Teorien om alting
Læsetid: 4 min.

Vi har to teorier om universet. Og der hvor de støder sammen, kommer Fotini Markopoulou ind i billedet

Hun forlod den teoretiske fysik for bestandig i 2012, men inden da havde græske Fotini Markopoulou-Kalamara præsenteret et radikalt bud på, hvordan alting hænger sammen: Tid og rum kan være resultatet af et stivnet univers
Moderne Tider
11. juli 2020
Hun forlod den teoretiske fysik for bestandig i 2012, men inden da havde græske Fotini Markopoulou-Kalamara præsenteret et radikalt bud på, hvordan alting hænger sammen: Tid og rum kan være resultatet af et stivnet univers

Jesse Jacob

Da Fotini Markopoulou-Kalamara var 17 år, gik hun ind ad den forkerte dør og blev fysiker. Det er i hvert fald den skabelsesberetning, hun lidt modstræbende selv præsenterer i et interview med det populærvidenskabelige tidsskrift Nautilus i 2016.

Den græske teenager Fotini havde drømme om at blive astronaut, arkæolog og alt muligt andet, men det græske skolesystem havde efterladt store huller i hendes uddannelse, så hun ledte efter et aftenskolekursus, der kunne bringe hende videre.

I Athens centrum gik hun ind ad den forkerte dør og havnede på et studenterkursus som forberedelse til at kunne læse fysik ved et engelsk universitet. Her blev hun.

Aftenskolekurset førte hende til Queen Mary-universitetet og siden Imperial College i London, hvor hun fik sin ph.d. i 1998. Året efter blev hun et af de stiftende medlemmer af det uafhængige Perimeter Institute for teoretisk fysik i Canada. Her blev hun for alvor optaget af problemet med kvantegravitation.

Et univers, to teorier

Vi har hele to teorier om universet. Deri består problemet.

Den generelle relativitetsteori beskriver, hvordan tiden og rummet bøjes og vrides under indflydelse af tunge legemer. Som en bowlingkugle, der laver en fordybning i en havetrampolin.

Den anden teori, kvantefeltteorien, beskriver, hvad alt stof består af, og hvordan enkeltdelene vekselvirker med hinanden.

Begge teorier har været utrolig succesfulde i at beskrive den verden, vi kan observere og måle.

Problemet er, at de to teorier ikke kan forenes. Almindeligvis er det ikke noget problem, fordi de beskriver forskellige hjørner af virkeligheden. Relativitetsteorien tager sig af det største: planeter, stjerner, galakser og hele universets form og udvikling. Mens kvantefeltteorien tager sig af det mindste: elektroner, lyspartikler, og hvad der foregår på subatomar skala.

Men der er steder, hvor de to teorier støder sammen. Det gælder for eksempel i sorte huller, disse kosmiske monstre, hvor materien er presset så voldsomt sammen, at intet kan undslippe. Og det gælder i det allertidligste, ekstremt varme og komprimerede univers.

Desuden vidner en række endnu uforklarlige fænomener om, at de to teorier ikke er hele historien.

Rumtidens ruhed

De to teorier er meget forskellige. Hvis relativitetsteorien i sin enkle, monumentale og æstetiske formulering kan sammenlignes med Michelangelos berømte marmorstatue af David, er kvanteteorien med sit mærkelige, sammensatte og vilde udtryk snarere som en af Jean Tinguelys farvestrålende, motordrevne mobiler, der stritter i alle retninger og ryster og larmer.

Strengteoretikerne søger en ny, underliggende beskrivelse, som både kan frembringe en Michelangelo og en Tinguely, andre er gået en anden vej. En række forskere arbejder så at sige på at omforme David-statuen til en Tinguely-mobile. De vil med andre ord formulere en kvanteteori for tyngdekraften og dermed for rumtiden.

Hvis man zoomer helt ind på David-statuens glatte overflade og lader en meget følsom finger glide hen over den, vil man ifølge en sådan teori om kvantegravitation mærke, at overfladen i virkeligheden ikke er glat. Rumtidens ruhed er vel at mærke overordentlig fin, af størrelsesorden 10-35 meter. Den kaldes Planck-længden. Og Planck-længden er for tykkelsen af et hår, hvad tykkelsen af et hår er for hele universet.

I den skala er rum og tid ikke længere et glat kontinuum, men derimod små diskrete byggeklodser af rumtid. Inden for forskningsfeltet Loop Quantum Gravity (LQG) er der forskellige opfattelser af, hvordan disse klodser skal beskrives og forbindes, men samlet set er forskningsfeltet den væsentligste konkurrent til strengteorien.

