea ce numim particule elementare si ne permit sa descriem felul in care functioneaza de fapt lumea fizica (vezi detalii aici: https://www.horhoianu.ro/frumusetea-fizicii/).

Mesajul fundamental ar trebui sa fie insa limpede: lumea fizica e construita din foarte putine tipuri de ingredient pe care la numim “particule elementare”. Mai mult, aceste ingrediente sunt ideal de simple, in sensul ca au doar cateva propietati, propietatile primare ale materiei, din care deriva toate celelalte propietati, sunt: masa, sarcina, spin.
La nivel fundamental, lumea fizica arata altfel decât ne spun simturile si intuitile cu ajutorul carora ne descurcam în viata de zi cu zi. Campurile cuantice si nu particulele, sunt componentele fundamentale ale materiei in fizica moderna. Campurile produc particule. In universul in care traim campurile domnesc!

Campurile cuantice sunt componentele fundamentale din care este alcatuita lumea. Materia e compusa din atomi. Atomii sunt compusi din nuclee si atomi. Nucleele sunt compuse din protoni si neutroni. Protonii si neutronii sunt compusi din cuarci. Cuarcii si electronii sunt alcatuiti din campuri. Iar, din cate stim, campurile cuantice sunt treapta cea mai de jos pe scara naturii. Aceleasi campuri care produc particule produc si cele patru forte cunoscute: forta electromagnetica, forta tare, forta slaba si gravitatia.
Un camp este pur si simplu ceva ce are o valoare in fiecare punct din spatiu-timp. Aceste campuri fluctueaza rapid, fiindca obiectele cuantice sunt in mod inerent agitate. Daca intr-un anumit camp e injectata suficienta energie, prin el se propaga o unda, iar aceasta este o particula.

Dirac, Heisenberg, Pauli, Fermi si alti fizicieni au dezvoltat o teorie matematica, compatibila cu relativitatea restransa, cunoscuta sub numele de TEORIA CUANTICA A CAMPULUI, conform careia un camp este alcatuit din particule infnitezimale numite cuante ale campului si toate particulele pot fi considerate ca mici aglomerari de energie si impuls. Particulele sunt cuante ale campului. Pentru campul electromagnetic cuantele sunt fotonii.

Putem identifica cateva constante fizice care sunt incredibil de fin acordate, exact atat cat este necesar ca univesul sa existe si sa fie prielnic vietii. Aceste constante privesc: gravitatia, densitatea materiei din univers, interactia tare, numarul de dimensiuni spatiale, constanta cosmologica, constanta structurii fine, materia intunecata, etc (vezi in ANEXA).
Exista deci un reglaj foarte fin al naturii si care este extrem de improbabil. Pentru fizicieni acest reglaj constituie o enigma fantastica. Acesta e unul dintre cele mai mari mistere ale naturii. Este doar un noroc? Este un plan inteligent si binevoitor? Este el la urma urmei un subiect pentru stiinta, sau pentru metafizica, sau pentru religie

Raspunsul la astfel de intrebari a starnit pasiunile fizicienilor dar a condus si la o controversa care a patruns chiar si in discursul politic despre plan si creationism. De o parte sunt oamenii care sunt convinsi ca lumea trebuie sa fi fost creata sau proiectata de un agent inteligent avand intentii binevoitoare. De cealalta parte sunt cei de tip pragmatic, stiintific, care sunt siguri ca universul este produsul legilor impersonale, dezinteresate ale fizicii. Prin primul grup nu inteleg doar partizanii Bibliei care cred ca lumea a fost creata acum sase mii de ani si sunt gata sa se bata pentru asta. Eu vorbesc de oameni inteligenti si seriosi, care privesc in jurul lor si nu pot sa creada ca doar hazardul a facut ca lumea sa fie atat de prielnica pentru fiintele umane.

Partizanii planului inteligent sustin in general ca e de necrezut ca un lucru atat de complex, cum e sistemul vizual al omului, sa fi putut evolua prin procese aleatoare. Dar biologii sunt inarmati cu un instrument foarte puternic-principiul selectiei naturale, a carui forta explicativa este atat de mare incat toti biologii cred ca dovezile atarna greu in favoarea lui Darwin. Asadar miracolul ochiului e doar un miracol aparent.

In fond controversa despre care e vorba nu este intre stiinta si crationism sau religie ci o controversa intre doau grupari militante ale stiintei. Pe de o parte sunt cei care cred ca legile naturii ale fizicii sunt determinate de relatii matematice, care prin intamplare ajung sa permita viata, iar pe de alta parte cei care cred ca legile fizicii au fost, intr-un anume fel, determinate de cerinta ca viata inteligenta sa fie posibila. Inversunarea si duritatea controversei s-au cristalizat in jurul unui singur concept-PRINCIPIUL ANTROPIC, un principiu ipotetic, care spune ca lumea este fin reglata astfel incat noi sa putem fi aici s-o observam !

Stiinta a dovedit ca lumea este cu mult mai veche decat cei sase mii de ani atribuiti de Biblie, si ca noi si noi specii de vietuitoare au aparut si au evoluat de-a lungul timpului. Aceste fapte sunt acum bine stabilite si nici un om cu oarecare educatie stiintifica nu s-ar indoi de varsta inaintata a Pamantului sau de realitatea evolutiei. Cei care critica teoria evolutiei sustin ca aceasta e incompatibila cu religia si cu existenta lui Dumnezeu si ii ia la rost pe oamenii de stiinta care neaga acest lucru. Incompatibilitatea dintre teoria moderna a evolutiei si credinta intr-un Dumnezeu implicat activ nu mi se pare a fi una de ordin logic. Ne putem inchipui ca Dumnezeu a stabilit legile naturii, ale fizicii, si a pus in functiune mecanismul evolutiei cu intentia ca prin selectie naturala tu si cu mine sa aparem candva.

