The Theory of Everything or The Theory of Nothing

Eddie Redmayne ca Stephen Hawking

Stephen Hawking

The Theory of Everything or The Theory of Nothing by Terraflorin

De la Cinemagia citire aflăm că Theory of Everything descrie relaţia dintre Hawking şi soţia sa, Jane. Cei doi s-au cunoscut pe când erau studenţi la Cambridge în anii ’60, exact în vremea în care viitorul mare om de ştiinţă începea să sufere consecinţele afecţiunii care l-a paralizat, forţându-l să trăiască într-un scaun cu rotile şi să se exprime cu ajutorul unui computer sofisticat, conceput special pentru el de către un prieten.

(Citeşte şi: Filmul Interstellar şi… principiul holografic)

Teoria Întregului sau teoria nimicului? O teorie a întregului (a Totului) sau teoria finală, ultima teorie sau teoria teoriilor reprezintă un cadru teoretic al fizicii; un cadru ipotetic, unic şi atotcuprinzător care să explice întregul (Univers, Multivers, Multiversuri) și care să lege împreună toate aspectele fizice ale universului

Wikipedia: A theory of everything (ToE) or final theory, ultimate theory, or master theory is a hypothetical single, all-encompassing, coherent theoretical framework of physics that fully explains and links together all physical aspects of the universe.^[1]:6 Finding a ToE is one of the major unsolved problems in physics. Over the past few centuries, two theoretical frameworks have been developed that, as a whole, most closely resemble a ToE. The two theories upon which all modern physics rests are general relativity (GR) and quantum field theory (QFT). GR is a theoretical framework that only focuses on the force of gravity for understanding the universe in regions of both large-scale and high-mass: stars, galaxies, clusters of galaxies, etc. On the other hand, QFT is a theoretical framework that only focuses on three non-gravitational forces for understanding the universe in regions of both small scale and low mass: sub-atomic particles, atoms, molecules, etc. QFT successfully implemented the Standard Model and unified the interactions (so-called Grand Unified Theory) between the three non-gravitational forces: weak, strong, and electromagnetic force.^[2]:122

Stephen Hawking a fost inițial un adept al Teoriei Întregului, dar, luând în considerare Teorema lui Gödel (a incertitudinii), a concluzionat că ecuaţia/formula nu poate fi obținută.

Stephen Hawking was originally a believer in the Theory of Everything but, after considering Gödel’s Theorem, concluded that one was not obtainable.

Unii oameni vor fi foarte dezamăgiți dacă nu există o teorie a întregului, care să poate fi formulată ca un număr finit de principii. Am făcute parte din această tabără, dar m-am răzgândit. – Some people will be very disappointed if there is not an ultimate theory, that can be formulated as a finite number of principles. I used to belong to that camp, but I have changed my mind.

Concluzie: Stephen Hawking a fost iniţial un adept al Teoriei dar apoi a renunţat la ea considerând-o imposibil de formulat. Poate că este aşa poate că nu, viitorul o va arăta. Este imposibil ca el să fie ultimul mare fizician al omenirii! Dar nu înţeleg de ce filmul a fost numit aşa, adică ”Teoria întregului”, din moment ce pare a fi un eşec – mai potrivit ar fi Teoria Nimicului – pentru că nu a demonstrat cam nimic. Filmul se vrea a fi biografic dar producătorii lui nici nu au avut răbdare ca să prezinte povestea omului până la sfârşitul vieţii sale. Chiar şi atunci când se face o statuie de obicei se aşteaptă ca persoana înfăţişată acolo să fie decedată! Cu atât mai mult la un film de aşa calibru care are o audienţă mult mai mare decât statuia. Bun, nu e un capăt de ţară, mai avem statui dar şi filme biografice care prezintă oameni în viaţă! Cea mai bună explicaţie pentru alegerea titlului este banul – producătorii filmului au avut în vedere în primul gând să obţină câştiguri cât mai bănoase! S-au folosit (în scopuri publicitare) şi de titlul cărţii lui Hawking (care a fost un succes mondial) pentru a mări audienţa. Bugetul filmului este de 15 milioane de dolari americani şi a a încasat deja cca. 100 de milioane de dolari americani! Scenariul este scris de Anthony McCarten pe baza unei cărţi a primei soţii a lui Hawking, Travelling to Infinity: My Life with Stephen. Cartea şi filmul prezintă apariția și evoluția bolii sale, boala neutronului motor, precum și cariera sa de succes în domeniul fizicii.

