Misterele fizicii cuantice part I

                                         Este Universul inteligent ?

              Majoritatea dintre noi am ramas cu o imagine gresita despre materie, univers si legile lui
de functionare, datorita faptului ca in scoala ni s-au predat doar cateva notiuni generale din fizica. Nimeni, daca nu a studiat stiinta si noile ei teorii pe cont propriu, nu stie ca, de fapt, inca de pe vremea lui Einstein, cercetatorii au inceput sa se divizeze si o serie nesfarsita de enigme, blocaje si intrebari au creat o deruta nemaiintalnita anterior in lumea stiintei.
 Teorii si experimente care au incercat sa dea raspunsuri si sa faca lumina, au ramas doar in sfera stiintei alternative, in timp ce stiinta “oficiala” orbecaie, dand un amalgam caraghios de explicatii distorsionate, incapatanandu-se sa recunoasca ca
premisele pe care s-a intemeiat, acum cateva sute de ani, au fost gresite !


Fizica Newtoniana
Isaac Newton (1642-1727) este considerat ca fiind fondatorul stiintei moderne, care a
incercat sa explice realitatea, cel putin pana la inceputul sec al XX lea, cand Einstein a
desfiintat suprematia fizicii Newtoniene, cu Teoria Generala a Relativitatii. Rene
Descartes, care a impartit lumea noastra in domeniile spiritual si material, l-a inspirat pe
Isaac Newton. Datorita lor vechea viziune, ca in spatele tuturor lucrurilor ar sta un
Creator Inteligent (Dumnezeu), a fost abandonata si stiinta s-a separat de dogma
religioasa. Premisa fizicii lui Newton a fost determinismul causal, adica parerea ca
studiul lumii fizice se poate face asemena studiului unei masini. Sa spunem ca vrem sa
intelegem cum functioneaza un ceas mecanic. Pentru aceasta tot ce trebuie sa stim este
sa examinam fiecare rotita, iar in final vom intelege functionarea intregului mecanism.
Atomul era considerat ca fiind un punct limitat, particular in spatiu. Daca vrem sa-i
intelegem structura trebuie sa-l despartim in partile componente si sa le studiem in parte.
Cand vom fi descoperit cea mai mica particula existenta in natura, vom intelege tot ceea
ce trebuie sa stim despre atom.
Stiinta a urmat apoi fidela (ca sa nu spunem “oarba”) aceasta premisa. S-au construit
acceleratoare de particule imense, cum ar fi cel din Elvetia, pentru a desface atomul in
parti componente. In aceste acceleratoare materia este bombardata cu particule, ce sunt
accelerate pana aproape de viteza luminii. Dupa ce un atom este bombardat de aceasta
particula accelerata, se sparge in parti minuscule, eliberand subparticule, ce sunt studiate
intr-o camera cu vapori. Pe langa neutroni, electroni si protoni, lista lor pare infinita.
Fizicienii inca mai descopera noi particule, fiind intr-o deruta totala. S-au catalogat
aproximativ 300 de particule. Conform acestei fizici lumea exterioara este strict
obiectiva, adica experimentele stiintifice nu sunt dependente de observatorul care
efectueaza experimentul. De aceea, stiinta a formulat un protocol prin care tot ceea ce
este acceptat ca adevarat, trebuie sa fie mai intai verificat printr-un experiment, iar
acesta sa fie capabil de a fi reprodus in orice alt laborator de pe planeta, cu aceleasi
rezultate. Newton a presupus ca orice fenomen din lumea exterioara trebuie sa aiba o
cauza materiala, forte masurabile, sau campuri de energie, interactionand cu obiectele fizice.
Constiinta a fost considerata ca avand de asemenea, o cauza materiala, ea fiind efectul
reactiilor chimice ce au loc in creier.

