Mūsu eksistence ir tīra nejaušība

Liela daļa pasaules fiziķu, ar kuriem man iznācis runāt, tā vai citādi atsaucas uz Lielā hadronu pretkūļu paātrinātāja (Large Hadron Collider) eksperimentos iegūtajiem vai neiegūtajiem datiem kā uz nozīmīgu informācijas avotu un teoriju pārbaudīšanas rīku. Šis daudzmiljardu instruments – tā gada budžets ir gandrīz 1,5 miljardi Šveices franku –, kuru viens no tā inženieriem sarunā nosauca par milzīgu fotokameru, kas rada 45 miljonus attēlu sekundē, ir daļa no pasaulē lielākās elementārdaļiņu fizikas laboratorijas, kas pazīstama ar nosaukumu CERN un atrodas Ženēvas tuvumā. Šī paātrinātāja tapšanā, kas bija daudzu valstu zinātnieku, birokrātu un politiķu sadarbības rezultāts, izšķirošs bija tā nepieciešamības un funkcionēšanas teorētiskais pamatojums, ko 1984. gadā sniedza britu fiziķis Džons Eliss (Jonathan Richard Ellis, 1946), kurš kopš 1978. gada strādā CERN un šobrīd ir arī Klārka Maksvela profesors teorētiskajā fizikā Londonas Karaliskajā koledžā. Džons Eliss ir vairāk nekā 1000 zinātnisku publikāciju autors un līdzautors un viens no visvairāk citētajiem teorētiskās fizikas autoriem pasaulē. Elisa teorētisko darbu intensīvākais periods bija 20. gadsimta 70. gadi, kuru laikā viņa aprēķini precīzi paredzēja 2012. gada 4. jūlijā atklātā Higsa bozona parametrus. Lai gan elementārdaļiņu fizikas un astrofizikas lauki ir attīstījušies pietiekami neatkarīgi viens no otra, Džona Elisa pētījumi radīja pamatu šo divu jomu pētniecības iekšējai saistībai elementārdaļiņu astrofizikā. Formāli Eliss vadījis CERN teorijas nodaļu tikai gadus desmit, taču reāli pēdējās desmitgadēs viņš ir CERN galvenais teorētiķis. Lai gan viņam tiek piedēvēta termina “teorija par visu” (Theory of Everything) ieviešana, viņš pats apgalvo, ka to tikai popularizējis, jo līdzās aktīvam pētnieciskam un teorētiskam darbam Džons Eliss ir arī aizrautīgs fundamentālās zinātnes popularizētājs.
A. R.



Rīgas Laiks: Vai vārdu salikumam “Visuma sākums” jūsu skatījumā ir kāda jēga?
Džons Eliss: Neesmu pārliecināts. Mēs zinām, ka Visums izplešas, un fizikas likumi un laboratoriju mērījumi mums var pateikt, ka šī izplešanās notiek un ir notikusi apmēram 13,8 miljardu gadu garumā. Mēs varam ieskatīties laikā, kad Visums bija daudz blīvāks un daudz karstāks nekā tagad. Bet tad mēs pienākam pie punkta, kurā mums zināmie fizikas likumi un mūsu fizikas izpratne vairs nedarbojas. Mēs neko nevaram pateikt par laika nulles punktu, kas ir īstais sākums, Lielais sprādziens. Mēs varam jēdzīgi spriest par to, kas notika pēc Lielā sprādziena, bet nulles punkts… Vismaz es nezinu, kas tad notika. Un a fortiori es nezinu, kas notika pirms tam.
RL: Jūs vairākkārt esat teicis, ka runāt par “pirms” kontekstā ar Lielo sprādzienu ir bezjēdzīgi. Vai jūs joprojām tā uzskatāt?
Eliss: Es pat nezinu, vai vispār bija kaut kāds “pirms”, un man nav atbilstošas teorētiskās bāzes, lai izteiktu kādus pieņēmumus par to, kas varētu būt bijis pirms. Neesmu teorētiski gatavs pat izteikt pieņēmumus par to, kas notika laika nulles punktā.
RL: Vai jūsu skatījumā ir jēga nošķīrumam starp laiku un laika mērīšanu?
Eliss: Laiks pastāv neatkarīgi no tā, vai mēs to mērām vai nemērām, tieši tāpat kā telpa. Protams, ir cilvēki, kas saka: “Nū, ziniet, laiks ir subjektīvs jēdziens, tas pastāv tikai cilvēka smadzenēs,” – bet tas ir pilnīgs bulšits.
RL: Jūs teicāt, ka laiks pastāv neatkarīgi no tā, vai kāds to mēra vai nemēra. Laiks pastāv kā kas?
Eliss: Laiks pastāv kā būtiska mūsu apraksta par Visumu un procesiem tajā daļa.
RL: Vai jūs dzirdējāt, ko pats tikko teicāt? “Laiks pastāv kā būtiska mūsu apraksta par Visumu daļa.” Tas ir mūsu, nevis Visuma apraksts.
Eliss: (Klusē.) Laiks ir Visuma īpašība. Visumā notiekošos procesus mēs aprakstām laika kategorijās, bet laiks pastāv neatkarīgi no šī apraksta.
RL: Laiks pastāv neatkarīgi kā kas? Aristotelis, kā zināms, teica: ja nav pārmaiņu, nav laika. Laiks vienkārši ir pārmaiņu mērs. Tiktāl Aristotelis.
Eliss: Jā, jā, protams, tas nav mainījies.
RL: Bet jums, šķiet, ir cita izpratne par laiku.
Eliss: Nedomāju gan.
RL: “Laiks ir pārmaiņu mērs,” saka Aristotelis.
Eliss: Okei, jā, esmu spiests jums piekrist, ka laiks… Nu, laiks ir tas, ko mēs lietojam pārmaiņu aprakstīšanai.
RL: Bet sākumā jūs teicāt, ka laiks pastāv neatkarīgi no mūsu mērīšanas un apraksta.
Eliss: Jā, jo lietas mainās neatkarīgi no tā, ko mēs par tām sakām. Zvaigzne, ko es pētu, mainās neatkarīgi no tā, vai es to mēru vai ne.
RL: Tas nozīmē: ja nav pārmaiņu, nav arī laika – ja šādu situāciju, kur nekas nemainās, mēs vispār varam postulēt.
Eliss: (Nopūšas.) Labi, jūs varat to darīt, ja patīk, bet tas nav mūsu Visums.
RL: Tas ir viens no iespējamiem skatījumiem uz to, kas bija pirms Lielā sprādziena: nebija pārmaiņu, tātad nebija arī laika.
Eliss: Iespējams... Bet ļaujiet man pateikt, kā es redzu tos notikumus, ja mēs ejam atpakaļ uz...
RL: Jā, uz pašu sākumu.
Eliss: ...uz to, ko es atteicos pieņemt kā sākumu. Mēs zinām, ka subatomārā līmenī notiek svārstības – tās notiek “visu laiku”. Ikdienas dzīvē mēs par šiem kvantu efektiem varam aizmirst. Bet šo kvantu efektu vidū ir arī tādi, kas saistīti ar gravitāciju: gravitācijas lauks svārstās, tas nav absolūti konstants. Mēs to zinām no Einšteina relativitātes teorijas. Bet mēs zinām arī to, ka Einšteina apraksts ir nepilnīgs, ka tas jāpakļauj kvantu mehānikas likumiem. Un tas ietver kvantu svārstības, piemēram, laiktelpas struktūrā. Tas nozīmē: ja telpa vairs nav gluda, tad ļoti mazos mērogos parādās kaut kas līdzīgs fraktālai struktūrai...
RL: Telpā?
Eliss: Jā, telpā. Un tas pats, iespējams, notiek arī ar laiku: laiks vairs nav gluds, vienmērīgs, bet tas sāk lēkāt saskaņā ar kvantu fizikas likumiem.
RL: “Lēkāt” tādā nozīmē, ka – te tas ir, te tā nav? Vai arī tādā nozīmē, ka laiks vairs nav homogēns?