De ce spuneam că mai potrivit ar fi Teoria Nimicului – pentru că nu a demonstrat cam nimic în acest domeniu.

Afișul filmului

Din scenariul filmului:
Teoria lui Penrose este prezentată astfel: O stea de peste trei ori mai mare decât Soarele nostru e pe cale să-şi încheie existenţa printr-un colaps. Forţele gravitaţionale ale întregii mase copleşesc forţa electromagnetică a fiecărui atom, astfel prăbuşindu-se spre interior. Dacă steaua are o masă suficientă, această contractare va continua, creând o gaură neagră, unde deformarea spaţiu-timp e atât de puternică, încât nimic nu-i poate scăpa, nici măcar lumina. Devine din ce în ce mai mică. În fapt, steaua devine mai densă, pe măsură ce atomii, chiar şi particulele subatomice, sunt literalmente strivite, într-un spaţiu din ce în ce mai mic. Iar la final rămânem cu o singularitate de spaţiu-timp… Spaţiul şi timpul încetează să existe.

Hawking s-a gândit cum ar fi dacă am aplica teoria lui Penrose despre găurile negre întregului univers… Dacă Einstein are dreptate sau dacă Teoria Relativităţii e corectă, atunci Universul e în expansiune. Dacă dai timpul înapoi, universul ar deveni din ce în ce mai mic. Şi dacă inversezi procesul până la capăt pentru a vedea ce s-a întâmplat la naşterea Timpului: se observă că Universul devine din ce în ce mai mic, devine din ce în ce mai dens, mai fierbinte… până când devine o singularitate spaţiu-timp.
Aşadar , Universul s-a născut din explozia unei găuri negre.

Nota mea: Dacă această teorie ar fi adevărată şi bazându-ne pe faptul că în universul observat se află numeroase găuri negre ar rezulta că într-un Univers, să zicem universul nostru, prin explozii frecvente ale găurilor negre, s-ar forma constant alte Universuri. Pe scurt un Univers în expansiune ar fi plin cu alte Universuri în expansiune, lucru care NU A FOST DETECTAT NICIODATĂ.

Prin urmare Stephen s-a sucit la 180 de grade, noua sa mare idee era că Universul nu are graniţe. Şi dacă nu are graniţe, nu are început…

Apoi a introdus conceptul de Radiație Hawking! Emisia radiației Hawking duce la scăderea masei găurii negre și, astfel, se ajunge la evaporarea găurii negre. PRIN URMARE O GAURĂ NEAGRĂ NU FORMEAZĂ UN ALT UNIVERS PRIN EXPLOZIE ci se stinge prin emisie de căldură. (Radiația Hawking este radiația termică)

Să vedem relaţia lui Hawking cu Dumnezeu aşa cum reiese din film:

Odată cu noua sa mare idee că Universul nu are graniţe şi nici început, Hawking considera că nu mai este nevoie nici de existenţa lui Dumnezeu pentru că nu mai trebuia explicat un început al Universului.

Stephen caută iniţial o singură teorie care să explice toate forţele în Univers, o teorie prin care ar fi vrut să demonstreze că Dumnezeu NU EXISTĂ. Dar eşecul formulării acestei teorii nici nu i-a dovedit lui personal că Dumnezeu există! În momentul în care căuta şi credea în Teoria Întregului, Hawking credea că descoperirea sa va fi triumful suprem al raţiunii umane, fiindcă atunci oamenii vor înţelege Mintea lui Dumnezeu.

Einstein a zis: “Dumnezeu nu dă cu zarul în Univers”. Se pare că, nu numai că dă cu zarul, dar îl aruncă unde nu-l putem găsi. Dumnezeu a revenit pe lista speciilor pe cale de dispariţie. Sper că va rezista. Fizica trece înapoi la treabă.

