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 ultime ale naturii 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. Unul dintre cei mai influenti teologi si filozofi ai secolului XX, Paul Johannes Tillich a observant candva ca intre oamenii de stiinta numai fizicienii par sa poata vorbi fara stanjeneala despre  “ gandirea lui Dumnezeu”.

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.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“.Primul mare pas pe aceasta cale 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 bizarre 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.Desigur 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 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 relative inofensive cum e astrologia pana la cele mai nocive ideologii.

Desigur 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.

 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 religiilor 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, a 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 de 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.

        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.Legile fizicii care au fost descoperite in secolul XX 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 si 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.

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. 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.

Profesorul Martin Rees de la Universitatea Cambridge identifica sase numere, legate de constante fizice care sunt incredibil de fin acordate, exact atat cat este necesar ca univesul sa existe si sa fie prielnic vietii.

Gravitatia.Propietatile grvitatiei, in special taria sa , ar fi putut foarte bine sa fie diferite.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 electrica .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 present, 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.

Constanta 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. “Gafa “ lui Einstein s-a dovedit in cele din urma o intuitie triumfatoare.Consatnta 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, si singurul mod pe care il cunoastem de a-i da un sens este principiul antropic, aceasta idée(principiul antropic) detestata de majoritatea fizicienilor.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 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.

Densitatea critica.Materia intunecata.Una din intrebarile pe care si le pun fizicienii cosmologi este daca universul va continua sa se dilate la nesfarsit? Se vor ideparta 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.In ulimii ani 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 (caldua) , nici unde radio, nici orice tip de radiatie, si in consecinta este efectiv greu de detectat. 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.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 Andu, Ire, Matei, Ana si David !).In acest caz precizia ceruta e uluitoare. Probele privind existenta materiei intunecate sunt acum de necontestat.Modul in care se misca stelele si galaxiile 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 zece 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.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.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.

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 niciodata.Asadar un univers cu o chimie complexa cere ca acest numar sa fie cuprins in intervalul 0,006-0,008.

Numarul de dimensiuni spatiale ale lumii in care traim. Un alt numar crucial, mentionat de profesorul Rees si 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, traiectoriile 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.

Constanta structurii fine.Constanta structurii fine este una dintre cele mai importante constante ale naturii.In general probabilitatea ca un electron sa radieze un foton  este data de constanta structurii fine.Cu alte cuvinte, doar un electron norocos din 137 emite un foton.Aceasta e semnificatia: probabilitatea ca un electron, in timp ce se misca pe traiectoria sa, sa aibe chef sa emita brusc un foton. Constanta structurii fine determina intensitatea fortelor electrice dintre particulele incarcate.Ea controleaza cat de puternic atrage nucleul atomic electronii din jurul sau.In consecinta ea determina cat de mare este atomul, cat de repede se misca electronii pe orbitele lor, si in final controleaza fortele dintre diversi atomi care le permit sa formeze molecule.Dar, desi e foarte importanta, nu stim de ce valoarea ei este 0,007297351 si nu alt numar.Daca s-ar modifica doar cu cateva procente valoarea sa, n-ar fi existat nici carbon nici viata. Propietatile rezonantei carbonului prezise de fizicianul Fred Hoyle sunt sensibile la constanta structurii fine.Daca in universul timpuriu masa electronului ar fi fost mai mare, electronii si protonii ar fi fuzionat, formand neutroni si impiedicand astfel producerea la scara larga de hidrogen. Aceste lucruri l-a avut in vedere fizicianul Fred Hoyle, unul din cei mai mari savanti ai secolului XX si care nu era un adept al creationalismului, cand a spus ca “e ca si cum o minte superioara s-ar fi jucat cu fizica, cu chimia si cu biologia”.

Asadar daca oricare din numerele mentionate mai sus nu ar fi fost fin acordate la valorile pe care le au, nu ar fi existat nici stele si nici viata.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 numere 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.

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?  Ideea  de principiu antropic a aparut din observatia ca legile naturii par surprinzator de bine potrivite pentru existent 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 icat 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. 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 naturii, 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-numerele acordate fin de care vorbeste profesorul Rees.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 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.