Teoria Relativitatii
In 1905 Albert Einstein a schimbat insa viziunea fizicii, prin introducerea Teoriei
Relativitatii, urmata in 1915, de Teoria Generalizata a Relativitatii. El a demonstrat ca
legile Newtoniene sunt statice si sunt relative, in functie de observator si obiectul
observat. In functie de diferentele de viteze intre observator si obiectul observat, spatiul
incepe sa se contracte iar timpul se incetineste, sau se accelereaza. Stricta obiectivitate a
realitatii fizice se mentine numai daca luam in considerare efectele relativiste, dintre
observator si obiectul observat. Einstein a concluzionat ca spatiul si timpul nu mai pot fi
privite ca doua lucruri separate, ci ca unul singur, pe care l-a denumit “spatiu-timp
continuum”.
Teoria Relativitatii sustine principiul local si anume ca toate fenomenele fizice trebuie
sa aiba loc intr-un timp si spatiu limitat. Actiunilor la distanta le trebuie un timp, necesar
pentru a se deplasa, iar nimic si nimeni nu poate depasi viteza luminii.
Cam acesta este nivelul general de cunostiinte al omului obisnuit si de aici rezulta felul
in care in mod usual ne desfasuram activitatea si viata zilnica. Pe aceasta baza ne-am
cladit societatea si mai ales tehnologia actuala. Dar oare aceasta este tot? Nu exista
nimic mai mult in acest univers infinit, decat niste miscari si reguli strict mecanice si
materialiste?