Spre sfârşitul vieţii (şi al filmului) Întrebat de studenţi de ce nu crede în Dumnezeu, acesta răspunde:

E limpede că nu suntem decât o specie avansată de primate pe o planetă neînsemnată ce orbitează în jurul unei stele medii din suburbia uneia din cele un miliard de galaxii. Însă, de la începutul civilizaţiei, oamenii au râvnit la înţelegerea ordinii fundamentale a lumii. Trebuie să existe ceva foarte special despre condiţiile limitelor Universului. Şi ce poate fi mai special, decât că nu există limite. Şi nu ar trebui să existe limite nici în efortul oamenilor. Suntem cu toţii diferiţi. Oricât de grea ar părea viaţa, mereu există ceva ce poţi face şi în care poţi reuşi. Atâta timp cât există viaţă, există speranţă.

Şi astfel filmul prezintă o apologie a ATEISMULUI; neputinţa sa de a găsi formula Teoriei Întregului l-a îndepărtat de Dumnezeu. Bănuiesc că şi boala sa l-a ”înrăit” în acest sens, ca să mă exprim aşa.

Filmul Interstellar şi… principiul holografic

Afișul filmului Interstellar: Călătorind prin univers

Cinemagia ne spune despre filmul Interstellar: Călătorind prin univers că: În contextul în care existenţa omenirii pe Terra este ameninţată, un grup de exploratori depăşeşte limitele spaţiului şi cucereşte imensele distanţe ale unei călătorii interstelare. De fapt exprimarea este puţin greşită deoarece nu grupul de exploratori a depăşit limitile spaţiu-timpului ci o civilizaţie din viitor care a deschis o gaură de vierme lângă planeta Saturn. Pentru mai multe detalii privind filmul, am să traduc secţiunea Plot de la en.wikipedia pe ro.wikipedia.

Principiul holografic este o proprietate a gravitației cuantice și din teoria corzilor, care prevede că descrierea unui volum al spațiului poate fi gândită ca o codificare pe granița regiunii spațiului – de preferință la granița luminii cum ar fi un orizont gravitațional. Acest principiu sugerează ca întregul univers poate fi privit ca o structură informațională bi-dimensională, iar mediul înconjurător și noi am putea fi o proiecție holografică a proceselor fizice care au loc pe o suprafață bidimensională și îndepărtată. Conceptul a fost propus pentru prima oară de către Gerard ‘t Hooft și a devenit pentru prima oară o interpretare corectă a teoriei corzilor prin munca lui Leonard Susskind, care a combinat ideile sale cu cele anterioare ale lui Gerard ‘t Hooft și ale lui Thorn Charles.

(Citeşte şi: The Theory of Everything or The Theory of Nothing)

Ideea lui Gerard ‘t Hooft și a lui Leonard Susskind se bazează pe studii asupra găurilor negre care au fost testate de către Jacob Bekenstein (Universitatea Evreiască din Israel) și de Stephen Hawking (Universitatea Cambridge). În anii 1970, Stephen Hawking a demonstrat ca găurile negre nu sunt în totalitate „negre” și emit foarte lent o radiație ce ar provoca evaporarea lor treptată până la dispariție. Dacă ar dispărea o gaură neagră, atunci întreaga informație despre steaua al cărui colaps a dus la formarea găurii negre ar dispare odată cu ea; acest concept contrazice principiul conform căreia informația nu poate fi distrusă („paradox al informației găurii negre”). Universul însuși stochează informația într-un mod similar găurilor negre, iar mecanica cuantică vine cu presupunerea ca informația este stocată în fiecare volum de spațiu.
Așa cum a arătat Raphael Bousso, Thorn a observat în 1978 că teoria corzilor admite o descriere la dimensiuni mici la care gravitația rezultă din aceste dimensiuni în ceea ce este numit acum ca o modalitate holografică.
Conform lui Craig Hogan (de la Fermilab din Batavia, Illinois) ar exista o limită fundamentală a continuumului spațiu-timp în care spațiul și timpul încep sa se dizolve în „granule”, tot asa cum o imagine dintr-un ziar se fragmentează în puncte atunci când este mărită.
Fizicianul american Brian Greene spune că:
„Tot ceea ce vedem și experimentăm, ceea ce noi spunem că reprezintă familiara noastră realitate tridimensională, poate fi doar o proiecție de informații stocate pe o suprafață bidimensională minusculă aflată la mare distantă, similar modului în care informația unei holograme este stocată pe o bucată subțire de plastic. […] Tind să cred că da, această lume tridimensională este un fel de iluzie și că adevărata realitate ultimă este realitatea bidimensională de la suprafața Universului.”
—The Fabric of the Cosmos (Textura universului)