 In lucrarea prezentata de profesorul Stephen Hawking la conferinta de astofizica organizata de iezuiti la Vatican, acesta a prezentat pentru prima oara ipoteza ca timpul si spatiul formeaza impreuna o suprafata care ar avea dimensiuni finite dar nu ar avea limita sau margine (ipoteza numita mai tarziu conditia  ” fara limita”).Conditia “fara limita” presupune ca istoria universului ar putea fi reprezentata asemanator cu suprafata pamantului (doar ca ar avea inca doua dimensiuni), distanta fata de Polul Nord reprezentand timpul imaginar(adica timpul este imaginar si nu poate fi distins de directiile spatiului) iar dimensiunea unui cerc aflat la distanta constanta de Polul Nord reprezentand dimensiunea spatiala a universului.Universul incepe (in urma cu miliarde de ani) la Polul Nord ca un singur punct.Pe masura ce ne deplasam spre sud, pararelele aflate la distanata constanta de Polul Nord devin mai mari, corespunzand universului in expansiune in timpul imaginar.Universul ar ajunge la ecuator la o dimensiune maxima , apoi s-ar contracta odata cu cresterea timpului catre un singur punct la Polul Sud.Potrivit acestei ipoteze, chiar daca universul ar avea dimensiunea zero la Polul Nord si la Polul Sud aceste puncte nu ar fi singularitati. O consetinta deosebit de interesanta a conditiei “fara limita” propusa de fizicianul Stephen Hawking se refera la dimensiunea abaterilor mici de la densitatea uniforma din universul timpuriu, abateri care au determinat formarea  mai intai a galaxiilor, apoi a stelelor si planetelor si  in final a noastra.Principiul de incertitudine din mecanica cuantica implica faptul ca universul timpuriu nu putea fi complet uniform deoarece trebuie sa fi existat unele incertitudini sau fluctuatii ale pozitiilor si vitezelor particulelor.Utilizand conditia”fara limita”, gasim ca universul trebuie sa fi inceput, doar cu neuniformitatea minima posibila permisa de principiul de incertitudine.Apoi universul ar fi suferit o perioada de espansiune rapida, ca in modelul inflationist propus de Linde.In aceasta perioada neuniformitatile initiale s-ar fi amplificat pana au fost destul de mari pentru a explica originea structurilor pe care le vedem in jurul nostru.Intr-un univers in expansiune in care densitatea materiei varia usor de la un loc la altul, gravitatia ar fi determinat regiunile mai dense,  sa-si incetineasca expansiunea si sa inceapa sa se contracte.Aceasta ar fi condus la formarea galaxiilor, stelelor si, in cele din urma, chiar a unor creaturi neansemnate ca noi oamenii.Astfel, toate structurile complicate pe care le vedem in univers ar putea fi explicate prin conditia”fara limita”a universului impreuna cu principiul de incertitudine din mecanica cuantica.