Eliss: Tas vairs nav homogēns, un jebkurš pulkstenis sāks uzvesties pilnīgi neparedzami. Visprecīzākie pulksteņi, kādi ir mūsu rīcībā, ir atomu pulksteņi, tie tikšķ ārkārtīgi regulāri. Bet Visuma pašā sākumā neviens pulkstenis netikšķētu regulāri. Tātad tajā brīdī laika jēdziens kļūst bezjēdzīgs, jo tur nenotiek nekāds sistemātisks pārmaiņu process Aristoteļa izpratnē. Viss notiek pārāk juceklīgi.
RL: Bet nespēja izmērīt pārmaiņas precīzi nenozīmē, ka nekādas pārmaiņas nenotiek.
Eliss: Jā, bet mūsu laika izpratne – jūsu, mana un noteikti arī Aristoteļa – ir tāda, ka laiks ir viens vienīgs. Dažādas lietas mainās dažādā ātrumā, bet visas pārmaiņas ir pakļautas vienam un tam pašam laika konceptam.
RL: Man laiks ir viens no lielākajiem noslēpumiem zinātnē, filozofijā, visur. Aristoteļa domu es pieminēju kā vienu no skaidrākajiem laika konceptualizēšanas piemēriem. Tas gan nenozīmē, ka man būtu skaidrs, kas ir laiks.
Eliss: Jā, varu to saprast. Bet ko es gribēju teikt? Ja mēs skatāmies uz Visuma agrīno stadiju, tad tur šī doma, ka kaut kas mainās paredzamā, aprēķināmā veidā, sabrūk – tur Aristoteļa laika izpratne kļūst nederīga un bezjēdzīga.
RL: Vai šai Visuma agrīnajai stadijai var piemērot kādu citu laika izpratni?
Eliss: Es nezinu, kas varētu aizstāt pastāvošo laika izpratni, ja vispār to kaut kas var aizstāt. Es varētu piedāvāt spekulatīvi matemātisku aprakstu tam, kas notiek, bet kāds būtu tā fiziskais korelāts, man nav ne jausmas. Ja drīkst, es mēģināšu ainu, kas man ir prātā, aprakstīt nedaudz matemātiskākā valodā.
RL: Jā, lūdzu.
Eliss: Tātad, saskaņā ar Einšteinu starp telpu un laiku pastāv saistība. Normālos apstākļos laiktelpa ir gluda, to var aprakstīt ģeometriski, un šai ģeometrijai ir piemērojama mērsistēma, ar kuru mēs varam noteikt attālumus tādā veidā, kas Einšteinam būtu pieņemams. Ja mēs dodamies atpakaļ uz Visuma sākumu, kur darbojas šie kvantu efekti, kur viss lēkā... Piemēram, ja mēs mēģinātu izmērīt kādu attālumu, mēs dabūtu dažādus rezultātus. Ja mēs veiktu bezgalīgi daudz mērījumu, tad beigu beigās iegūtu kaut kādu statistisku vidējo, kas varētu būt daudzmaz precīzs, bet vienalga – mērījumi Visuma agrīnajā stadijā ir pakļauti šīm kvantu mehānikas svārstībām. Tur šai mūsu mērsistēmai nav nekādas jēgas, tā pārstāj darboties. Kas darbojas tās vietā, to es nezinu.

RL: Mērsistēma, šķiet, netieši ietver novērotāju. Mērsistēmai bez novērotāja manā izpratnē nav jēgas.
Eliss: Manā izpratnē tai visnotaļ ir jēga.
RL: Vai jūs varētu man palīdzēt šo jēgu ieraudzīt. Manā izpratnē novērotāja jēdziens ir fundamentāls jebkurā cilvēka darbības jomā, arī teorētiskajā fizikā. Un teorētiskās fizikas lauciņā tas slēpjas mērīšanas jēdzienā, jo mērījumi ir darbība, ko veic novērotājs. Jūs sakāt, ka teorētiskajā fizikā var iztikt arī bez novērotāja. Kādā veidā?
Eliss: Kā jau es teicu, Visumā procesi notiek saskaņā ar fizikas likumiem neatkarīgi no novērotāja klātbūtnes. Tie vienkārši notiek. Ja gribat, mēs varam atgriezties pie...
RL: Nē, nē, to es saprotu. Bet, tiklīdz jūs ieviešat šo procesu mērīšanu, parādās novērotājs. Vai tad ne?
Eliss: Jā, bet man novērotājs – persona, kas veic faktisko mērīšanas aktu, – ir subjektīvs epifenomens. Visums varētu mierīgi turpināt pastāvēt...
RL: Arī bez novērotāja?
Eliss: Bez novērotājiem, bez teorētiskajiem fiziķiem un...
RL: Jā, protams, bet tad nebūtu nekādu mērījumu.
Eliss: Jā, un tad? Visums var lieliski pastāvēt arī bez mērījumiem.
RL: Jā, bet, tiklīdz parādās teorētiskie fiziķi ar saviem mērījumiem, ar savām Planka konstantēm utt., novērotājs kļūst par neatņemamu daļu no tā, kas tiek novērots. Piekrītat?
Eliss: Nē, es tā neuzskatu. Manā skatījumā dzīvības parādīšanās, cilvēka parādīšanās, Einšteina parādīšanās ir pilnīgi nejauša.
RL: Dzīvības parādīšanās, Einšteina un Džona Elisa parādīšanās ir tīrā nejaušība?
Eliss: Absolūti.
RL: Kas tas par zīmējumu uz jūsu tēkrekla? Izskatās pēc kaut kāda ezoteriska pasaules atainojuma. Vai tam ir kāds sakars ar jūsu pasaules izpratni?
Eliss: Nē, tas vienkārši ir tēkrekls, ko es nopirku Katmandu pirms gadiem 30.
RL: (Smejas.) Esmu redzējis vairākas jūsu publiskās uzstāšanās. Tur jums mugurā bija tēkrekls vai džemperis ar dažādām formulām. Es cerēju, ka arī šis tēkrekls izsaka kaut ko par jums.
Eliss: Jā, tas arī izsaka kaut ko par mani. Galu galā, es to nopirku ar kaut kādu domu!
RL: (Smejas.)
Eliss: Jo lieta tāda, ka... ir inspirācija, un ir perspirācija. Perspirācija ir tas, kas rakstīts uz tās tāfeles, tas, ko tu dod ārā no sevis. Un tad ir inspirācija. Kāda velna pēc tu to dari? Tāpēc, ka tu gribi saprast, kas notiek Visumā, kas notika pagātnē, no kā mēs esam veidoti, kas notiks nākotnē – visi parastie Gogēna jautājumi. Gogēnu es te piesaucu kā inspirāciju, lai gan tā manī bija arī neatkarīgi no viņa.
RL: Un kas tieši Gogēnā jūs iedvesmo?
Eliss: Kad tikko sāku nodarboties ar pētniecību, es aizbraucu uz Bostonu un tur ieraudzīju viņa gleznu “D’où venons-nous? Que sommes-nous? Où allons-nous?” Es nopirku tās reprodukciju un pieliku pie sienas savā birojā – vienkārši lai sev atgādinātu, kāpēc katru dienu nāku uz darbu. “Kas mēs esam? No kurienes nākam? Uz kurieni ejam?” Tas ir mans darbs (uzsverot katru vārdu). Un tas arī atspoguļojas uz šī tēkrekla.
RL: Es tur redzu dažādus reliģiskus simbolus, haizivi, lotosu, kaut kādus kosmiskus notikumus...
Eliss: Lūk, lūk...
RL: Vai jums ir īpaša interese par kādu no šiem reliģiskajiem simboliem?
Eliss: Nē.
RL: Varbūt jūs interesē haizivis?
Eliss: Jā, man patīk haizivis. Haizivis un pingvīni.
RL: Runājot par tiem trim Gogēna jautājumiem, ja atbilde uz pirmo no tiem ir tāda, ka mēs esam nejaušības rezultāts, tad to jūs būtu varējis izlasīt senās grāmatās. Bija tāda filozofijas skola, kas uzskatīja, ka mēs esam daļiņu nejaušas sadursmes rezultāts.