Dar să revenim la film… după două încercări fără succes, echipajul navei spaţiale Endurance se îndreaptă spre a treia planetă. Pentru a ajunge acolo, având combustibil lipsă din cauza unui sabotor uman (dr. Mann (Matt Damon)) de pe planeta nr.2, Endurance trebuie să se folosească de gravitaţia unei găuri negre. În acest scop trebuie să arunce câteva module în urmă, printre care şi modulul în care se afla Cooper (Matthew McConaughey) şi robotul TARS. Cei doi trec de orizontul găurii negre şi ajung într-un „tesseract” extradimensional unde timpul este doar o dimensiune de-a lungul căruia poţi să te deplasezi în ”sus” şi în ”jos”, Cooper are acces la diferite portaluri care arată frânturi din dormitorul copilăriei lui Murphy (fata lui) la momente diferite. În acest mod, Cooper îi comunică lui Murphy datele necesare pentru a rezolva ecuația profesorului Brand şi astfel să salveze întreaga omenire prin evacuarea acesteia în spaţiu. După ce comunică informaţiile, „tesseract”ul se închide, iar Cooper ajunge pe o staţie spaţială NASA unde fiica sa e pe moarte. Tesseractul acesta ca şi gaura de vierme de lângă Saturn, fiind creat nu de extratereştri ci de o civilizaţie extradimensională evoluată din oameni, probabil urmaşă îndepărtată a coloniei extraterestre de pe planeta 3 unde Cooper se duce după Amelia (cea care a rămas pe nava Endurance după ce acesta a căzut în gaura neagră).

Ideea filmului este că prin intermediul găurii negre se pot deschide portaluri în spaţiu-timp prin care se poate comunica oriunde şi oricând.

Principiul holografic spune tocmai opusul: tot ceea ce credem noi că există în Univers se află de fapt într-o gaură neagră (sau în mai multe) în timp ce restul Universului (multiversului) este doar o proiecție holografică! Dacă noi ”trăim” în gaura neagră ”proiecţia” noastră holografică din Univers nu se poate întoarce în gaura neagră (anulând legile fizicii) pentru a lua legătura cu altă ”proiecţie”.

Care idee să fie adevărată? Mai apropiată de adevăr? Este posibil ca niciuna să nu fie reală, dar probabil că Principiul holografic, care are şi un fundament teoretic în spate (<teoria corzilor) să fie mai apropiat de realitate!

Vezi şi
Realitate simulată
Ipoteza simulării

UPDATE
Rezumatul filmului

În viitor, plantele agricole sunt distruse de o mană, doar porumbul mai putând fi cultivat pentru o perioadă, lucru care duce la prăbușirea civilizației și deșertificarea planetei. Fostul pilot NASA Cooper (Matthew McConaughey) se ocupă de o fermă alături de familia sa. Murphy (Mackenzie Foy), fiica de 10 ani a lui Cooper, crede că în camera sa se află o fantomă care încearcă să comunice cu ea. Ei descoperă că „fantoma” este o inteligență necunoscută care trimite mesaje codate prin intermediul undelor gravitaționale, lăsându-le în praf coordonatele binare ale unei instalații secrete NASA condusă de profesorul John Brand (Michael Caine). Brand le dezvăluie că în sistemul solar a apărut o gaură de vierme, aparent creată de o inteligență extraterestră, prin care se poate ajunge la planete din altă galaxie, planete care le pot da speranța că omenirea va supraviețui în altă parte. „Misiunile Lazar” ale NASA au identificat trei lumi potențial locuibile care orbitează gaura neagră Gargantua: planetele Miller, Edmunds și Mann, numite după astronauții care au coborât pe ele pentru a le cerceta. Brand îl recrutează pe Cooper ca pilot al navei spațiale Endurance pentru a pleca să recupereze datele celor trei astronauți; dacă una dintre planete este locuibilă, omenirea va merge acolo pe stații spațiale. Plecarea lui Cooper o devastează pe Murphy, cei doi despărțindu-se urât.