In gravitatia cuantica, cand se incearca unificarea gravitatiei cu mecanica cuantica, se are in vedere ideea timpului “imaginar”.Timpul imaginar nu se distinge de directiile spatiului. Aceasta inseamna ca nu poate fi o diferenta importanta intre directiile inainte si inapoi (intre trecut si viitor) ale timpului imaginar, asa cum se considera in timpul “real”.Legile fizicii respecta anumite simetrii (nu se schimba la simetriile C, P,T) si nu fac diferenta intre trecut si viitor. In timpul real universul are un inceput si un sfarsit la singularitati, care formeaza o limita a spatiu-timpului si in care legile fizicii nu mai functioneaza.Dar in timpul imaginar nu mai exista singularitati sau limite. Aceasta poate sugera ca as-numitul timp imaginar este in realitate timpul real si ceea ce numim timp real este doar o plasmuire a imaginatiei noastre adica doar o idee pe care am inventat-o pentru a ne ajuta la descrierea a cea ce vedemm ca este universul.Totusi exista o mare diferenta intre directiile inainte si inapoi ale timpului real in viata obisnuita.De unde vine aceasta diferenta intre trecut si viitor in timpul real? Explicatia care se da de obicei se bazeaza pe legea a doua a termodinamicii(entropia creste intotdeauna cu timpul intr-un sistem inchis).Daca un sistem are entropie el va evolua ireversibil in timp.A doua lege a termodinamicii spune ca entropia poate fi doar creata, nu si distrusa.Daca spargeti o ceasca de cafea zdrobind-o de podea, i-ati crescut cu mult entropia si va fi foarte greu s-o faceti la loc din bucatele.In termodinamica, ireversibilitatea unui proces este masurata printr-o crestere a entropiei, deoarece ea masoara cantitatea de informatie pierduta pe seama miscarii dezordonate. Dar o asemenea informatie odata pierduta, nu va putea fi niciodata recuperata, astfel inacat entropia nu poate in mod normal sa descreasca. Cresterea dezordinii sau entropiei cu timpul reprezinta un exemplu de sens al timpului(sensul termodinamic al timpului), ceva care diferentiaza trecutul de viitor, dand timpului o directie.Exista trei sensuri diferite ale timpului.Primul este sensul termodinamic al timpului, directia timpului in care dezordinea sau entropia creste.Apoi, exista sensul psihologic al timpului, directia in care noi simtim trecerea timpului, directia in care ne reamintim trecutul, dar nu viitorul.In sfarsit, exista un sens cosmologic al timpului.Acesta este directia timpului in care universul se extinde, nu se contracta.

A doua lege a termodinamicii rezulta din faptul ca exista intotdeauna mai multe stari dezordonate decat cele ordonate si la un moment ulterior este mai probabil ca sistemul sa fie intr-o stare dezordonata decat intr-una ordonata(exemplu cu piesele de puzzle dintr-o cutie care sunt imprastiate pe masa).Astfel dezordinea va tinde sa creasca cu timpul, daca sistemul satisface o stare initiala ordonata.Intr-o teorie cuantica a gravitatiei, inceputul poate fi un punct regulat, omogen al spatiu-timpului si universul ar fi trebuit sa-si inceapa expansiunea intr-o stare omogena si ordonata(in limitele principiului de incertitudine) si ar fi devenit neomogen si dezordonat pe masura ce trecea timpul.Aceasta ar explica sensul termodinamic al timpului.La inceput s-a crezut ca dezordinea ar descreste atunci cand universul ar suferi din nou un colaps si s-ar intoarce la o stare omogena si ordonata.Dar conditia”fara limita”inseamna ca dezordinea ar continua, de fapt, sa creasca in timpul contractiei si sensurile termodinamic si pshiologic al timpului nu s-ar inversa cand universul incepe sa se contracte din nou. Inflatia din etapele timpurii ale universului, pe care o prezice conditia” fara limita”, inseamna ca universul trebuie sa se extinda cu o rata foarte apropiata de cea critica la care el tocmai evita sa sufere din nou un colaps, si astfel nu va suferi un colaps inca foarte mult timp.Pana atunci toate stelele vor fi ars si protonii si neutronii din ele se vor fi dezintegrat in particule usoare si radiatii.Universul ar fi intr-o stare de dezordine aproape completa.Nu ar mai exista un sens termodinamic puternic al timpului.Dezordinea nu  ar putea sa creasca mult deoarece universul ar fi deja intr-o stare de dezordine aproape completa.Totusi pentru ca viata inteligenta sa functioneze este nevoie de un sens termodinamic puternic.Pentru a supravietui, fiintele umane trebuie sa consume hrana, care este o forma ordonata de energie, si o transforma in caldura, care este o forma dezordonata de energie.Astfel viata inteligenta nu va putea exista in faza de contractie a universului. Deci, conditia “fara limita” determina crestera dezordinii si conditiile adecvate pentru viata inteligenta numai in faza de expansiune.