Eliss: Viņi to droši vien formulēja nedaudz citādi, bet – jā.
RL: Vai tā ir arī jūsu atbilde uz jautājumu “kas mēs esam?”?
Eliss: Atkarībā no tā, kādā līmenī mēs mēģinām atbildēt uz šo jautājumu. Vienā no savām publiskajām lekcijām es runāju par standartmodeli, kas apraksta visu redzamo matēriju Visumā. Tā ir netieša atbilde uz jautājumu “kas mēs esam?”. Es aprakstu, ko mēs zinām – domājam, ka zinām, – par Visuma agrīno evolūciju, kā varētu būt izcēlusies matērija, un tā ir atbilde uz jautājumu “no kurienes mēs nākam?”. Un es runāju par iespēju, ka vakuums ir nestabils, – par to liek domāt Lielajā hadronu paātrinātājā (LHP) veiktie eksperimenti, un tas ietver iespējamu atbildi uz jautājumu “uz kurieni mēs ejam?”. Bet nedomāju, ka kāda no šīm atbildēm varētu šķist apmierinoša cilvēkiem, kuri šiem jautājumiem pieiet no metafiziskā skatpunkta.
RL: Bet nosaukt mūs par nejaušībām taču arī ir metafiziska pozīcija!
Eliss: Jūs prasījāt, ko es domāju, un es atbildēju. Es nepretendēju uz to, ka šī atbilde ir balstīta zinātnē, es vienkārši tā uzskatu.
RL: Un kā jūs savus fundamentālos uzskatus saskaņojat ar ikdienas darbu? Vai tie ir saskaņoti?
Eliss: Diez vai. Klausieties, pasaule ir pilna ar fiziķiem, kuriem ir visvisādi reliģiski vai metafiziski uzskati. Ir musulmaņi, ir budisti, ir jūdi... ir pat daži kristieši. Tiesa, daži viņu uzskati man personīgi šķiet visai grūti samierināmi ar konvencionālo zinātni. Piemēram, reiz man bija kolēģis, kurš uzskatīja, ka ar meditācijas palīdzību cilvēks var lidot.
RL: Un tad viņš aizlidoja? (Smejas.)
Eliss: Un, ja pietiekami liels skaits cilvēku meditētu par mieru, tad kari beigtos. Viņi laikam vēl nav savākuši tik daudz cilvēku, lai tas notiktu. Kāds cits fiziķis uzskatīja, ka viņam nav vajadzīgs lietussargs – ka viņš var likt lietum līt sev garām. Arī fiziķu vidū ir visādi trakie.
RL: Viens no simboliem uz jūsu tēkrekla ir jiņ un jan. Vai tas vistuvāk atbilst jūsu zinātniskajam pasaules uzskatam?
Eliss: Nezinu, kāpēc tam būtu jābūt vistuvākajam. Jāatzīst, neesmu veicis detalizētu šī tēkrekla ekseģēzi.
RL: (Smejas.)
Eliss: Varbūt vajadzētu... Man pašam tuvākais ir šis simbols (rāda) – sirds. Sirds ir mīlestība, tā ir svarīga.
RL: Vai jūs piekrītat uzskatam, ka viss ir mīlestība? Vai ka Dievs ir mīlestība? Vai ka mīlestība ir Dievs?
Eliss: Dievs ir jēdziens, kas manā personīgajā visumā neeksistē.
RL: Bet mīlestība eksistē jūsu personīgajā visumā?
Eliss: O, jā, mīlestība eksistē.
RL: Mīlestība kā metafizisks kosmisks spēks vai mīlestība kā personiska psiholoģiska pieredze?
Eliss: Vairāk kā personiska psiholoģiska pieredze.
RL: “Vairāk” – bet neizslēdzot iespēju, ka caur visām daļiņām, ieskaitot cilvēku, plūst kosmisks Erota spēks?
Eliss: Nedomāju, ka daļiņas kaut ko zina par Erotu.
RL: Vai daļiņas kaut ko zina? Dažos populārzinātniskos elementārdaļiņu fizikas aprakstos zināšanas jēdziens tiek piesaukts itin bieži – turklāt tādā izpratnē, it kā zināšana piemistu pašām daļiņām.
Eliss: Kaut kādā nozīmē daļiņas zina, ka tām jāpaklausa speciālās relativitātes, kvantu mehānikas utt. likumiem. Varu iedomāties, ka daži cilvēki vārdu “zina” lieto tāpēc, ka daļiņas paklausa šiem likumiem. Manuprāt, tas ir diezgan triviāls vārda “zināt” lietojums.
RL: Vai jūs esat pazīstams ar Andreja Lindes pētījumiem?
Eliss: Protams.
RL: Sarunā ar mani viņš teica, ka pašreizējie teorētiskās fizikas modeļi liedz ne vien iztirzāt, bet pat uzdot noteiktus jautājumus. Piemēram, kādos apstākļos apziņu varētu uzskatīt par tikpat fundamentālu realitātes daļu kā laiks un telpa? Viņš uzskata, ka šim jautājumam varētu būt jēga, ja mēs atrastu veidu, kā to aplūkot. Vai jūs šeit saskatāt problēmu?
Eliss: Es nebūtu tik kategorisks kā Linde. Fundamentālās fizikas likumi, ar kuriem es strādāju, manā skatījumā nedod nekādu atslēgu tam, kā šajā ainā iekļaujas apziņa, kā tā parādījusies, kā tā darbojas. Bet neizslēdzu iespēju, ka kaut kad kāds varētu radīt veiksmīgu, zinātniski pārbaudāmu apziņas teoriju. Tiesa, neredzu, ka tas varētu notikt pārskatāmā nākotnē – vismaz ne fundamentālās fizikas ietvaros. Vai Andrejs Linde ar to gribēja teikt, ka nezina, kā šo problēmu sasaistīt ar to, ko viņš dara, vai arī viņš uzskata, ka apziņas teoriju nav iespējams radīt principā?
RL: Apziņu viņš noteikti nesauktu par fenomenu, kas “ir parādījies”, kā jūs izteicāties. Viņš izteica pieņēmumu, ka apziņa varētu būt tikpat fundamentāla kategorija kā laiks un telpa.
Eliss: Iespējams, pēc 10 dienām es viņu satikšu. Mēģināšu noskaidrot, ko īsti viņš ar to domājis. Tas, ko jūs sakāt, man izklausās pēc pilnīga sviesta.
RL: Bet jūs neteiktu, ka viņa kā fiziķa domāšana ir sviestaina?
Eliss: Nē, viņš ir ārkārtīgi kreatīvs čalis. Varbūt viņš mežonīgu spekulāciju ūdeņos jūtas ērtāk nekā es, bet tas nav nekas slikts. Man vienkārši ir citi uzskati.
RL: Vai, aprakstot savu pētījumu rezultātus, jūs lietojat realitātes jēdzienu?
Eliss: Jā, jā. Higsa bozons ir reāls, un arī jūs esat reāls.
RL: (Smejas.) Es vakar tepat netālu runāju ar kādu budistu mūku, un viņš teica, ka es esmu ilūzija, viņš ir ilūzija, viss ir ilūzija. Bet jūs sakāt, ka viss ir reāls.
Eliss: Es sacītu, ka tas, ko viņš teica, ir delūzija, nevis ilūzija.
RL: (Smejas.) Tātad Higsa bozons ir tikpat reāls kā es?
Eliss: Tieši tā. Jūsu vienkārši nebūtu, ja nebūtu tādas daļiņas, ko sauc par Higsa bozonu. Ja nebūtu Higsa bozona, elektronam nebūtu masas, tas nesaistītos ar atoma kodolu, veidodams atomus, un jūs nevarētu eksistēt.
RL: Nu, starp atomu un mani ir vēl daži starpstāvokļi.
Eliss: Jā, bet no fiziķa skatpunkta mūsu eksistence ir tīra nejaušība.