La urma urmei religia nu a aparut in mintile celor care vorbeau de cauze prime atotcunoascatoare, ci in inimile celor care tanjeau dupa interventia permanenta a unui Dumnezeu implicat activ. In America si in multe state din Europa manualele liceelor nu numai ca au dreptul dar sunt obligate sa prezinte teoria moderna a evolutiei, fara nici un fel de aberatii despre creationism. Mintile multor oameni din zilele noastre sunt bantuite de tot felul de conceptii false si irationale, de la superstitii relativ inofensive, cum e astrologia, pana la cele mai nocive ideologii.

Biserica Catolica a facut o mare greseala cu Galilei cand a incercat sa supuna legii bisericesti o problema de stiinta, declarand ca Soarele se misca in jurul Pamantului si nu invers. Cu ceva timp in urma, dupa mai multe secole, ea a hotarat sa invite fizicieni cu care sa se consulte in probleme de astrofizica si cosmologie in cadrul unei o conferinte organizata de iezuiti la Vatican. La conferinta a participat si celebrul fizician Stephen Hawking care a pus in discutie si problema starii initiale a universului. La sfarsitul conferintei participantii au avut o intalnire cu Papa. El le-a spus ca e bine sa studieze evolutia universului dupa Big Bang, dar nu ar trebui sa faca cercetari in ceea ce priveste Big Bang-ul insusi, deoarece acela a fost momentul Creatiei si deci lucrul Domnului. De fapt, inca din 1952 Vaticanul a imbratisat reprezentarea Universului in expansiune dupa Big Bang, ca pe intelegerea fireasca a ideii crestine de creatie din nimic.

Procesul lui Galilei in fata Inchizitiei si pedeapsa care i-a urmat reprezinta una dintre cele mai intunecate episoade din istoria stiintei, triumful irationalului asupra logicii. ”Nu ma simt obligat sa cred ca acelasi Dumnezeu care ne-a inzestrat cu judecata, ratiune si intelect a vrut ca noi sa renuntam sa ne folosim de ele”, a spus Galilei in timpul procesului de la Vatican. Succesul lui Galilei ca savant s-a datorat nu numai inteligentei sale iesite din comun, dar si imensei cureozitati cu care privea el lumea si tot ce-l inconjura. Ajunsese la concluzia ca savantii erau cei mai in masura sa-si spuna parerea despre lumea materiala, in vreme ce teologii erau cei mai in masura sa vorbeasca despre lumea spirituala si despre felul in care trebuie sa traim in lumea materiala. Odata cu publicarea in 1638 a lucrarii “Discorsi” a lui Galileo Galilei, a fost inaugurat noul domeniu al fizicii –dinamica- si astfel a inceput trecerea de la vechiul misticism la stiinta moderna. Ideile profunde ale dinamicii (corpuri in miscare), introduse de Galilei in jurul anului 1600 au fost dezvoltate de Newton intr-o teorie eleganta si cuprinzatoare, in marea sa carte “Principiile matematice ale filozofiei naturale”.
Teologia se bazeaza pe o experienta religioasa de tipul revelatiei, la fel cum stiinta se bazeaza pe experiment si observatie. Dar marea majoritate a adeptilor religilor lumii nu se bazeaza pe experienta religioasa proprie, ci pe revelatii care se presupune ca au fost traite de altii. Revelatile in general nu converg spre o intelegere larg acceptata, in timp ce experimentele si observatiile a mii de oameni de stiinta converg spre o intelegere satisfacatoare a realitatii fizice.

Desigur invataturile experientei religioase ne pot aduce multa alinare, spre deosebire de perspectiva abstracta si impersonala le care ajungem prin cercetarea stiintifica. Spre deosebire de stiinta, experienta religioasa poate sugera ca viata noastra are un sens, ca avem un rol de jucat in marea drama cosmica a pacatului si a mantuirii, si ne promite un fel de continuare dupa moarte. Tocmai din aceste motive invataturile experientei religioase par profund marcate de pecetea dorintelor noastre.

Scopul final al stiintei este de a da o singura teorie care sa descrie intregul univers. Totusi in realitate abordarea urmata de majoritatea oamenilor de stiinta este de a divide problema in doua parti. In prima parte exista legi ale fizicii care ne spun cum se modifica universul in timp. Daca stim cum este universul la un moment dat, aceste legi ne spun cum va arata in orice moment ulterior. In cea dea doua parte exista problema starii initiale a universului. Unii oameni cred ca stiinta trebuie sa se concentreze numai asupra primei parti-legile care ne spun cum se modifica universul in timp; ei privesc problema starii initiale (a doua parte a problemei) ca pe o chestiune de religie. Ei ar spune ca Dumnezeu, fiind atotputernic si al carui bun gust de obicei excelent, ar fi putut pune in miscare universul in orice fel ar fi dorit. Ar putea fi asa, dar in aces caz el ar fi putut, de asemenea, sa-l faca sa evolueze intr-un mod complet arbitrar. Totusi se pare ca a ales sa-l faca sa evolueze intr-un mod foarte regulat, conform anumitor legi din fizica. Prin urmare, pare tot asa de rezonabil sa se presupuna ca exista legi care guverneaza si starea initiala, asa cum a sustinut si celebrul fizician Hawking in conferinta organizata de iezuiti la Vatican. Ideea ca spatiul si timpul pot forma o suprafata inchisa fara limite are de asemenea implicatii profunde pentru rolul lui Dumnezeu in problemele universului.