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 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.Fizicienii spera sa gaseasca un sistem unic si coerent de legi fizice, o teorie finala, in care orice constanta a naturii, inclusiv constanta cosmologica, sa poata fi prezisa pe baza unui principiu matematic elegant.Ei cred ca la baza tuturor lucrurilor se afla o teorie frumoasa, un set unic, puternic si convingator de ecuatii, care descriu toate fenomenele, cel putin in principiu, chiar daca ecuatiile sunt prea greu de rezolvat.Aceste ecuatii trebuie sa fie simple si simetrice.Dar, inainte de toate, ecuatiile trebuie sa prezica in mod unic legile fizicii care au fost descoperite in ultimile cateva secole, inclusiv modelul standard al fizicii particulelor: lista particulelor elementare, masele lor, constantele de cuplaj si fortele dintre ele.Ce ciudat ar fi  sa asistam la descoperirea unei teorii finale! Descoperirea legilor ultime ale naturii  va marca cu siguranta o ruptura in istoria stiintei moderne.Poate ca experimentele efectuate cu superacceleratorul de la Geneva vor oferi informatii lamuritoare.Am inaintat deja destul de mult spre o asemenea teorie.

Cele mai profunde principii fizice pe care le cunoastem in prezent  sunt regulile mecanicii cuantice care stau la baza a tot ce cunoastem despre materie si interactiile ei.Dar mecanica cuantica nu este o teorie fizica completa.Ea nu spune nimic despre particulele si fortele ce pot exista.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.

Am putea gasi un candidat pentru teoria finala  printre actualele teorii ale corzilor.Exita si o posibilitate care pare destul de probabila si mult mai tulburatoare.Poate ca exista o teorie finala, un set simplu de principii din care decurg toate sagetile explicative, dar nu o vom cunoaste niciodata.S-ar putea ca ca noi oamenii pur si simplu  sa nu fim suficient de inteligenti pentru a descoperii sau intelege legile fundamentale.Pana acum, din fericire, se pare ca nu am ajuns la capatul resurselor noastre intelectuale.In fizica cel putin, am vazut ca fiecare noua generatie de studenti pare mai inteligenta decat precedenta. Poate ca generatia noastra va atinge acest mult cautat nivel de cunoastere, sau poate ca nu.Poate ca vor mai trece multe generatii pana atunci.Singurul lucru cert este ca nu vom sti daca nu vom incerca.Cautarea legilor fundamentale ale universului este o drama profund umana care ne imbogateste mintea si spiritul.Cu totii cautam fiecare in felul lui,adevarul si cu totii tanjim sa aflam de ce suntem aici.Pe masura ce urcam impreuna muntele explicatiilor, fiecare generatie sprijinindu-se pe umerii inaintasilor, nazuim cu temeritate sa ajungem la varf de unde sa contemplam cu claritate vastul univers.Cel mai intemeiat motiv de speranta ca specia noastra e in stare sa progreseze intelectual si in viitor e minunata capacitate de a stabili prin limbaj o comunicare intre creierele noastre, dar s-ar putea ca acest lucru sa nu fie suficient. Fizicienii vor putea fi intr-o buna zi in stare sa scrie ecuatiile fundamentale care guverneaza realitatea fizica.Dar fizica nu va putea explica niciodata ce anume “sufla foc” peste ecuatii si le da viata intr-n univers real.

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.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.In prezent gravitatia cuantica zguduie atat de puternic fundamentele fizicii moderne , incat pana si banalul   numar de trei dimensiuni spatiale ale universului, un lucru atat de elementar, incat l-am putea considera dincolo de orice indoiala este in mod spectaculos si convingator modificat.Astazi adevaratele mistere ale naturii si universului trebuiesc cautate in astrofizica si fizica particulelor elementare.

Desigur principiile fizicii reprezinta o componenta pretioasa a cvilizatiei de pe planeta noastra.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.Probabil in viitorul apropiat acel principiu holografic din gravitatia cuantica la care se refera fizicienii Susskind, Smolin, Brian Greene, Winberg in lucrarile lor va fi o idee formidabila care va marca profund civilizatia planetei noastre.