Fizica Cuantica
Fondatorul fizicii cuantice este Max Plank. In 1900, el a studiat liniile spectrale, adica
culorile luminoase emise de un corp negru. Acesta fiind un corp ce absoarbe complet
radiatiile caldurii, atinge temperatura de echilibru si apoi o iradiaza. Plank a descoperit
ca, caldura iradiata de acest corp nu era un flux continuu de energie, ci era transmisa in
cantitati (unitati) egale, avand o frecventa fixa. El a presupus ca vibratia atomilor era
sursa acestei radiatii. Liniile discrete ale spectrului de energie puteau fi explicate numai
daca atomii erau excitati intr-o mai mare stare energetica, datorita absorbtiei caldurii.
Apoi aceasta energie era eliberata si radiau energie electomagnetica, pe masura ce
atomul revenea la starea sa initiala. Aceste unitati de energie le-a denumit “cuante”,
energia lor fiind proportionala cu frecventa radiatiei. Conceptul de cuante de energie a
lui Planck, a intrat in conflict cu Teoria clasica a Electromagnetismului a lui Maxwell,
care presupunea ca energia electromagnetica se misca in unde, in orice cantitate de
energie, fie ea cat de mica, in nici un caz cuantificata. Insa Einstein a confirmat aceasta
teorie in experimente efectuate cu efectul fotoelectric, numindu-le fotoni cuantici. Adica,
a dovedit ca lumina este constituita din particule, pe care le-a denumit fotoni.
In 1905 Rutherford a descoperit nucleul atomic, iar in 1913, Niels Bohr a propus un
model al atomului similar cu un sistem solar in miniatura, in care electronii orbiteaza in
jurul nucleului, pe nivele (straturi) de energie. Aceasta, spunea el, explica descoperirile
lui Planck, in sensul ca un atom poate exista numai in anumite stari energetice stabilite.
Electronii se pot roti in jurul nucleului numai pe anumite straturi (nivele) si pot sari de
pe un strat pe altul. Cand electronii sar de pe un strat superior pe unul inferior, se emite
un foton, de o anumita lungime de unda. Electronul nu se deplaseaza in spatiul dintre
straturi, ci doar sare instantaneu de pe unul pe celalalt !
Bohr a explicat misterul de ce electronii nu se ciocnesc de nucleu, prin faptul ca ar
exista un strat inferior care nu poate fi depasit. Si astfel, stiinta s-a resemnat, dand aceste
explicatii puerile la ceea ce au denumit “magia fizicii cuantice” !
Louis de Broglie, in 1924, a ridicat intrebarea daca electronii pot fi numai particule sau
si unde. El a observat ca acestia se comporta in anumite cazuri ca niste particule iar in
altele ca niste unde. Si a introdus notiunea de dualismul unda-particula a electronilor.
Apoi, fizica cuantia a facut un model matematic pentru acest comportament “ciudat” al
materiei, fara insa a da vreo alta explicatie. Oricum, toate incercarile de a determina
dimensiunea unui electron au dus la concluzia ca acesta practic, nu are dimensiuni, chiar
daca pare ca in anumite cazuri se comporta ca o particula minuscula.
Fizica cuantica este cea mai mare ciudatenie cu care s-a confruntat vreodata stiinta
omeneasca. S-a descoperit ca la nivel subatomic natura si fenomenele ei nu mai pot fi
interpretate dupa teoria determinstica Newtoniana. Se pare ca asa zisele legi fizice care
sunt puse in evidenta la nivel macroscopic, isi inceteaza actiunea la nivel cuantic ! Este
impoosibil de a determina cu exactitate starea si proprietatile unei particule, pot fi
calculate doar sub forma de probabilitati, asa zisele unde de probabilitati. Acesta a fost
denumit “Principiul de Incertitudine a lui Heisenberg”.
Trebuie sa precizam ca natura non-deterministica a materiei, nu este datorata lipsei de
aparate de masurat adecvate, ci pur si simplu este o proprietate a naturii, de care nu s-a
stiut anterior. Electronii sar de pe un strat pe altul, fara a avea o cauza aparenta.
Comportamentul haotic al materiei la nivel microscopic a bulversat si derutat oamenii de
stiinta, care erau convinsi ca natura se supune unor legi mecanice predictibile. A ramas
celbra fraza lui Einstein ca “Dumnezeu nu joaca zaruri”', caci el fiind convins ca pentru
orice fenomen trebuie sa existe o formula matematica precisa.
Oare mai era ceva ce fizicienii nu luau in calcul, sau care le scapa atentiei si intelegerii
lor ? Erwin Schrodinger a formulat ecuatia pentru a determina fie momentul (viteza), fie
locatia exacta a unui electron, dintr-un nor electronic, determinarea ambelor fiind
imposibila ! Daca se stie pozitia unui electron, atunci viteza nu mai este sigura, sau invers.
Pentru a rezolva enigma naturii dualistice a particulelor, s-a explicat ca particula nu
exista cu adevarat, ci doar imaginar, ca o superpozitie a tuturor posibilitatilor, cu o
distributie asemanatoare unei unde, atunci cand nu este observata. De indata ce un
observator (experimentatorul) masoara particula, starea cuantica a ei, adica superpozitia
tuturor probabilitatilor, se spune ca colapseaza intr-una din starile (realitatile) fizice.
Altfel spus, particula nu exista cu adevarat inainte ca observatorul sa o observe !!!
Inainte ea exista doar intr-un “taram transcendental” de posibilitati. Cand este observata,
pur si simplu se “materializeaza” intr-una din posibilitati. Aceasta a devenit cunoscuta
ca faimoasa “Interpretare de la Copenhaga” si a fost propusa de Niels Bohr. Ea spune ca
actul observatiei constiente a observatorului, cauzeaza colapsarea undeleor cuantice
probabilistice. Deci, lumea fizica este subiectiva, observatorul jucand un rol activ in
modelarea naturii. La nivelul cuantic noi suntem co-creatori ai propriei noastre
realitati !!!
In sprijinul acestei afirmatii vine si celebrul “Experiment al Dublelor Fante”. In
principiu, aici este vorba de un tun electronic, ce bombardeaza electroni printr-un ecran,
in care sunt facute doua fante verticale, apoi urmele lor sunt vizualizate pe un alt ecran.
Daca se trimit electroni printr-o singura fanta, se observa cum pe ecran apare o urma
verticala, ce demonstreaza ca electronul s-a comportat ca o mica “bila” materiala. Apoi,
daca se transmit electroni prin cele doua fante, se observa ca pe ecran apar mai multe
linii verticale, ca si cand ar fi urmele de interferenta a doua unde ! Daca se pune un
instrument de observare, la una din fante pentru a vedea cum se comporta electronul, pe
ecran apar doar doua linii verticale, ce arata ca electronul se comporta ca o particula. Dar
nu s-a schimbat nimic din conditiile experimentului, doar s-a introdus un instrument de
observare, adica un observator !!! Este ca si cand electronul a stiut ca este observat si sia
schimbat comportamentul, pentru a raspunde asteptarilor observatorului !!!
Einstein odata, spunea ca “nu mai sunt sigur ca Luna este inca acolo cand imi intorc
capul de la ea”, adica materia se reantoarce la energie (starea de unda pura, atunci cand
nu este observata).
Fizica cuantica a insemnat sfarsitul interpretarii obiective a realitatii. Newton si teoria
sa ramanand un arhaism, care poate fi aplicat, cu o marja de aproximatie, numai la
fenomenele macroscopice.
O alta “ciudatenie” descoperita in fenomenele cuantice, este asa zisul efect al
nonlocaliitatii, adica un efect ce are loc instantaneu, intre obiecte fizice separate in
spatiu, care indiferent la ce distanta s-ar afla, nu exista decalaj de timp intre ele. Aceasta
ar contrazice teoria lui Einstein, care spune ca nimic in univers nu poate depasi viteza
luminii. In 1935, Einstein, Podolsky si Rosen au propus o corelatie pentru particulele
interconectate si anume, ca doua particule sunt interconectate, cand starile lor cuantice
sunt cuplate. Aceste particule actioneaza ca una singura, ca si cand nu ar fi separate,
indiferent ce distanta le-ar separa. Una reactioneaza la fel ca si cealalta, instantaneu. Nu
este vorba de o comunicatie cu viteza superluminica, ci de fenomenul de nonlocalitate,
adica unitarism. John Bell in 1964 a demonstarat definitiv acest efect ca fiind real.
Alain Aspect este cel care a dovedit in anul 1982 principiul nonlocalitatii utilizand doi
fotoni gemeni, trimisi in directii diferite.
Inginerii de la IBM, in 1993, au lucrat la o “teleportare cuantica”, folosind acest efect de
nonlocalitate si desi nu au fost capabili de a teleporta decat particule, au concluzionat ca
aceasta, in anumite conditii, asistata de programe complexe pe calculator, ar putea fi
realizata si pentru organisme vii. In aprilie 2004, radio BBC a anuntat ca cercetatorii din
Austria au realizat teleportarea unor fotoni inruditi, pe o distanta de 800m, peste raul
Dunarea. Acest experiment a demonstrat pentru prima oara teleportarea cuantica in
afara laboratorului.