Ideea de principiu antropic a aparut din observatia ca legile naturii par surprinzator de bine potrivite pentru existenta vietii. Astfel, controversa sa cristalizat in jurul unui singur concept-principiul antropic, un principiu ipotetic care spune ca lumea este fin reglata astfel incat noi sa putem fi aici ca s-o observam. Se pune astfel o problema stiintifica legitima:dearece se pare ca exista mai multe seturi consistente de legi, de ce legile naturii sunt reglate asa de fin incat parametrii se incadreaza in domeniile inguste cerute de existenta vietii? De ce universul are toate caracteristicile care sugereaza ca a fost astfel conceput astfel incat formele de viata sa poata exista? Aceasta este ce am putea numi principiul antropic. Aceasta problema a framantat oamenii de stiinta si in acelasi timp i-a incurajat pe cei care prefera falsul confort al unui mit creationist.Situatia seamana in multe privinte cu biologia inainte de Darwin, cand oameni inteligenti erau incapabili sa inteleaga cum, fara mana calauzitoaare a divinitatii, procesele naturale ale fizicii si chimiei ar putea crea ceva atat de complex cum este ochiu omenesc. Ca si ochiul, propietatile speciale ale universului fizic sunt atat de surprinzator de bine acordate, incat necesita o explicatie.

Fizicienii cred cu tarie ca stiinta trebuie sa ofere explicatii care sa nu implice agenti supranaturali. Daca exista diferite posibile legi consistente ale naturii dar nu avem un cadru in care sa le unificam, atunci sunt cu putinta doua raspunsuri la problema antropica. Primul ar fi ca suntem intr-adevar norocosi ca avem un astfel de univers. Al doilea spune ca oricare ar fi acea entitate care a stabilit legile a procedat astfel pentru ca viata sa apara. In acest caz avem un argument in favoarea religiei. Sa observam ca acest argument este valabil numai daca nu exista nici o cale de a explica felul in care au putut fi alese legile fizicii, exceptand invocarea actiunii unei entitati din afara universului nostru.

Principiul antropic ofera un fel de explicatie pentru multe din relatiile numerice remarcabile care sunt observate intre parametrii fizici-numere fin acordate. Totusi, principiu nu este complet satisfacator. Explicatia sa nu tine seama de toate regiunile universului. De exemplu, sistemul nostru solar e desigur o conditie prealabila pentru existenta noastra, ca si prezenta unei generatii mai vechi de stele vecine in care elementele grele sa se fi format prin sinteza nucleara. Este posibil sa fi fost necesara si intreaga noastra galaxie. In schimb, nu pare sa fi fost deloc necesare ale galaxii, darmite milioane si milioane de galaxii pe care le vedem distribuite aproape uniform in universul observabil. Aceasta omogenitate la scara mare a universului face foarte greu de crezut ca structura sa poate fi determinata de ceva atat de periferic cum suntem noi oamenii, niste structuri moleculare complicate, numite fiinte vii, de pe o planeta minora numita Terra, care orbiteaza in jurul unei stele mijlocii oarecare, aflata in suburbia indepartata a unei galaxii spirale tipice cum e Calea Lactee.

Exista cel putin doua alernative la principiu antropic. Prima consta in aceptarea existentei unui proces care sa creeze multe universuri cu dimensiuni si geometrii diferite si de asemenea cu seturi diferite de particule elementare ce vor interactiona dupa seturi de legi diferite. Deoarece noi suntem fiinte vii, e firesc sa ne gasim intr-unul din acele universuri cu legi ospialiere pentru viata. O alta teorie poate fi formulata in legatura cu posibilitatea ca universul sa cunoasca o tranzitie fizica dintr-o faza in alta. Inainte de marea explozie (Big Bang-ul) s-ar putea sa fi fost o succesiune de faze diferite in care universul a avut diferite dimensiuni, seturi de particule si legi diferite. Noi ne gasim intr-o faza cu conditii prielnice vietii. Si chiar daca fiecare faza poate fi guvernata de o teorie fizica diferita, intreaga istorie a universului ar putea fi guvernata de o singura lege-teoria cuantica a gravitatiei. S-ar putea foarte bine sa existe o infinitate de universuri cu seturi de particule si legi fizice diferite. Noi am putea aparea (si ne aflam in mod firesc) doar intr-un univers cu combinatia de legi si seturi de particule corecta pentru viata noastra.

Fizicianul Hugh Everett a inteles un lucru uluitor. Analiza lui, centrata pe o lacuna in jurul careia Niels Bohr, marele maestru al mecanicii cuantice, se invartise dar pe care nu reusise sa o umple, a aratat ca o cunoastere in adevaratul sens al cuvantului a teoriei cuantice ar putea necesita o retea vasata de universuri paralele. Contributia lui Everett a fost una din primele contributii motivate matematic care sugera ca am putea face parte dintr-un multiunivers. In fond daca spatiul se intinde la infinit-afirmatie care este in concordanta cu toate obsevatiile si care face parte din modelul cosmologic sustinut de multi fizicieni si astronomi, atunci undeva (probabil foarte departe) trebuie sa existe zone in care copii ale mele si ale dumneavoastra si a tot ce ne inconjoara traiesc versiuni alternative ale realitatii de aici.

Incercarile recente de a aplica mecanica cuantica la gravitatie au scos in evidenta faptul ca desi spatiul vid obisnuit pare linistit si amorf, la fel ca suprafata oceanului vazuta de la mare inaltime, daca il privim indeaproape clocoteste de fluctuatii cuantice, asa incat se pot deschide ‘gauri de vierme” care leaga intre ele parti ale universului aflate la mare distanta in spatiu si timp. Diferitele campuri din universul nostru sunt supuse fluctuatiilor cuantice permanente care fac ca pana si spatiul absolut vid sa posede energie. Aceasta energie e observabila numai prin efectele sale gravitationale; energia de orice fel genereaza campuri gravitationale si, la randul ei, este supusa actiunii campurilor gravitationale. Fizicienii (Hawking, Hartle, Coleman) au aratat ca efectul deschideri sau inchiderii unei gauri de vierme, reprezinta pur si simplu schimbarea diferitelor constante care apar in ecuatiile ce guverneaza diferite campuri. La fel ca in interpretarea lumilor multiple din mecanica cuantica, functia de unda a universului se fragmenteaza intr-un mare numar de termeni, iar in fiecare din ei “constantele naturii” iau valori diferite, cu probabilitati diferite. Pentru noi e de bun simt faptul ca ne aflam itr-o regiune a spatiului, intr-o epoca a istoriei cosmice sau intr-un termen a functiei de unda in care “constantele “naturii se intampla sa ia valori favorabile existentei vietii inteligente. Sunt ferm convins ca fizicienii vor continua sa incerce explicarea constantelor naturii fara a recurge la argumente antropice.