RL: Tā ir tīra nejaušība no jūsu skatpunkta. Proti, tas nav vienīgais iespējamais skatpunkts, vai ne?
Eliss: Nezinu. Ja jūs simt fiziķiem pajautātu, kuram no viņiem ir kaut kāda veida teleoloģisks skatījums uz cilvēka eksistenci, cik no viņiem atbildētu apstiprinoši?
RL: Es arī nezinu. Sakiet, vai kaut kur uz šīs tāfeles ir aprakstīts Higsa bozons?
Eliss: Jā.
RL: Kurā vietā?
Eliss: Ieskatieties, pamēģiniet uzminēt.
RL: Man šķiet, ka tas ir kaut kur šeit (rāda).
Eliss: Jā, jo es uz to skatījos un jūs pamanījāt, kur es skatos.
RL: Jā, redzat, esmu Šerloks Holmss. (Smejas.)
Eliss: Šis grieķu φ apzīmē ne gluži Higsa bozonu, bet uz šīs tāfeles tā ir Higsa bozonam vislīdzīgākā daļiņa. Tie tur ir kvarki, tie – mezoni, tur augšā ir gravitācijas viļņi, bet tur – tumšā matērija...
RL: Ko jūs zināt par tumšo matēriju?
Eliss: Neko daudz, tikai to, ka kaut kas Visumā ģenerē gravitācijas lauku tieši tāpat kā parastā matērija, bet šis “kaut kas” nespīd, vismaz nespīd spoži, tāpēc to sauc par tumšo...
RL: Un šīs tumšās matērijas ir daudz?
Eliss: Jā, tās ir daudz vairāk nekā parastās matērijas. Un tā tur izplatījumā peld jau kādus 13,5 miljardus gadu.
RL: Vai tumšā matērija ir tikpat reāla kā Higsa bozons un Higsa bozons – tikpat reāls kā es?
Eliss: Domāju, ka jā. Es nedaudz vilcinājos, vai teikt “uzskatu” vai “domāju”.
RL: Nē, jums būtu jāsaka “zinu.”
Eliss: To gan es neteikšu. Kamēr neesam atklājuši, kas īsti tas ir, vienmēr pastāvēs kāda kripata šaubu attiecībā uz tā realitāti. Līdz 2012. gada 4. jūlijam es nebiju tik kategorisks savos apgalvojumos, ka Higsa bozons eksistē, kā pēc tam.
RL: Kur tas eksistē?
Eliss: Praktiski visur.
RL: Šeit, jūsu birojā, ir vairāki Higsa bozoni?
Eliss: Virtuāli.
RL: Virtuāli? Tātad ne reāli?
Eliss: Nu, tas atkarīgs no tā, ko jūs saprotat ar “reāli”. Varbūt mēs šos vārdus lietojam atšķirīgās nozīmēs. Tātad ir Higsa lauks – protams, tas atrodas arī šajā telpā, citādi jūs neeksistētu. Šis lauks kvantomehāniski svārstās, un svārstības rada to, ko mēs saucam par virtuālām daļiņām. Tāpēc es saku: jā, šajā telpā x daļiņas atrodas virtuāli. Bet šīs virtuālās svārstības es uzskatu par tikpat reālu lietu kā jūsu eksistence. Jūs, protams, teiktu, ka šis realitātes līmenis ir nedaudz atšķirīgs no tās realitātes, kādā eksistējat jūs.
RL: Ja runājam par mani, tad man jūs esat reālāks nekā Higsa bozons. Kam būtu jāmainās, lai Higsa bozons man kļūtu tikpat reāls kā jūs?
Eliss: Jūs varētu piedalīties kādā no lielajiem eksperimentiem šeit, CERN Kompaktajā mionu solenoīdā (CMS),veikt pāris mērījumu un redzēt, kā šī lieta parādās fiziski. Tā ir ārkārtīgi gaisīga, tā nav nekas tāds, ko varētu...
RL: Ar “gaisīga” jūs domājat “ātri izzūdoša”?
Eliss: Ziniet, laiku pa laikam LHP izdodas radīt reālu Higsa bozonu, bet tas pastāv ļoti īsu laika sprīdi, tad tas sabrūk. Tā ir nestabila daļiņa. Protams, no Visuma skatpunkta arī jūs esat nestabila daļiņa. Citiem vārdiem, jūsu mūžs salīdzinājumā ar Visuma mūžu ir ārkārtīgi niecīgs. Higsa bozona mūžs salīdzinājumā ar jūsu mūžu ir niecīgs. Bet jūs eksistējat, un Higsa bozons eksistē.
RL: Kad Higsa bozons tika atklāts, izskanēja visādi eksaltēti apgalvojumi – galvenokārt no nezinošu žurnālistu un zinātnes popularizētāju mutes. Tā tika saukta par “Dieva daļiņu” utt.
Eliss: Jā, šo reakciju uz bozona atklāšanu es toreiz nosaucu par “masu higstēriju”.
RL: Ko šis atklājums ir mainījis mūsu realitātes izpratnē?
Eliss: Pirms atklājuma mēs varējām strīdēties, vai Higsa bozons eksistē, varējām diskutēt par to, no kurienes elementārdaļiņām rodas masa, mēs varējām strīdēties, vai visi šie vienādojumi uz mana tēkrekla ir bulšits vai nav. Tagad, pēc atklājuma, mēs zinām, ka tie lielā mērā ir pareizi. Protams, daudz kas vēl jāizskaidro – piemēram, tumšā matērija –, un pats Higsa bozons arī varbūt neuzvedas gluži tā, kā to paredzēja standartmodelis, taču pamatvilcienos tas šo paredzējumu apstiprina. Tas dod mums stingru pamatu, lai virzītos tālāk. Mēs varam pāršķirt lappusi un ķerties pie nākamās nodaļas.
RL: Kāda ir galvenā problēma ar elementārdaļiņu standartmodeli kā tādu?
Eliss: Ir zināmas problēmas standartmodeļa struktūrā, un ir jautājumi, kurus tas neizskaidro ne mazākajā mērā: tas neizskaidro tumšo matēriju, tas neizskaidro matērijas izcelsmi...
RL: Standartmodelis neizskaidro matērijas izcelsmi?
Eliss: Nē.
RL: Higsa bozons izskaidroja masas parādīšanos elementārdaļiņās. Kāpēc tas neizskaidro matērijas izcelsmi?
Eliss: Mēs zinām, ka matērija Visumā veido lielus sablīvējumus – tādus kā, piemēram, Donalds Tramps un jūs.
RL: Kāpēc jūs izvēlējāties tieši šos piemērus? Kāpēc ne Hārvijs Vainstīns un Džons Eliss? (Smejas.)
Eliss: Vienalga, varat izvēlēties, kas jums labāk tīk. Bet antimatērija šādus lielus sablīvējumus neveido. Kāpēc? Mēs zinām, ka laboratorijā matērija un antimatērija uzvedas nedaudz atšķirīgi, un standartmodelis sniedz tā aprakstu. Taču nav skaidrojuma, kā šī atšķirība radās vai rodas. Un ar to atšķirību, kas līdz šim novērota, nepietiek, lai izskaidrotu, kāpēc matērija Visumā dominē pār antimatēriju. Ja mēs dziļāk papētītu šīs matērijas un antimatērijas atšķirības, varbūt mums izdotos rast skaidrojumu tam, kā radusies matērijas dominance pār antimatēriju, un arī tam, kā Visumā parādījusies matērija. Tas pašlaik ir aktīvs pētījumu lauks.
RL: Piedodiet, kas ir antimatērija?