O alta descoperire larg disputata a fost descoperirea “particulelor virtuale”. Acestea
intra si ies din realitatea noastra fizica cu viteze foarte mari, astfel incat s-a convenit ca
ele nu ar fi reale, insa in adevar, sunt la fel de “reale” sau “nereale” ca si celelate
particule.
Toate aceste descoperiri au dus la concluzia ca, fie exista alte hiperspatii, altele decat
cel fizic, unde are loc o comunicatie instantanee, unde timpul si spatiul nu exista, fie ca
teoria lui Einstein si anume ca viteza maxima este cea a luminii, este falsa.
Fizicianul englez David Bohm a venit cu o explicate. El spune ca ceea ce vedem ca
fiind doi fotoni diferiti este iluzoriu, ei sunt de fapt uniti la un nivel subcuantic, nevazut
si perceput de noi. El a presupus ca universul este proiectat pe principii holografice. De
exemplu, sa presupunem ca fixam doua camere de luat vederi ca sa filmeze miscarile
unui peste aflat intr-un acvariu; una din fata si alta din lateral. Daca aceste imagini apar
pe doua ecrane diferite, un observator neutru, va vedea doi pesti separati, dar a caror
miscari sunt in perfect sincronism, neantelegand de ce. Deci intreg universul, la un nivel
mai profund, este o singura entitate, un singur sistem, separatia fiind doar o iluzie.
In 1946 au fost efectuate experimente pe plasma, de catre David Bohm. Plasma este un
gaz ce contine o mare densitate de electroni si ioni pozitivi. Spre surprinderea sa, el a
constatat ca odata intrati in plasma, electronii si-au incetat comportamentul individual si
au inceput a se comporta ca si cum faceau parte dintr-un intreg, interconectat. Plasma se
comporta ca si un organism biologic, adica se regenera si era capabila sa se protejeze de
orice substanta straina, invelind-o intr-un strat protector. El a relatat ca ” aceste sisteme
cuantice au organizarea asemanatoare mai degraba a unor fiinte vii, decat aceea a unui
sistem mecanic”.
Bohm a ajuns la concluzia ca separarea in observator si observat este o iluzie si ca de
fapt ei sunt unul si acelasi, totul fiind un singur sistem diferentiat pe diverse grade de
constiinta, constiinta fiind deci o proprietate intrinseca a energiei ce exista peste tot in
univers.
  In 1985 cecetatorii de la IBM (laboratorul Almaden) au utilizat un microscop
electronic, in scopul de a fotografia moleculele de germaniu si pentru prima data a fost
vazut un atom cu ochii !
Ceea ce vedem, in figura de mai sus, sunt obiecte sferice, neclare, in ceata, ce par sa
aiba calitati nonsferice si sunt intr-o organizatie geometrica. Cand au fost studiati
electronii, s-a vazut ca acestia nu sunt “puncte” ci “nori”, in forma de picaturi, iar cea
mai ingusta terminatie a picaturii converge intr-un mic punct central.
Iata un extras din cartea Dr. Milo Wolff despre aceasta descoperire:
“ Nu exista orbite electronice ! Cine a presupus ca electronii se rotesc in jurul
nucleului ca planetele, a facut o teribila eroare ! Daca ai invatat asa ceva, uita imediat !
Sunt doar formatiuni de unde stationare”.
Si o ultima “bomba”. Spre stupefactia fizicienilor s-a gasit ca fiecare centimetru cub
din asa zisul spatiu gol (vid), contine mai multa energie decat toata materia (stele,
planete, etc.) din univers !!!