Legile fizicii-o lista de particule, o lista de mase si de constante de cuplaj, precum si metodele lui Feynman constituie un instrument extrem de puternic pentru a explica universul in care ne aflam. Ele guverneaza aproape orice aspect al fizicii, chimiei si, in final al biologiei. Nu avem insa o teorie care sa ne spuna de ce modelul standard este cel corect si nu altul. Ar putea legile fizicii sa fie diferite in momente de timp si locuri foarte indepartate? Ar putea lista particulelor elementare, masele si constantele de cuplaj sa fie diferite in alte parti ale universului pe care nu le putem oberva in present? Daca e asa, ce guverneaza modul in care se schimba ele? Exista legi mai profunde care sa ne spuna care legi sunt posibile si care nu? Acestea sunt intrebarile cu care fizicienii se lupta acum la inceput de secol XXI.

Darwinismul poate explica creierul uman, dar caracterul particular al legilor fizicii a ramas o enigma. Chiar daca stim ca viata primitiva a fost larg raspandita, aparitia vietii inteligente ramane o problema deschisa. Intr-o procesiune extraordinara, speciile (aproape toate disparute acum) au inotat, s-au tarat sau au zburat prin biosfera Pamantului in timpul lungii sale istorii. Suntem produsul timpului si al sansei: daca evolutia s-ar derula din nou, rezultatul cu siguranta ar fi diferit. Nimic nu pare sa fi stabilit dinainte aparitia inteligentei. De fapt, unii evolutionisti de frunte cred ca chiar daca viata simpla ar fi larg raspandita in cosmos, inteligenta poate fi extrem de rara. Ne-am obisnuit cu ideea ca suntem modelati de lumea microscopica: suntem vulnerabili fata de virusi cu o lungime de o milionime de metru, iar mica molecula dublu-elicoidala de AND codifica intreaga noastra mostenire genetica.

Desigur legile fizicii reprezinta o componenta pretioasa a cvilizatiei de pe planeta noastra. Marele fizician Einstein a savarsit una din cele mai mari ispravi intelectuale din toate timpurile aratandu-ne ca spatiul si timpul sunt influentate de starea de miscare a observatorului si se pot curba ca raspuns la prezenta materiei si a energiei. Cele mai profunde principii fizice pe care le cunoastem sunt regulile mecanicii cuantice, care stau la baza a tot ce cunoastem despre materie si interactiile ei. La fel cum relativitatea speciala si relativitatea generala ne-au impus schimbari drastice in conceptia noastra asupra lumii, mecanica cuantica –fizica lumii noastre reale-ne cere sa renuntam si la calitatile de “bun simt” pentru a intelege frenezia haotica a universului microscopic.
Atunci cand va exista o teorie cuantica a gravitatiei, ea va da cu siguranta noi raspunsuri la intrebarile despre spatiu si timp. In plus, teoria cuantica a gravitatiei va fi de asemenea o teorie a materiei.Va trebui sa includa cunostintele dobandite in ultimul secol asupra particulelor elementare si asupra fortelor care le guverneaza.Va fi de asemenea o teorie cosmologica.Va raspunde la ceea ce acum par intrebari foarte misterioase despre originea universului, de pilda: Marea Explozie (Big Bang-ul) a fost primul moment, sau doar o tranzitie de la o alta lume diferita care a existat mai inainte? Ar putea chiar sa ne ajute sa raspundem la intrebarea daca universul a fost sortit sa contina viata, sau daca propria nostra existenta este doar consecinta unui accident norocos.

Studii recente par sa sugereze ca proprietatile gaurilor negre sunt indicii semnificative ale legilor ascunse care guverneaza Universul.
Probabil in viitorul apropiat principiu holografic la care se refera in lucarile sale, profesorul Gerad’t Hoolf, si alti renumiti fizicieni, va fi o idee formidabila care va marca profund civilizatia planetei noastre.

Toate aceste cercetari ne duc la granita cunoasterii umane, acolo unde ne confruntam cu ceea ce indubitabil nu cunoastem, minunatul si nesfarsitul mister care ne impresoara.

Scriind aceste note, am incercat sa ofer o alternativa la invataturile religioase traditionale, raspunzand cam la aceleasi intrebari esentiale privind modul cum functioneaza lumea, bazat insa pe legile fizicii, nu pe texte sacre sau traditii. Am incercat sa fiu cat mai direct si sa-mi enunt clar prejudecatile. Cred cu tarie ca stiinta reala trebuie sa ofere explicatii care sa nu implice agenti supranaturali. Cred ca ochiul a evoluat prin macanismul Darwinist. In plus, cred ca fizicienii trebuie sa gaseasca de asemenea o explicatie naturala a lumii noastre, inclusiv a uimitoarelor accidente norocoase care au conspirat pentru a face posibila existenta noastra. Cred ca atunci cand oamenii introduc magicul in locul explicatiilor rationale ei nu fac stiinta, oricat de vehement ar sustine contrariul.

Cine sunt cititorii carora li se adreseaza aceasta expunere? Raspunsul e: oricine care manifesta un interes viu pentru stiinta si cureozitatea de a afla de ce lumea a ajuns sa fie asa cum este. Dar, desi expunerea este deschisa unui public larg, ea nu se adreseaza celor “ de categorie usoara”, care se tem sa-si foloseasca mintea. Am exclus din expunere ecuatiile si jargonul de specialitate, dar nu si conceptele provocatoare. Am eliminat formulele matematice, dar, pe de alta parte, m-am straduit sa dau explicatii precise si clare principiilor si mecanismelor care se afla la baza noii paradigme care se contureaza. Intelegerea acestei paradigme va fi cruciala pentru oricine spera sa urmaresca progresele ulterioare in incercarea de a raspunde la intrebari importante.