Det sammenfiltrede univers

I sin tid på Perimeter Institute blev Fotini Markopoulou-Kalamara en af de mere radikale fortalere for LQG, og hun udviklede sit eget bud på kvantegravitation kaldet Quantum Graphity eller kvantegrafitation. Navnet er en sammentrækning af graf og gravitation, tyngdekraft.

I Markopoulou-Kalamaras billede har universet haft to faser:

Først et varmt sammenfiltret netværk af stof, hvor alt er forbundet til alt. Et sådant netværk kaldes i matematikken for en graf.

Efterhånden som universet blev koldere, stivnede dette sammenfiltrede netværk i det tredimensionelle rum med tid og stof, som vi kender og tager for givet i dag.

Dette ikkerumlige, netværksbillede af det tidlige univers kan måske forklare en mærkværdighed ved vores univers. Når man kigger ud i universet, er det bemærkelsesværdigt homogent. Temperaturen er stort set den samme i alle regioner af universet. Det på trods af, at forskellige dele af universet er så langt fra hinanden, at de ikke i løbet af universets levetid kan have udvekslet informationer og derved komme i termisk ligevægt med hinanden.

For at forklare denne mærkværdighed er man normalt nødt til at indføre nogle bestemte begyndelsesbetingelser for universet, uden at kunne begrunde hvorfor. Hvis universet derimod er startet i en sammenfiltret netværkstilstand, kommer den termiske ligevægt af sig selv.

»Ligesom at være i et kloster«

I efteråret 2011 forlod Fotini Markopoulou-Kalamara det Perimeter Institute, hun havde været med til at grundlægge, da hun blev nægtet muligheden for at søge fastansættelse.

Instituttets nytiltrådte direktør mente, at hendes forskning var for spekulativ og ikke ville føre til noget. Året efter forlod hun endegyldigt den teoretiske fysik. Hun uddannede sig til industriel designer og leder i dag det London-baserede firma Doppel, som designer teknologi til at bære på kroppen – ikke bare til at måle, men til aktivt at ændre bærerens sindstilstand. Det første produkt er et armbånd, der reducerer stress og øger fokus gennem nøje afmålte vibrationer.

Kvantegrafitation er stadig – uden Markopoulou-Kalamara – et aktivt forskningsfelt, dog nu mest som inspiration og grundlag for nye modeller af det tidlige univers.

I Nautilus-interviewet reflekterer Fotini Markopoulou-Kalamara over sin beslutning om at forlade den teoretiske fysik:

»Det er ligesom at være i et kloster, hvor ingen menneskelige behov bør få dig til at vige fra opgaven med at forstå, hvor universet kom fra.«

Serie

Teorien om alting: Den teoretiske fysiks avantgarde

Der findes teorier om alting, og så findes der teorier om alting.

Mennesket har længe stræbt efter et universelt princip, en samlet teori for alle fysiske fænomener. De seneste 50 år er det superstrengteorien, der er løbet med opmærksomheden og pengene, men ude i videnskabens randområder findes folk, der sætter karrieren på spil for at komme med alternative bud på altings sammenhæng. I denne serie får de ordet.

Seneste artikler

Følg disse emner på mail

Vores abonnenter kalder os kritisk,
seriøs og troværdig.

Få ubegrænset adgang med et digitalt abonnement.
Prøv en måned gratis.

Prøv nu

Er du abonnent? Log ind her

Martin Rønnow Klarlund

Kommer artikelserien ind på noget nyt og interessant som fx Tom Campbells “teori om alt” eller er det blot vanlige gentagelser af den materialistiske videnskab?