Pe Endurance, Cooper se întâlnește cu fiica lui Brand, biotehnicianul Amelia (Anne Hathaway); cu cercetătorii Romilly (David Gyasi) și Doyle (Wes Bentley). Din echipaj mai fac parte roboții TARS și CASE. Ei intră prin gaura de vierme și merg pe planeta Miller, dar descoperă că planeta este prea aproape de Gargantua fiind afectată de o severă dilatare gravitațională a timpului: fiecare oră petrecută la suprafața planetei înseamnă șapte ani în spațiul cosmic normal sau pe Pământ. O echipă coboară pe planetă dar se dovedește neprimitoare fiind acoperită de un ocean de mică adâncime străbătut de numeroase tsunami. În ceea ce Amelia încearcă să recupereze datele lui Miller, un val uriaș apare, omorându-l pe Doyle și întârziind plecarea navetei. Când ceilalți revin pe Endurance, 23 de ani au trecut deja.

Pe Pământ, Murphy (Jessica Chastain) este deja adultă și lucrează ca cercetător NASA ajutându-l pe profesorul Brand cu o ecuație care va permite NASA să lanseze stații spațiale prin manipularea gravitației. Pe patul de moarte, Brand recunoaște că a rezolvat deja ecuația și că a determinat că proiectul este imposibil. Nu și-a făcut cunoscute concluziile sale mai devreme pentru a păstra speranța celorlalți și și-a pus credința în „Planul B”: folosirea embrionilor congelați de la bordul lui Endurance pentru întemeierea unei noi omeniri pe una din cele trei planete. Cu toate acestea, Murphy concluzionează că ecuația lui Brand ar putea funcționa dacă ar avea date suplimentare privind singularitatea unei găuri negre.

Datorită nivelului scăzut de combustibil, Endurance mai poate vizita doar o planetă din cele două înainte de a reveni pe Pământ. După un vot tensionat, echipajul hotărăște să meargă pe planeta Mann, de unde Mann încă mai transmite date. Cu toate acestea, ei descoperă că planeta este rece și neprimitoare. Mann (Matt Damon) a știut întotdeauna că Planul B este cel care va fi aplicat și a falsificat datele despre locuibilitatea planetei sale, doar pentru ca Endurance să-l salveze. Mann sparge vizorul lui Cooper și-l lasă să moară, apoi fuge spre Endurance cu o navetă; Romilly este ucis de o bombă programată de Mann pentru a-și proteja secretul. Amelia îl salvează pe Cooper cu o altă navetă. Cei doi ajung pe Endurance în timp ce Mann începe o procedură necorespunzătoare de andocare. Sasul explodează, ucigându-l pe Mann și cauzând daune grave navei Endurance care începe să se rotească și să cadă spre stratosfera planetei. Cooper pilotează însă naveta pentru a o aduce pe Endurance sub control.

Aproape fără combustibil, Cooper și Amelia intenționează să folosească gaura neagră Gargantua ca pe o praștie gravitațională astfel încât să înscrie nava Endurance pe un curs care o va duce spre planeta Edmunds. Datorită gravitației uriașe, trec alte câteva decenii pe Pământ în timp ce Endurance orbitează gaura neagră. TARS și Cooper se desprind cu naveta de pe Endurance, sacrificându-se pentru ca nava și Amelia să scape de gaura neagră. TARS și Cooper cad în gaura neagră și ajung într-un „tesseract” extra-dimensional, în care timpul este ca o dimensiune spațială. Cooper are acces la diferite portaluri care arată frânturi din dormitorul copilăriei lui Murphy la momente diferite. Cooper își dă seama că ființele extraterestre sunt de fapt oameni din viitor care au construit acest spațiu, astfel încât el poate comunica cu Murphy pentru a salva omenirea. Folosind undele gravitaționale, Cooper codifică datele lui TARS privind singularitatea în ceasul lui Murphy, permițându-i acesteia să rezolve ecuația lui Brand și astfel omenirea să poată evacua Pământul în stații spațiale NASA. Cooper se trezește la bordul unei astfel de stații spațiale și se întâlnește cu Murphy (Ellen Burstyn), acum înaintată în vârstă, cea care a condus exod omenirii. Murphy îl convinge pe Cooper s-o caute pe Amelia care a naufragiat pe planeta Edmunds și a pus în acțiune planul B, pentru ea nu a trecut decât puțin timp de la despărțirea de Cooper.