Foto: Pictura lui Michelangelo din Capela Sixtina. (Dumnezeu îl înzestra pe Adam nu doar cu viata, ci si cu inteligenta suprema pe care urma s-o transmita urmasilor ca sa poata sa-i inteleaga gandirea, Gandirea Domnului si Legile Fizicii !)

ANEXA
Am adunat in aceasta anexa cateva detalii legate de textul principal, dar care mi s-au parut prea tehnice sau usor tangentiale in raport cu subiectul principal.

1. CONSTANTE FIZICE FIN ACORDATE
   Putem identifica cateva constante fizice care sunt incredibil de fin acordate, exact atat cat este necesar ca univesul sa existe si sa fie prielnic vietii.
   • Gravitatia
   Propietatile la scara mare ale universului –marimea sa, viteza cu care creste, existena galaxiilor, a stelelor si a planetelor-sunt in principal guvernate de forta gravitatiei. Einstein a adancit intelegerea noastra asupra gravitatiei prin teoria relativitatii generale. Teoria lui Einstein a fost impulsionata de inspiratia ca gravitatia nu se deosebeste de miscarea accelerate si nu poate fi detectata intr-un lift care cade liber. Gravitatia este mult mai slaba decat fortele care guverneaza lumea microscopica. Gravitatia trebuie sa fie totusi suficient de puternica pentru a impiedica atmosfera sa se rarefieze in spatiu, asa cum poate s-a intamplat cu atmosfera Lunii. Luna a fost rupta din Pamant in urma unei coliziuni cu o alta planeta.
   Este un miracol neexplicat faptul ca gravitatia e atat de slaba. Forta gravitationala dintre electroni si nucleul atomic este de zece mii de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde de ori mai slaba decat atractia electria. Daca fortele gravitationale ar fi fost doar cu putin mai tari, universul ar fi evoluat atat de rapid incat n-ar fi fost timp ca viata inteligenta sa apara; n-ar fi putut exista decat un univers in miniatura, cu viata scurta. Nici o fiinta nu ar fi putut creste mai mare decat o insecta, si nu ar fi existat suficient timp pentru evolutia biologica. Intr-o lume imaginara cu gravitatie puternica chiar si insectele ar avea nevoie de picioare puternice care sa le sustina, iar animalele nu ar putea fi prea mari. Deci numai pentru ca gravitatia este atat de slaba in comparatie cu alte forte pot exista in universul nostru structuri mari si de viata lunga. Intr-un univers cu gravitatie mai tare galaxiile ar fi miniaturizate si stelele in loc sa sa fie larg dispersate ar fi dispuse atat de dens incat vecinii apropiati ar fi frecventi. Aceasta ar exclude de la inceput sitemele planetare stabile, deoarece orbitele ar fi perturbate de stelele care trec prin apropiere-lucru care (din fericire pentru Pamantul nostru) e improbabil sa aiba loc in sistemul nostru solar. Asadar gravitatia este forta care organizeaza cosmosul. Gravitatia joaca rolul esential in dezvoltarea universului. Atractia sa face ca materia din univers-hidrogenul, heliul si asa numita materie intunecata sa se stranga in galaxii, stele si in final planete. Dar, pentru ca aceasta sa se intample, imediat la inceputul sau, universul trebuie sa fi fost putin neomogen. Daca materia originara a universului ar fi fost uniform distribuita ea ar fi ramas in acea stare pentru totdeauna.
   De fapt acum paisprezece miliarde de ani, universul a fost neomogen exact cat trebuia-daca era cu putin mai neomogen sau mai uniform nu ar fi existat galaxii, stele sau planete pe care sa se dezvolte viata. Satelitul COBE si mai apoi satelitul WMAP au gasit in radiatia Big Bang dovada ca la aproximativ 300.000 ani de la momentul creatiei, existau dea lungul universului infime variatii de densitate de ordinul unei parti la suta de mii, care au crescut cu timpul si au dat nastere in cele din urma galaxiilor pe care le vedem astazi. Acestea sunt germenii primordiali ai structurilor din prezent, galaxii, roiuri de galaxii si asa mai departe. Daca sunteti credinciosi, e ca si cum am vedea semnatura lui Dumnezeu in imaginea obtinuta cu ajutorul satelitilor COBE si WMAP. Este descoperirea secolului, daca nu chiar ce mai mare descoperire a tuturor timpurilor. Radiatia de fond din domeniul microundelor, lumina de amurg de dupa Big Bang-ul insusi, detectata de COBE si WMAP, este un mesaj direct din era cand galaxiile existau doar in faza de “embrion”. Regiuni cu densitate putin mai mare, care se dilatau mai incet decat media, erau sortite sa devina galaxii sau roiuri; altele de densitate putin mai mica, aveau sa devina spatii vide. Iar temperatura microundelor trebuia sa aiba inscrise in ea aceste fluctuatii.
   • Consatnta cosmologica
   Progresele enorme din astronomie si astrofizica au condus la o descoperire care a cazut ca un trasnet peste fizicieni, ceva atat de socant incat suntem inca ametiti in urma impactului: constanta cosmologica, introdusa initial de Einstein in ecuatiile sale pentru a contracara atractia gravitationala (si pe care mai tarziu o respinge), chiar exista cu adevarat.
   Constanta cosmologica reprezinta o respingere gravitationala suplimentara, un fel de antigravitatie, care se credea ca e total absenta in lumea noastra reala. Faptul ca nu e absenta si ca e fin reglata este un mare miracol pentru fizicieni.
   Se pare ca legile fizicii au fost reglate cu finete pentru a mentine constanta cosmologica exact cat trebuie pentru a nu fi un pericol mortal pentru formarea vietii in unives. Si aceasta, deoarece diferentele de densitate (neomogenitatile) in universul timpuriu au fost initial atat de mici (variatile de densitate erau de 100000 de ori mai mici decat densitatea insasi), incat chiar si o foarte mica respingere putea sa inverseze tendinta de crestere necesara pentru a forma galaxiile. In acel moment hidrogenul si heliul care alcatuiau masa universului se raspandeau peste tot intr-o distributie aproape perfect uniforma sau omogena.