Eliss: Antimatērija ir daļiņas, kuru eksistence tika paredzēta 20. gadsimta 20. gados, savienojot kvantu mehāniku ar speciālo relativitātes teoriju. Pols Diraks paredzēja, ka jābūt daļiņām, kurām ir tāda pati masa kā mums zināmajām daļiņām, bet ar pretējām īpašībām – piemēram, elektrisko lādiņu. Tātad, ja atomu veido elektroni, būtu jāpastāv antielektroniem – daļiņām ar tādu pašu masu kā elektroniem, bet pretēju lādiņu. Mēs tos saucam par pozitroniem. Un pēc pāris gadiem tie arī tika novēroti kosmiskajā starojumā. Vēlāk mēs novērojām arī citas antidaļiņas, un pa lielākai daļai tās uzvedas tieši tāpat kā daļiņas, tikai tām ir pretējs lādiņš. Pirms nedaudz vairāk par 50 gadiem atklāja, ka starp daļiņām un antidaļiņām ir kaut arī niecīgas, tomēr atšķirības attiecībā uz vājo mijiedarbību, tātad radiāciju, un šī niecīgā atšķirība varētu būt saistīta ar matērijas izcelsmi Visumā.
RL: Kas jūsu teorijā par visu ir palicis ārpusē? Ko šī teorija nespēj izskaidrot?
Eliss: Man uzreiz būtu jāsāk ar atrunu, ka es neesmu frāzes “teorija par visu” autors. Cik man zināms, šo frāzi pirmais lietoja kāds žurnālists, es tikai palīdzēju to popularizēt. Teorija par visu ir fundamentālo fizikas likumu kopums; tas nenozīmē, ka tā varētu izskaidrot apziņu, jūs vai Donaldu Trampu. Tie ir sarežģīti fenomeni, kurus fizikas pamatlikumi izskaidrot nespēs.
RL: Kad savam draugam prasīju, ko man jums pajautāt, viņš teica, lai pajautāju, kā vistas rada olas. Es prasīju, kāpēc viņš to uzskata par interesantu jautājumu. Viņš teica: “Viņas kaut kādā brīnumainā veidā no citiem ķīmiskajiem elementiem rada kalciju, un nekāda fizika nespēj izskaidrot, kā vista var radīt jaunu ķīmisku vielu.” Vai jums šis jautājums liekas jēdzīgs?
Eliss: Nē.
RL: Vai jebkas saistībā ar aukstās kodolsintēzes ideju jums liekas jēdzīgs?
Eliss: Nē. (Nopūšas.)
RL: Kāpēc jūs nopūtāties? Tāpēc, ka tā ir muļķīga ideja?
Eliss: Nu, varbūt sāksim ar kalciju. Lai viens ķīmiskais elements pārtaptu par citu, ir vajadzīga kaut kāda veida kodolreakcija, nav citu variantu. Kalcijs olas čaumalā nonāk no barības, ko vista ēd. Tikpat labi jūs varētu jautāt, no kurienes nāk kalcijs vistas kaulos. No kurienes nāk kalcijs jūsu kaulos? Atbilde: tas nāk no tā, ko jūs esat ēdis vai dzēris, – piemēram, no siera vai piena.
RL: Tā ir pareizā atbilde, ja pieņem, ka ķīmiskie elementi citos elementos var pārvērsties tikai kodolsintēzes rezultātā – ja nav citu variantu.
Eliss: Pareizi. Un citu variantu nav.
RL: Un uz ko šis apgalvojums balstās?
Eliss: Fiziķi ir ilgi pūlējušies, lai saprastu, kā vienu ķīmisko elementu pārvērst citā, un viņi atklāja, kā to varizdarīt. To var izdarīt, šaujot uz atoma kodolu, piemēram, ar neitronu: atoma kodols sadalīsies, un mēs iegūsim divus dažādu elementu kodolus. Tas viss ir brīnišķīgi aprakstīts saskaņā ar kodolfizikas likumiem. Vista nevar citus ķīmiskos elementus pārvērst kalcijā.
RL: Jūs nopūtāties, kad es pieminēju auksto kodolsintēzi. Kāpēc šī ideja jums liekas tik muļķīga?
Eliss: Vienkārši tāpēc, ka tā ir bulšits, un...
RL: Bet daudzi cilvēki to pašu teica par Higsa bozonu, pirms tas tika atklāts. Uz ko jūs balstāties, sakot, ka aukstā kodolsintēze ir bulšits?
Eliss: Higsa bozona pastāvēšana nebija pretrunā ar mums zināmajiem fizikas likumiem. Aukstā kodolsintēze ir absolūtā pretrunā ar mums zināmo fiziku. Šo ideju izvirzīja daži ķīmiķi, kuri vienkārši nesaprot fiziku, citādi viņi būtu bijuši daudz piesardzīgāki savos izteikumos. Tas ir vienkārši bulšits! Tā ir tukša laika šķērdēšana!
RL: Kad jūs sakāt “fizikas pamatlikumi”, vai tie ir universāli?
Eliss: Jā.
RL: “Universāli” tādā nozīmē, ka tie darbojas jebkurā Visuma vietā?
Eliss: Jebkurā redzamā Visuma vietā. Došu jums piemēru. Mēs varam izmērīt atomu īpašības zvaigznēs, kas atrodas miljardiem gaismas gadu attālumā. Mēs varam novērot, ko tās darīja pirms miljardiem gadu, un viņu atomu spektrs ir identisks tam, ko mēs redzam tepat tuvumā. Tātad fizikas likumi, vismaz ciktāl tie attiecas uz atomu uzvedību, ir identiski. Tajā pašā laikā mēs nevaram izslēgt iespēju, ka aiz mums redzamā Visuma eksistē kaut kas tāds, kas pakļaujas citiem fizikas likumiem. Andrejs Linde ir viens no tiem, kuri uzskata, ka līdzās mums redzamajam Visumam, iespējams, pastāv citi paralēli visumi...
RL: Jā, kopskaitā ap 10⁵⁰⁰.
Eliss: ...un ka tajos, iespējams, darbojas citi fizikas likumi. Es personīgi neuzskatu šo ideju par īpaši produktīvu, jo nevaru iedomāties, kā to būtu iespējams zinātniski pārbaudīt. Mani interesē lietas, ko var izmērīt, lietas, ko var pārbaudīt, hipotēzes, ko var atspēkot.
RL: Vai stīgu teoriju var pārbaudīt?
Eliss: Esmu izšķiedis daudz laika, mēģinot izgudrot, kā to pārbaudīt, un esmu piedāvājis vismaz divas idejas, bet nekas neizdevās. Citi droši vien padomāja, ka esmu sagājis sviestā, piedāvādams šādas idejas. Bet jāmēģina ir, piekrītat?
RL: Kāpēc jūs dažreiz sauc par Lielā hadronu paātrinātāja idejas autoru?
Eliss: Es nezinu, tas gluži neatbilst īstenībai. 1975. gadā pie mums Eiropas Kodolpētījumu organizācijā (CERN) strādāja viesprofesors no Stanfordas, Bērtons Rihters. Viņš pētīja mērogošanas likumus lieliem kolaideriem – nevis protonu, bet elektronu un pozitronu kolaideriem. Un viņam izdevās ieinteresēt cilvēkus idejā uzbūvēt apmēram 25–30 km garu kolaideru. To arī uzbūvēja, nosauca par LEP, Lielo elektronu un pozitronu kolaideru. Es biju viens no diviem teorētiķiem, kas veica aprēķinus šī paātrinātāja projekta izstrādei. Kad paātrinātājs bija gatavs, radās ideja uzbūvēt lielu tuneli, kurā varētu šaut protonus, – Lielo hadronu paātrinātāju. 1984. gadā par šo jautājumu notika pirmais darbseminārs, kurā es uzstājos ar runu par šāda kolaidera teorētiskajām iespējām, par to, kādas lietas ar tā palīdzību varētu meklēt – piemēram, Higsa bozonu, supersimetriju, tumšo matēriju u.tml.
RL: Citiem vārdiem, jūs sniedzāt pamatojumu, kāpēc šāda kolaidera būvēšanai ir jēga.
Eliss: Jā.
RL: Vai jums pa šo laiku bijuši arī vilšanās brīži?