Teoria Stringurilor
Unificarea teoriei relativitatii si a fizicii cuantice a fost facuta de Teoria Stringurilor. Ea
explica cum se pot unifica cele patru campuri de forte ( nuclear tare si slab,
electromagnetism si graviatatie) intr-o teorie unica “a tot ce este”. Si anume ca materia
este alcatuita din mici unitati de energie vibratorie, denumite corzi (stringuri), asemenea
celor de vioara. In functie de variatiile frecventei lor, acestea prin combinare, se
manifesta in diferite particule subatomice. Totul este format din aceste mici corzi ce
vibreaza pe diferite note (frecvente), in raportul frecventelor notelor musicale, din scara
diatonica. Insa aceste stringuri, sunt atat de minuscule, incat nu pot fi puse in evidenta
prin metodele de observatie cunoscute. Se spune ca acest string ar avea marimea unui
atom, daca atomul ar fi de dimensiunea Pamantului ! Nonlocalitatea se explica prin
existenta altor plane de realitate, mai inalte , alte dimensiuni, pe langa lumea noastra
fizica, deoarece nici o informatie nu poate calatori cu o viteza superioara luminii.

Teoria Haosului
In anii 70 a aparut o noua stiinta, care a revolutionat gandirea si intelegerea umana.
Este vorba de Teoria Haosului. Ea spune ca incertitudinea, ce caracterizeaza fenomenele
cuantice, este adevarata si pentru asa zisele evenimente previzibile. Oamenii de stiinta sau
lasat pacaliti sute de ani, neglijand micile deviatii de masurat, pe care le-au denumit
erori ! Fenomene Newtoniene cum ar fi, oscilatia unui pendul, sau miscarile planetelor
pe orbite, se comporta haotic si nu fix. Universul nu se supune unor legi fizice exacte, ci
ele opereaza in anumite marje stabilite, ce le ofera un grad de libertate. Universul nu este
in nic un caz deterministic, este creativ si intr-o continua stare de evolutie. De altfel
“chaos' in limba greaca inseamna “forta cosmica ce creaza din nimic” ! Legile fizice, in
timp, sunt si ele supuse transformarii, evolutiei. Ele ar putea fi denumite mai degraba,
“obiceiuri fizice”, decat legi. Universul este doar un sistem in evolutie, iar legile fizice,
reprezinta “memoria universala” a felului cum sa se faca lucrurile (experienta).
Desi unele evenimente cum ar fi curgerea picaturilor de apa dintr-un robinet, sau
cristalizarea apei in gheata, par la prima vedere a fi haotice, ele au un grad de ordine
ascunsa, la un nivel mai profund.
Fondatorul acestei teorii a fost Benoit Mandelbrot. Acesta, pe cand era angajat la IBM,
in New York, a descopert ca exista o ordine ascunsa, chiar si in preturile la bursa. El a
studiat pretul bumbacului, din ultimele sute de ani si a gasit o logica in aceste fluctuatii !
Ceea ce el a descoperit, a fost notiunea de “fractal”, adica o configuratie geometrica, ce
se repeta la diferite scari, pana la infinit. Fractalele sunt intalnite peste tot in natura, cum
ar fi in arterele si venele din sistemul cardio vascular, sau in bronhiile ce formeaza
plamanii. Plantele au o simetrie fractala si de asemena muntii. Ele sunt asemenea
fagurelui de miere, formate din unitati geometrice, fiind de altfel si o proprietate a
fotografiei holografice.
Teoria Haosului a descoperit existenta a patru atractori cosmici de baza si anume:
punctul, cercul, torusul si atractorul “strain”. Ele reprezinta forte naturale ce creaza
ordine din haos. Haosul este atras de atractori, creand o ordine ascunsa. Lumea nu este
organizata total de legi fizice fixe, ci se auto-organizeaza cu ajutorul acestor atractori.
Teoria Haosului a insemnat sfarsitul vechilor legi fizice ce au dominat cateva secole
gandirea stiintifica umana, cum ar fi Legea a doua a Termodinamicii si Legea Entropiei,
care spuneau ca ordinea in univers va decadea de-a lungul timpului in dezordine.
Adevarul este exact pe dos si anume ca ordinea creste, adica Universul EVOLUEAZA !
Si nici nu se poate altfel, deoarece este INTELIGENT !

   ... va urma !