   Fizicianul Steve Weinberg, laureat Premiul Nobel, a calculat ca daca constanta cosmologica ar fi mai mare doar cu un ordin sau doua de marime, nici o galaxie, stea sau planeta nu s-ar fi putut forma din materia primordiala (hidrogen, heliu) a universului timpuriu. Simetria perfecta a unui univers exact sferic si perfect omogen s-ar fi mentinut la nesfarsit si diferentele foarte mici de densitate (neomogenitatile) din univers timpuriu nu ar fi putut creste pentru a forma galaxi, stele si planete. Dar in privinta constantei cosmologice, lucrurile par si mai ciudate.
   O accelerare a expansiunii cosmice implica un fapt deosebit si neasteptat privind spatiul insusi: ar trebui sa existe o forta suplimentara care sa produca o” repulsie cosmica” chiar si in vid. In mod obisnuit ne imaginam ca vidul nu contine “nimic”. Totusi, spatial gol nu e deloc simplu. Toate tipurile de particule se gasesc in el in stare latenta. Orice particulara, impreuna cu antiparticula sa, pot fi create printr-o concentrare convenabila de energie. Cand combinam teoria particulelor elementare cu teoria gravitatiei, descoperim spectrul unei constante cosmologice suficient de mari incat nu numai ca ar distruge galaxiile, stelele si planetele, ci chiar protonii si neutronii, cu exceptia unei coincidente. Care este aceasta? Ca diversi bosoni, fermioni, mase si constante de cuplaj care intra in calculul energiei vidului sa conspire astfel incat sa anuleze primele 119 cifre zecimale ale constantei cosmologice. Dar ce mecanism natural ar putea explica vreodata o astfel de situatie improbabila? Sunt oare legile fizicii in echilibru pe o muchie de cutit, incredibil de ascutita, si daca e asa, de ce ? Aceasta este o mare intrebare pentru fizicieni? Din ratiuni de neinteles constanta cosmologica este acordata fin intr-un grad uimitor! Acest fapt ii face pe unii oameni sa traga concluzia ca universul trebuie sa fie rezultatul unui plan divin. Constanta cosmologica poate fi sursa tuturor actiunilor de echilibrare, dar exista multe conditii suplimentare delicate care par doar niste coincidente fantastic de norocoase.
   Asadar un mister fundamental: de ce se dilata inca universul dupa mai mult de zece miliarde de ani? Pare surprinzator faptul ca universul nostru a fost initiat cu un impuls foarte bine reglat, aproape exact cat era necesar pentru a echilibra tendinta gravitatiei de al incetini.
   • Constanta structurii fine
   Constantele fizice sunt in general de doua tipuri: unele care au o unitate adecvata asociata cu ele si altele care sunt adimensionale. Fizicienii au estimat ca valorile constantelor fundamentale au un reglaj foarte fin. In acest sens, constanta structurii fine nu este diferita. Constanta structurii fine este adimensionala si este exprimata printr-un numar, care este egal cu aproximativ 1/137. Constanta structurii fine, care determina intensitatea fortelor electrice dintre particulele incarcate electric, este fin reglata la 0,007297351 si nu alt numar Orice abatere minora a valorii sale numerice ar fi rezultat intr-un univers, cu mult diferit fata de cum este in prezent. Daca s-ar modifica doar cu cateva procente valoarea sa, n-ar fi existat nici carbon nici viata.
   Printre consecintele pe care le-ar fi putut avea se pot enumera si urmatoarele: dimensiunea atomica ar fi fost modificata, sistemele stelare si procesele lor ar fi functionat destul de diferit si, posibil, nu ar fi existat o viata inteligenta prezenta.
   Constanta structurii fine este unul dintre parametrii importanti ai universului nostru, deoarece descrie puterea uneia dintre cele patru forte fundamentale care compun universul nostru si este, de asemenea, o caracteristica principala a teoriei campului unificat. Puterea acestei forte defineste exact modul in care electronul interactioneaza prin intermediul fortei electromagnetice si comportamentul sau in interiorul si in afara atomului si, prin urmare, este o baza fundamentala pentru comportamentul si proprietatile materiei.
   • Interactia tare si efectele ei
   Combustibili obisnuiti cum e benzina si chiar cei explozivi cum e TNT, elibereaza doar aproximativ o miliardime din “energia de repaus “ a substantei respective. Aceste materiale implica reactii chimice care lasa nucleele atomice neschimbate si doar regrupeaza orbitele electronilor si legaturile dintre atomi. Energia fuziunii nucleare este insa de temut deoarece e de milioane de ori mai eficienta decat orice explozie chimica. Nucleul atomului de heliu cantareste 99,3 procente din masa celor doi protoni si doi neutroni care se unesc pentru al forma. Restul de 0,7 procente este eliberat mai ales sub forma de caldura. Asadar combustibilul care produce energia Soarelui-hidrogenul gazos din miezul sau-transforma 0,007 din masa sa in energie atunci cand fuzioneaza formand heliu. Acest numar 0.007 este in fond ceea ce determina cat de mult pot trai stelele. Transmutatiile ulterioare de la heliu pana la fier elibereaza doar o fractiune de 0.01 din aceasta energie. Stadiile tarzi din viata unei stele sunt de aceea relativ scurte. Cantitatea de energie eliberata atunci cand atomii simpli sufera fuziunea nucleara depinde de taria fortelor care “lipesc” ingredientii nucleului atomic. Fizicienii numesc aceasta forta “interactia tare”. Deorece forta tare actioneaza numai pe distante scurte, ea este mai putin eficienta in nucleele mai mari si mai grele: acesta