Eliss: Nu, kolaidera būvniecība prasīja ilgāku laiku, nekā mēs bijām domājuši, bet galu galā tas tika palaists, Higsa bozons tika atrasts, un man bija īpašs iemesls justies laimīgam, jo 1975. gadā biju uzrakstījis darbu, kāds Higsa bozons varētu izskatīties. Un veids, kādā tas tika atrasts, balstījās uz šajā darbā veiktajiem aprēķiniem. Lieliski, vai ne? Milzīga vilšanās.
RL: Kāpēc?
Eliss: Tāpēc, ka tas izskatījās tieši tāds, kādam tam saskaņā ar standartmodeli bija jāizskatās. Standartmodelis darbojas neticami labi, nav neviena gadījuma, kad apstiprināti eksperimentu rezultāti būtu runājuši tam pretī. Mēs tiešām cerējām, ka... protams, būtu forši, ja Higsa bozons parādītos, bet mēs cerējām, ka tas nedaudz atšķirsies no paredzētā. 1982. gadā CERN apmeklēja Mārgarita Tečere, viņa man prasīja: “Un ko jūs darāt, jaunais cilvēk?” Teicu: “Esmu teorētiskais fiziķis. Mans uzdevums ir domāt par lietām, ko eksperimentos vajadzētu meklēt, bet ceru, ka tas, ko viņi atradīs, nedaudz atšķirsies no paredzētā.” Tečeres kundzei, protams, patika, ka viss notiek precīzi tā, kā viņa to vēlas... “Jaunais cilvēk, bet vai nebūtu labāk, ja viņi atrastu tieši to, ko jūs savos aprēķinos esat paredzējis?” Es teicu: “Ja tas būtu tieši tas, ko paredzēju, tad mēs nezinātu, kā virzīties tālāk.” Vārdu sakot, būtu jauki, ja Higsa bozons izskatītos apmēram tāds, kā paredzēts, bet ne precīzi, jo tas dotu mums idejas tālākam darbam. Bet pagaidām tas izskatās tieši tāds, kādam tam saskaņā ar standartmodeli būtu jāizskatās. Eksperimentos mēs, protams, meklējam arī citas lietas, piemēram, tumšo matēriju, bet līdz šim bez panākumiem. Tā ka no šāda viedokļa tā ir vilšanās.
RL: Jūs teicāt, ka Higsa bozons izskatās tieši tāds, kā jūs paredzējāt. Kāds tas izskatās?
Eliss: Tika paredzēts, ka tam nav spina, un ir veikti visādi testi, lai pārbaudītu, vai tam tiešām nav nekāda spina. Tad vēl ir jautājums, vai Higsa bozons spogulī izskatās tieši tāds pats vai ne. Atkarībā no atbildes varētu pateikt, vai tā ir, kā mēs to saucam, skalāra vai pseidoskalāra daļiņa. Skalāra daļiņa spogulī izskatās tieši tāda pati, bet pseidoskalāra daļiņa spogulī izskatās pretēji. Un, cik var spriest pēc rezultātiem, tā ir parasta skalāra daļiņa – tieši kā standartmodelī bija paredzēts.
RL: Bet vai Higsa bozonu var attēlot zīmējumā? Vai kāds mākslinieks, sekojot jūsu aprakstam, varētu to vizualizēt?
Eliss: Nu, var uzzīmēt diagrammu, kā šī daļiņa tiek izveidota. Mehānisms ir šāds: vienu pret otru triec divus gluonus – tās ir daļiņas, kas protonos un neitronos satur kopā kvarkus –, un tā rezultātā izveidojas tā saucamo virsotnes kvarku (top quark) pāris un virsotnes kvarki sintezē Higsa bozonu. Pēc brīža, kas ir tik īss, ka mēs to nevaram uztvert, bet varam noteikt mērījumos, – pēc apmēram 10^-20 sekundēm – tas sabrūk citās daļiņās, piemēram, divos fotonos (zīmē uz tāfeles). Ja es runātu ar studentu, es viņam aprakstītu šo Higsa bozona veidošanās mehānismu un sabrukšanu.
RL: Interesanti, ka paša Higsa bozona šajā ainā nemaz nav – viņa eksistenci jūs izsecināt no tā, ka kaut kas sabrūk.
Eliss: Taisnība. Ja jums būtu pietiekami smalks detektors, principā varētu fiksēt, ka kaut kas sabrūk citā vietā nekā tur, kur tas tika izveidots. Tad šo procesu principā varētu arī vizualizēt eksperimentā, bet tam būtu vajadzīgi eksperimenti ar daudz augstāku mērīšanas precizitāti, kādus mēs pašlaik nespējam veikt.
RL: Kad 2008. gadā Lielajā hadronu paātrinātājā tika veiktas pirmās daļiņu sadursmes, jūs ieguvāt milzīgu daudzumu ļoti haotisku attēlu. Vai bez standartmodeļa brillēm jūs vispār būtu kaut ko uzgājuši šajos haotiskajos sadursmju rezultātos?
Eliss: Pirmās sadursmes bija ļoti garlaicīgas.
RL: Garlaicīgas?
Eliss: Jā. Interesantās sadursmes vis-pār notiek ļoti reti – apmēram vienā gadījumā no triljona. Lielākā daļa sadursmju nav interesantas no Higsa bozona vai tumšās matērijas viedokļa. Detektori varētu principā izmērīt visas sadursmes, bet mums jāizvēlas tās, kuras pēc mūsu domām varētu būt interesantas, un jāizmet pārējās. Pirmajos LHP eksperimentos notikumu, kas mums šķistu interesanti, nebija daudz, mums tie visi likās garlaicīgi.
RL: Cilvēkam nav tādu smadzeņu, lai viņš varētu izanalizēt triljonu sadursmju.
Eliss: Taisnība.
RL: Tātad jūs šo darbu lielā mērā uzticat mākslīgajam intelektam, vai ne?
Eliss: Taisnība.
RL: Un mākslīgais intelekts ir programmēts saskaņā ar pastāvošo standartmodeli.
Eliss: Jā, tā ir. Ir daži, kas izteikuši ideju iedot šos rezultātus izanalizēt kādai MI sistēmai, kuras programmā nav ielikts standartmodelis, bet, cik man zināms, līdz šim tas vēl nav darīts. Bet izdarīt to principā var.
RL: Kas liedz jums to izmēģināt? Jums šķiet, ka šāds eksperiments nebūtu interesants?
Eliss: Es neteiktu, ka tas nav interesants, bet, ja pieraksta veselu gūzmu notikumu, kas nesaskan ar mūsu aizspriedumiem, tad atstāj nepierakstītus notikumus, kas saskan ar mūsu aizspriedumiem, jo notikumu skaits, kurus var pierakstīt un izanalizēt, ir ierobežots. Būtu interesanti paņemt kaut kādu skaitu notikumu, kas mums a priori neliekas interesanti, un tad paskatīties, varbūt kāda MI sistēma tur kaut ko uziet. Kā jau teicu, līdz šim tas vēl nav darīts.
RL: Jūs pieminējāt spinu, un viena lieta, ko es nekad neesmu sapratis, ir: kāpēc tās sīkās daļiņas griežas, turklāt dažādā ātrumā? Kāpēc tas notiek?
Eliss: Saliekot kopā Einšteina speciālo relativitātes teoriju ar kvantu mehāniku, mēs redzam, ka daļiņām, lai tās atbilstu Einšteina teorijas simetrijai kvantu līmenī, nepieciešama tāda īpašība kā spins.
RL: Labi, bet kāpēc tās griežas?
Eliss: (Iesmejas.) Paskatieties uz balerīnu, viņai arī ir spins. Tas nozīmē, ka dažādas viņas ķermeņa daļas griežas.
RL: Bet daļiņas ir nedalāmas, ja es pareizi saprotu. Tām taču nav daļu kā balerīnai?
Eliss: Elektronam, pēc visa spriežot, nav iekšējas struktūras. Protonam tā-da ir – to veido kvarki un gluoni. Bet jā, jums taisnība, atsevišķam elektronam nav iekšējas struktūras, taču spins tam vienalga piemīt.