Jens Ole Mortensen

Jeg har så en tredje måde at anskue det på. Jeg oplever verdenen i billeder. Jeg er ikke særligt akademisk anlagt. Alt vi ser. Alt stof i universet. og simpelt alt. Er omsluttet af noget jeg kalder for et uendeligt hav. Havet har ingen begyndelse, ingen slutning, ingen tid, ingen stof eller energier vi kan registrere. Ud af dette hav, som alt flyder i. Dannes virkeligheden eller alle virkeligheder. Man kan ikke sige hvornår dette uendelige hav er dannet. der er ingen tid. Og man kunne ligeså godt kalde det uendeligt lille, som stort. for begreber stort og lille findes ikke. Men ud af dette hav dannes vores virkelighed. En, mange og mange universer. Uendeligt mange. Det er måske cirkulært.
Den akademiske fysik og matematik prøver at måle og regne sig frem til et resultat af ligningen. Men her tages der udgangspunkt i facit.
Nyere fysik har registrere at størstedelen af universet må bestå af en form for energi man ikke kan måle sig frem til. Endvidere er der ting i partikelfysik som indikerer at der må være parallelle virkeligheder. Og det er jo netop det jeg siger. Tiden fryser- Vi opstår af hav, som jeg beskriver uden nogen fysiske love. I stedet for at universet, som starter mindre end et elektron. Opfatter jeg det som en virkelighed opstår.
Jeg læste i en bog af Herman Daly. Han er økologisk økonom. Jeg hæfter mig ved enkelte ting og gemmer dem i min hukommelse. Især en, forkromet, plan om hvordan verdens nationer bør gå sammen regulere befolkningsvækst og natur i det hele taget. På den måde kan vi få en planet i balance. Sådan ser min livsopfattelse ikke ud. For på den måde er jorden først i balance når der ikke er mennesker. Når vi på den måde sætter os uden for cyklus. - Der går lidt tid og jeg husker en artikel jeg læste om genforskere som havde udskiftet alle gener i en colibakterie,( Og det kunne reproducere ) , med gener som ikke fandtes andre steder i naturen. Journalisten spørger- Er det ikke risikabelt, hvis det slipper ud i naturen. Og der svares. Nej. Det kan ikke leve, da det ikke indgår i nogen cyklus på jorden. Og hvis det skulle overleve, ville alt andet på jorden dø. - Jeg husker en arbejds kollega ved en julefrokost, for nogle år siden, sige at han satsede på at leve evigt. Jeg forestiller mig, så, nogle mennesker som har opnået udødelighed og er fødedygtige. De står i grønne omgivelser og ser triste ud. Er man udødelighed. Indgår man vel heller ikke i nogen cyklus. Så enten vil de overleve. Eller alt andet dø. Holder man det sammen med disse parallel virkeligheder. Som nogle forskere mener kan se påvirker vores virkelighed. Så er det vel nærliggende. At hvis de kommer i kontakt med vores virkelighed. Vil enten vores virkelighed forsvinde eller deres vil. Vi har søgt efter liv ,i vores virkelighed, i årtier. Altså vores univers. Uden resultat. Der kan måske være andre livsformer i vores solsystem og andre steder i universet, men vi må bryde med vores virkelighed for at nå dem.
Jeg tror ikke det er muligt at opnå kontakt med andre højtstående livsformer uden at vores univers forsvinder.
Søgen efter dette bunder i at vi ikke kan kapere at vi skal dø og der er intet tilbage af den person vi er. Eller at vi ikke har en sjæl.
Det er mere acceptabelt at tro at man kan ende som en stor ånd, et menneske med mange rekreationer bag sig. Eller man får plads i himmerige eller Allas himmel. Eller med vores intelligens kan trodse døden ved at forstå universet og finde andre skabninger med en intelligens som har opnået udødelighed. Og på den måde må det være menneskets skæbne at blive udødelig. Vi spiser et dyr, vi skider, vi dør og af komposten spiser dyr svampe eller andet. Det uendelige hav tager tilbage livet det gav os. Og på den måde giver vi vores liv videre til vores efterkommere.
Jeg tror ikke et sek. på at vores forfædre, som byggede skorstensgrave, eller de første ægyptere, som balsamerede, troede eller kendte til begrebet sjæl. Det vi betragter som gaver i gravene må have haft en anden betydning. Måske sentimentale handlinger.
Skorstensgravene stod midt i deres bopladser. Som havde vi kister i vores hjem med vores afdøde slægtninge. Kommunister i Sovjet balsamerede Lenin. Mao blev balsameret mod sin vilje. Kim jung Il fra Nord Korea blev balsameret. Hồ Chí Minh blev balsameret. Og jeg har ikke gidet at tjekke flere kommunister. Og alle havde de det tilfældes at de tror ikke på sjæl eller efterliv.
Jeg nævner det i forbindelse med den akademiske tilgang. Og ser det som en barriere som skal brydes. Så vi ikke kun ser tingende ud fra vores eget synspunkt. Jeg syntes min måde at opfatte verdenen på er lige så plausibel. Og på mange måder sammenfaldende med den akademiske måde at se tingende på.