e motivul pentru care nucleele mai grele decat fierul sunt legate mai putin strans si nu invers. Fortele nucleare sunt cruciale, dar cat de mult conteaza intensitatea lor? Ce s-ar schimba daca acest numar ar fi, de pilda, 0,006 sau 0,008 in loc sa fie 0,007? Daca ar fi mai mic ( adica 0.006) hidrogenul ar fi un combustibil mai putin eficace, iar Soarele si stelele nu ar trai atat de mult. Dar exista si efecte delicate foarte sensibile fata de acest numar si care privesc procesul de sinteza care transforma hidrogenul in restul elementelor din tabelul periodic. Prima veriga cruciala din lant –crearea heliului din hidrogen-depinde foarte fin de intensitatea fortei nucleare de “interactie tare”. Un nucleu de heliu contine doi protoni, dar contine de asemenea si doi neutroni. In loc ca cele patru particule sa se uneasca dintr-o data, nucleul de heliu este construit in etape, prin intermediul deuteriului (hidrogenul greu), care contine un proton si un neutron. Daca “lipiciul nuclear” ar fi mai slab, astfel incat ar fi 0,006 in loc de 0,007, un proton nu s-ar putea lega de un neutron, iar deuteriul nu ar fi stabil. Atunci drumul spre formarea heliului ar fi inchis. Am avea un univers simplu, compus din hidrogen, al carui atom consta dintr-un proton in jurul caruia se invarte un electron, si chimia nu ar exista. La prima vedere am putea deduce din acest rationament ca o forta nucleara mai tare ar fi fost avantajoasa pentru viata, facand fuziunea nucleara mai eficienta. Totusi daca acest numar ar fi depasit valoarea de 0,008, noi nu am fi putut exista, deoarece hidrogenul nu ar fi supravietuit Big Bang-ului. In universul nostru real, doi protoni se resping atat de puternic incat forta nucleara de interactie tare nu i-ar putea lega impreuna fara ajutorul unuia sau a doi neutroni (care maresc cleiul nuclear, dar, fiind neincarcati electric, nu exercita o respingere electrica suplimentara). Daca acest numar ar fi fost 0,008 atunci doi protoni ar fi putut sa se lege in mod direct. Aceasta s-ar fi intamplat cu usurinta in universul timpuriu, astfel ca nu ar mai fi ramas hidrogen care sa furnizeze combustibil steleleor obisnuite, iar apa nu ar fi existat niciodatar. Asadar un univers cu o chimie complexa cere ca acest numar sa fie cuprins in intervalul 0,006-0,008.
   • Densitatea critica
   Una din intrebarile pe care si le pun fizicienii cosmologi este daca universul va continua sa se dilate la nesfarsit? Se vor indeparta si mai mult de noi galaxiile aflate la mare distanta, sau aceste miscari s-ar putea in cele din urma inversa, astfel incat intregul univers sa se comprime din nou printr-o uriasa implozie? Raspunsul depinde de “competitia” dintre gravitatie si energia de expansiune; de cat de multa materie exercita o atractie gravitationala. Viteza de expansiune initiala pare sa fi fost reglata foarte fin. Universul se va contracta din nou- gravitatia invingand in cele din urma expansiunea- daca densitatea materiei din univers depaseste o anumita valoare critica care calculata este de aproximativ cinci atomi in fiecare metru cub. Aceasta valoare nu pare ridicata si poate fi considerate mai apropiata de vidul perfect. Dar universul pare in realitate sa fie chiar si mai gol daca nu luam in calcul material intunecata. Daca toate stelele ar fi desfacute si atomii lor (1078 atomi in tot universul observabil) ar fi imprastiati uniform in univers, am obtine doar un atom la fiecare zece metrii cubi de univers. Exista aproximativ tot atat de multi atomi sub forma gazului raspandit in spatial intergalactic. Astfel in total avem 0,2 atomi pe metru cub, de douazeci si cinci de ori mai putin decat densitatea critica de cinci atomi pe metru cub, care ar fi necesara pentru ca gravitatia sa opreasca expansiunea cosmica, prevestind astfel o expansiune perpetua. Dar nu trebuie sa ne grabim sa tragem o astfel de concluzie
   Asadar un mister fundamental: de ce se dilata inca universul dupa mai mult de zece miliarde de ani? Pare surprinzator faptul ca universul nostru a fost initiat cu un impuls foarte bine reglat, aproape exact cat era necesar pentru a echilibra tendinta gravitatiei de al incetini. In acest caz precizia ceruta e uluitoare. E ca si cum am sta in fundul unui put si am aruca in sus cu o piatra astfel incat sa se opreasca exact la gura putului (iata o problema buna pt elevii de liceu).
   • Numarul de dimensiuni spatiale ale lumii in care traim
   Un alt numar crucial, dealtfel cunoscut de secole, este privit acum intr-o noua perspectiva. El reprezinta numarul de dimensiuni spatiale ale lumii in care traim si care are valoarea trei. Viata nu ar fi putut exista daca acest numar ar fi fost egal cu doi sau cu patru. Timpul este cea de-a patra dimensiune, dar el este diferit de celelalte prin faptul ca are o sageata propie; ne miscam numai spre viitor. In apropierea gaurilor negre spatiul este atat de deformat incat lumina se propaga in cerc, iar timpul sta pe loc. O consecinta a lumii tridimensionale este faptul ca forte ca gravitatia si electricitatea se supun legii inversului la patrat, conform careaia forta produsa de o masa sau de o sarcina electrica este de patru ori mai slaba daca distanta se dubleaza. Dupa cum a inteles Newton, traiectorile planetelor sunt controlate de un echilibru intre efectul gravitatiei, care tinde sa le traga spre interior si efectul centrifug al miscarii. Orbitele din sistemul solar sunt stabile, in sensul ca o mica schimbare in viteza planetei ii perturba doar putin orbita. Aceasta stabilitate s-ar pierde daca gravitatia ar scadea proportional cu cubul distantei in