RL: Vai tas nozīmē, ka tas griežas ap savu asi?
Eliss: Nē. Tas nozīmē: ja elektronam iet apkārt, tad tas izskatās dažādi atkarībā no tā, no kuras puses uz to skatās.
RL: Ha! Jūs tikko teicāt, ka tam nav iekšējas struktūras! Kā tas var izskatīties dažādi no dažādām pusēm?
Eliss: Prasiet Einšteinam, prasiet kvantu mehānikai! Kvantu mehānikā katru daļiņu apraksta kaut kāds vilnis, un matemātiski mēs pierakstām funkciju, tā saucamo viļņa funkciju, kas apraksta, ko tas vilnis dara. Un elektrona viļņu funkcija... ja iet apkārt elektronam un atgriežas sākuma punktā, dabū mīnusa zīmi...
RL: Laikam esmu par stulbu, lai to saprastu.
Eliss: Ko lai saka, tā ir kvantu mehānika.
RL: Bet jūs pats saprotat, ko nupat teicāt?
Eliss: Jā, jā.
RL: Jums tas ir elementāri.
Eliss: Nav elementāri, bet tieši tā notiek. Tātad šī viļņu funkcija izskatās dažādi atkarībā no tā, no kuras puses uz elektronu skatās. Tam nav savas iekšējās struktūras, kas varētu likt tam griezties. Bet tu vari griezties un, to darot, dabū mīnusa zīmi.
RL: Nu, ziniet, neviens neiet apkārt elektronam. Tās ir tikai mežonīgas Einšteina un citu fiziķu prāta spēles.
Eliss: Īstenībā Pols Diraks bija tas, kurš parādīja, kā savienot kvantu teoriju ar speciālo relativitātes teoriju, un tieši viņš matemātiski pierādīja, ka daļiņām var būt spins, pat ja tām nav savas iekšējas struktūras. Daudzi teica: “Tas ir pilnīgs bulšits. Viņš pārāk brīvi rīkojas ar matemātiku.” Bet viņam bija taisnība.
RL: Labi, ja spins nenozīmē, ka daļiņa reāli griežas, tad ko nozīmē tas, ka Higsa bozonam nav šādas īpašības – spina?
Eliss: Tas nozīmē, ka tas no visām pusēm izskatās vienāds. Ņemsim, lūk, šo attēlu. Lielajā hadronu paātrinātājā mēs izšaujam protonu kūļus. Protoni satur gluonus, un šie gluoni saduroties izveido Higsa bozonu. Pieņemsim, ka Higsa bozonam ir spins, pieņemsim, ka tā vērtība ir 2, jo tā ir zemākā vērtība, kāda tam varētu būt, izņemot nulli. Tātad divi gluoni saduras, tie izveido šo daļiņu ar spinu 2, kas nesabruktu izotropiski. Mēs arī piedāvājām veikt šādu testu, un nekas tāds netika konstatēts. Higsa bozons tika izveidots, tas sabruka, bet tas sabruka pilnīgi izotropiski. Un tas saskan ar ideju, ka tam nav spina.
RL: Cik dimensiju ir telpai, kurā tas viss notiek?
Eliss: Viena laika, trīs telpas dimensijas.
RL: Vai ir kādas sarežģītākas parādības, kuras jūs nespējat izskaidrot ar četrdimensiju laiktelpu?
Eliss: Līdz šim mēs tādas neesam konstatējuši. Esam domājuši, kādas pēdas varētu atstāt papildu dimensiju klātbūtne Lielajā hadronu paātrinātājā. Viena iespēja būtu mikroskopiski melnie caurumi, kuri neeksistētu četrdimensiju laiktelpā. Esam tos meklējuši, bet bez panākumiem.
RL: Vai ir situācijas, kurās daudzas daļiņas kopā uzvedas citādi nekā katra atsevišķi?
Eliss: Protams. Lielisks jautājums. Un tas ir viens no iemesliem, kāpēc katru gadu apmēram mēnesi mēs Lielajā hadronu paātrinātājā bombardējam nevis protonus, bet atomu kodolus.
RL: Kādu atomu kodolus?
Eliss: Galvenokārt svina.
RL: Tātad jūs triecat divus svina atoma kodolus vienu pret otru?
Eliss: Jā. Kad šie divi kodoli saduras, izveidojas viela, kas ir ļoti atšķirīga no parastās kodolvielas – īstenībā ļoti atšķirīga no jebkā cita, ko mēs esam redzējuši. Izveidojas plūstoša viela. Gāze ir plūstoša, šķidrums ir plūstošs, bet šķidrumi un gāzes uzvedas atšķirīgi. Jūs varētu jautāt: un kas izveidojas šajā gadījumā – šķidrums vai gāze? Ja tas ir šķidrums, tad kā tas plūst? Atbilde ir tāda, ka izveidojas visperfektākais šķidrums, kādu jebkad nācies redzēt. Piemēram...
RL: Un kur jūs šo šķidrumu savācat? Bļodā zem kolaidera? (Smejas.)
Eliss: Tas pēc tam izplešas un pārvēršas atpakaļ normālā vielā. Bet atkal, tiešā veidā mēs to neredzam; veicot mērījumus, mēs varam konstatēt, kā sadursmes brīdī tas ir tecējis. Jūs zināt, ka normālam šķidrumam piemīt tāda īpašība kā viskozitāte, kas raksturo berzes spēkus tā iekšienē. Šim šķidrumam piemīt zemākā viskozitāte, kādu mēs jebkad esam redzējuši, vēl zemāka nekā, piemēram, supraplūstošajam hēlijam. Izskatās, ka tā viskozitāte ir tuvu teorētiski zemākajai iespējamajai vērtībai, kas noteikta, balstoties uz stīgu teorijas idejām.
RL: Bet šajā stāvoklī tas arī pastāv tikai 10^-20 sekundes?
Eliss: Jā, ārkārtīgi īsu brīdi.
RL: Ja tas ir tā, ja visperfektākais šķidrums pastāv tik īsu brīdi, tad kāds no tā labums?
Eliss: Ā, sasodīts, atkal šis jautājums! (Abi smejas.) Mēs vienkārši mēģinām saprast, kā Visums darbojas. Nelūdziet, lai es uztaisu Higsa bumbu vai... Mēs vienkārši mēģinām saprast, kas notiek. Datiem par atomu kodolu darbību varētu būt nozīme, lai izprastu agrīno Visumu, kad tas bija ļoti karsts un ļoti blīvs. Tam varētu būt nozīme, lai izprastu, kas notiek, piemēram, saduroties tā saucamajām neitronu zvaigznēm. Un jūs varētu teikt: “Man pie kājas, kas notiek, saduroties neitronu zvaigznēm! Kāds tam, pie velna, sakars ar siera cenu?!”
RL: (Smejas.)
Eliss: Tagad mēs uzskatām, ka daudzi smagie elementi veidojas neitronu zvaigžņu sadursmēs. Agrāk mēs domājām, ka tie galvenokārt veidojas supernovās, eksplodējot zvaigznēm to mūža beigās, bet tagad sliecamies domāt, ka ir nedaudz sarežģītāk. Daži smagie elementi, piemēram, dzelzs, droši vien rodas supernovu eksplozijās, bet pa īstam smagie elementi, piemēram, svins, drīzāk veidojas neitronu zvaigžņu sadursmēs. Bet jūs atkal varētu teikt: “Lieliski, tagad mēs zinām, no kurienes nāk svins. Un kāds no tā labums?”
RL: (Smejas.)
Eliss: Es jau teicu, mēs vienkārši mēģinām saprast, kā Visums darbojas.
RL: Tas ir skaisti. Tas nozīmē, ka mums ir kāda nojausma, kā radušies un rodas daži ķīmiskie elementi. Bet par dažiem mēs joprojām nezinām, kā tie rodas, vai ne?