loc sa varieze cu patratul distantei. In aceasta situatie o planeta in miscare de rotatie care ar fi incetinita chiar si numai putin ar plonja din ce in ce mai repede catre Soare, in loc sa treaca usor pe o orbita mai mica, deoarece forta invers proportional cu distanta la cub isi mareste mult intensitatea cand se apropie de centru. Invers, o planeta in rotatie care si-ar mari putin viteza ar iesi rapid pe o spirala spre exterior, in intuneric. Din motive similare, atomii ar fi fost imposibil sa existe intr-un univers guvernat de o lege a fortei invers proportionala cu cubul distantei, deoarece nu ar fi existat orbite stabile pt electroni. Am putea atunci trai intr-o lume cu mai putin de trei dimensiuni? Desigur nu. Un prim argument biologic este ca intr-o “lume plata” cu doua dimensiuni e imposibil ca o vietate sa fie strabatuta de un canal (un tub digestiv, de pilda), fara a o diviza in doua.
   • Materia intunecata
   In ultimii ani rublicile de stiinta ale revistelor au relatat despre doua uimitoare descoperiri care ii deruteaza pe fizicieni. Prima e ca 90% din materia universului este alcatuita dintr-o subsatnat necunoscuta, misterioasa, numita “materie intunecata”. Cealalta e ca 70% din energia universului e compusa dintr-o structura si mai misterioasa, numita “energie intunecata”.Energia intunecata e mai indreptatita sa fie numita misterioasa, dar misterul are mai mult de-a face cu absenta, decat cu prezenta ei. Fizicienii stiau de mai bine de saptezeci de ani ca exista toate motivele ca spatiul sa fie umplut cu energie intunecata. Misterios nu e faptul ca energia intunecata exista, ci faptul ca exista atat de putina. Dar un lucru e clar: un pic mai multa energie intunecata ar fi fost fatala pentru existenta noastra. Fizicienii au inteles ca in univers exista mult mai multa materie decat cea pe care o vedem efectiv. Aceasta materie nevazuta nu emite lumina, fapt pentru care a fost numita “materie intunecata”. Materia care emite lumina –galaxiile, stelele si norii de gaz incandescent- reprezinta doar o fractiune mica si atipica din ceea ce exista in realitate. Cea mai mare parte a materiei din univers nu emite lumina, nici radiatie (caldura), nici unde radio, nici orice tip de radiatie, si in consecinta este efectiv greu de detectat. Atomii din care este format corpul nostru si cei care alcatuiesc toate stelele si planetele din univers sunt simpli constituenti infimi ai unui univers a carui structura pe scara mare e controlata de o substanta foarte diferita (si invizibila)-materia intunecata. Atomii din care este format corpul nostru si cei care alcatuiesc toate stelele si planetele din univers sunt simpli constituenti infimi ai unui univers a carui structura pe scara mare e controlata de o substanta foarte diferita (si invizibila). Vedem, prin analogie, numai spuma alba de pe coama valurilor, nu si valurile masive ca atare.Trebuie sa ne privim habitatul ca pe un loc format in principal dintr-un material necunoscut si care pentru fizicieni reprezinta in prezent o mare, foarte mare provocare.
   Probele privind existenta materiei intunecate sunt acum de necontestat. Modul in care se misca stelele de la marginea galaxiei sugereaza ca ceva invizibil trebuie sa exercite o atractie gravitationala asupra lor. Daca nu ar exista o mare cantitate de materie intunecata, galaxiile nu ar fi stabile, ci s-ar dezagrega. Miscarile interne din interiorul galaxiilor si roiurilor sunt mici in comparatie cu viteza luminii, deci nu exista complicatii relativiste; deci putem folosi, pentru a demonstra existenta materiei intunecate, doar legea inversului la patrat a lui Newton, care ne spune ca daca ne mutam la o distanta dubla fata de un corp, forta devine de partu ori mai mica. Tinand cont de echilibrul dintre efectul gravitatiei exercitate de materia intunecata, care tinde sa le traga spre interior stelele aflate in miscare si efectul centrifug al miscarii, putem (cunoscand viteza miscarii de rotatie a stelelor de la marginea galaxiei) estima usor masa materiei intunecate. Exista si alte dovezi evidente privind abundenta materiei intunecate. Telescopul Hubble a inregistrat imagini spectaculoase ale unor roiuri de galaxii aflate la o distanta de circa un miliard de ani lumina. Imaginile arata o multime de linii si arce palide: fiecare este o galaxie indepartata, de cateva ori mai departata decat roiul insusi, a carui imagine apare ca si cum ar fi fost vazuta printr-o lentila care produce distorsiuni. Roiul actioneaza ca o lentila care focalizeaza lumina ce o strabate. Astofizicienii au calculat, folosind ecuatiile relativitivitatii generale elaborate de Einstein, ca galaxiile vizibile din roi adunate la un loc, nu sunt suficient de grele pentru a produce o distorsiune atat de mare. Pentru a devia lumina venita de la galaxiile indepartate atat de mult, si a produce o distorsiune atat mare, roiul trebuie sa contina de zece ori mai multa masa decat vedem. Descoperim astfel ca materia intunecata reprezinta de sase ori mai multa materie decat cea pe care o vedem. Materia care emite lumina –galaxiile, stelele si norii de gaz incandescent- reprezinta doar o fractiune mica si atipica din ceea ce exista in realitate. Cea mai mare parte a materiei din univers nu emite lumina, nici caldura infrarosie, nici unde radio, nici orice tip de radiatie, si in consecinta este efectiv greu de detectat. Aceste uriase lentile naturale ofera un adevarat cadou astrofizicienilor interesati sa afle cum evolueaza galaxiile, deoarece fac vizibile galaxii foarte indepartate, care altfel ar fi palide pentru a fi vazute.