Eliss: Es jums pastāstīšu par diviem samērā neseniem atklājumiem. Kad eksplodē supernova, tā izsviež milzīgu daudzumu vielas, un mēs vienmēr domājām, ka lielākā daļa dzelzs rodas šajās eksplozijās. Bet dzelzij ir dažādi paveidi, tos sauc par izotopiem. Izplatītākais no tiem paveidiem, kas sastopami uz Zemes, ir tā saucamā dzelzs-56; skaitlis mainās atkarībā no neitronu skaita kodolā. Bet ir arī citi dzelzs izotopi, piemēram, dzelzs-60. Tam ir par četriem neitroniem vairāk, un tas nozīmē, ka tas nav stabils. Dzelzs-60 kodols sabrūk vidēji 2,5 miljonos gadu. Uz Zemes tā nav daudz, jo Zeme veidota no materiāla, kas radās, Saules sistēmai dzimstot pirms apmēram 4,5 miljardiem gadu. Taču, ja kaut kur kosmosā samērā nesen un samērā tuvu Saules sistēmai būtu eksplodējusi kāda supernova un ja tā rezultātā būtu izveidojies elements dzelzs-60, tad tam vajadzētu būt nokļuvušam arī uz Zemes. Pirms kādiem 23 gadiem mēs ar dažiem kolēģiem ierosinājām meklēt šo dzelzs izotopu. Un 1999. gadā vācu pētnieki to arī atrada. Kopš tā laika to atrod atkal un atkal. Par ko tas liecina? Tas liecina par to, ka tādi elementi kā dzelzs veidojas “visu laiku”, un tas ir saskaņā ar ideju, ka tie veidojas supernovu eksplozijās.
RL: Visi elementi vai tikai dzelzs?
Eliss: Dzelzs un dzelzij līdzīgi elementi. Jūs varētu jautāt: bet no kurienes nāk smagākie elementi? Piemēram, plutonijs. Plutoniju iegūst kodolreaktoros, tas veidojas atombumbu eksplozijās, un tas varētu rasties arī zvaigžņu eksplozijās. Zinātnieki meklēja plutoniju Zemes iežos un arī atrada, bet ļoti nedaudz, un tas liecina, ka tas neveidojas tāpat, kā veidojas dzelzs-60, – tas neveidojas supernovu eksplozijās, kas notiek “visu laiku”. Mūsu galaktikā vidēji ik pa 30 gadiem eksplodē kāda supernova, un mēs zinām, ka šādas eksplozijas ir notikušas arī samērā nelielā attālumā no Zemes. Bet mēs tikpat kā neatrodam plutoniju. Tas liek domāt, ka notikumi, kuros veidojas plutonijs, ir ļoti reti un ka varbūt tas veidojas neitronu zvaigžņu sadursmēs.
RL: Saskaņā ar šo stāstu iznāk, ka ķīmisko elementu rašanās priekšnoteikums ir milzīgas eksplozijas, milzīgs daudzums enerģijas. Vai pastāv teorētiska iespēja, ka dažu ķīmisko elementu radīšanai būtu vajadzīgs nevis ļoti augsts, bet ļoti zems enerģijas līmenis?
Eliss: Nē, lai kaut ko saliktu kopā, jāsasniedz zināms enerģijas slieksnis, un šis slieksnis var būt miljons reižu lielāks par to, kas nepieciešams parastai ķīmiskai reakcijai. Tāpēc es saku, ka aukstās kodolsintēzes ideja ir bulšits. Ķīmiska reakcija, kurā iesaistīts ūdeņradis, ir viena lieta, bet enerģija, kas nepieciešama tās veikšanai, ir daudz, daudz mazāka nekā enerģija, kas nepieciešama atomu kodolu sintēzei.
RL: Viens no jūs iedvesmojošajiem jautājumiem bija: “Uz kurieni mēs ejam?” Es saprotu, ka agri vai vēlu šis... vienalga, kā mēs to saucam, Visums, izretināsies, sabruks un izzudīs. Vai es pareizi saprotu?
Eliss: Iespējams, bet nevaram būt par to pārliecināti. Visums izplešas, šī izplešanās paātrinās, un varētu domāt: vāks, ja jau Visums kļūst arvien lielāks, tas galu galā sabruks. Ne gluži, jo te ir jautājums, vai vakuums, kurā pastāv šis Higsa lauks – pareizāk sakot, Anglēra–Brauta–Higsa lauks –, ir stabils vai nav. Aprēķini, kas veikti, balstoties uz standartmodeli, liek domāt, ka tas varētu nebūt stabils. Ne tādā nozīmē, ka tas varētu izplesties tādos virzienos, kur nav Higsa lauka, bet tādā nozīmē, ka tas varētu veidot konfigurāciju ar daudz, daudz stiprāku Higsa lauku, un tas nozīmētu Visuma, kādu mēs to pazīstam, galu. Vārdu sakot, vakuums kosmiskajā telpā varētu būt nestabils. Un, ja tas ir tā, tad mēs esam pakaļā, viss Universs ir pakaļā.
RL: Agri vai vēlu.
Eliss: Jā, agri vai vēlu – droši vien vēlu, jo Visuma mūžs saskaņā ar aprēķiniem ir ļoti, ļoti, ļoti ilgs. Es personīgi neuzskatu, ka tas notiks. Uzskatu, ka ir kaut kas tāds, kas stāv pāri standartmodelim, – kaut kas tāds kā, piemēram, mana mīļā supersimetrija –, kas neļaus Visumam sabrukt.
RL: Jūs pieminējāt Visuma izplešanos. Vakar mans draugs lūdza jums pajautāt, ko jūs domājat par nesen atklātajām neregularitātēm Habla konstantē, kas izsaka izplešanās ātrumu.
Eliss: Ir dažādi veidi, kā to mērīt, un atkarībā no mērīšanas veida atbildes var atšķirties 2–3% robežās. Manuprāt, būtu jānoskaidro, kas ir šīs nesakritības pamatā. Varbūt pati Visuma izplešanās notiek kaut kā jocīgi, varbūt kaut kas nebija izdarīts pareizi vienā vai abos eksperimentos, varbūt kāds no šiem zinātniekiem pārvērtēja savu aprēķinu precizitāti.
RL: Kāpēc jums vēl nav iedota Nobela prēmija?
Eliss: Tāpēc, ka es neko Nobela prēmijas cienīgu neesmu izdarījis.
RL: Vai jūs gatavojaties kaut ko tādu izdarīt?
Eliss: (Smejas.) Nu jau droši vien ir par vēlu. Vistuvāk Nobela prēmijai es biju 1976. gadā, kad kopā ar dažiem kolēģiem izvirzīju ideju, kā atklāt gluonu. Par tā eksistenci bija izteikti minējumi jau pirms tam, bet nevienam nebija izdevies to atklāt. Mēs uzrakstījām zinātnisku darbu, kas ietvēra detalizētus aprēķinus, kādam tam būtu jāizskatās, un pēc trim gadiem to arī atklāja.
RL: Vai par gluonu to nosaucāt jūs?
Eliss: Nē, nosaukums jau bija, pirms es sāku to pētīt. Man šķiet, ka to izgudroja Marijs Gells-Manns kaut kad 60. gados.
RL: Elementārdaļiņu nosaukumi ir cits par citu dīvaināki: gluoni, kvarki, bozoni... Izklausās pēc zvērudārza. Man šķiet, ka cilvēki, kas tos izgudroja, lietoja LSD vai ko līdzīgu.
Eliss: Man šķiet, ka daudzu dīvaino nosaukumu autors ir Marijs Gells-Manns. “Kvarks” noteikti ir viņa izgudrojums. Ir vairāki kvarku veidi: ir dīvainais kvarks...
RL: Kurš to nosauca par “dīvaino”?
Eliss: Īsti nezinu, varbūt tas pats Gells-Manns, jo viņš bija viens no pirmajiem, kurš postulēja tādu īpašību kā dīvainība.
RL: Kas ir svarīgākais, ko jūs savā dzīvē esat sapratis?
Eliss: Es teiktu: šī simbola (rāda uz savu tēkreklu) nozīmi.
RL: Mīlestības nozīmi?
Eliss: Jā.