Lee Smolin on teoreettinen fyysikko, jonka päätutkimusaihe on ollut silmukkakvanttigravitaatio, yksi yritelmistä luoda painovoimalle kvanttiteoria. Hän ei ole pelännyt esittää eksoottisiltakaan kuulostavia teorioita, kuten uusia maailmankaikkeuksia synnyttäviä ja eräänlaista luonnonvalintaa noudattavia mustia aukkoja.
Kirjassaan Time Reborn Smolin esittää, että aika, sen kuluminen ja kulkusuunta eivät missään tapauksessa ole illuusiota, ts. hän on vahvasti eri mieltä kuin esim. Carlo Rovelli, jonka kirjaa Ajan luonne käsittelin aiemmin. Smolinin mukaan ajan roolin vähättely on yksi syistä hänen
hahmottelemaansa teoreettisen fysiikan ongelmatilaan, jota ilmentävät rakenteet ja käsitteet, joita on vaikeaa tai jopa mahdoton testata. Tätä Smolin on käsitellyt myös aiemmassa kirjassaan Trouble With Physics.
Monien tutkijoiden mukaan nykyiset fysiikan teoriat voivat selittää maailmankaikkeuden sellaisena kuin se on vain mikäli se osa vielä suurempaa kokonaisuutta, multiversumia. Smolin katsoo tämän johtuvan ainakin osin siitä, että fysiikan lainalaisuudet on johdettu pienessä mittakaavassa suoritettujen kokeiden avulla. Hänen mukaansa näin ei voi löytää selitystä koko maailmankaikkeudelle, vaan sitä pitäisi lähteä alunperinkin tarkastelemaan kokonaisuutena. Tämä kokonaisuudesta ponnistava lähestymistapa vaikuttaa ensi näkemältä hyvin erilaiselta kuin tavanomainen tapa tehdä fysiikkaa, mutta ei lopulta eroa ehkä paljoakaan siitä, miten Einstein asioita lähestyi. Hänhän ei nojannut juuri koskaan yksittäisiin koetuloksiin, vaan lähti yleisiksi olettamistaan periaatteista, joiden seurauksia hän tarkasteli ajatuskokeiden avulla. Toki hän sen jälkeen kehotti kokeilijoita pohtimaan tapoja koetella teorioitaan käytännössä – varsin hyvällä
menestyksellä.
Einstein itse oli avainroolissa kumoamassa käsitystä absoluuttisen ajan todellisuudesta: suhteellisuusteorian mukaan kahden tapahtuman samanaikaisuus tai aikajärjestys ovat suhteellisia silloin kun niiden välillä ei ole kausaalista suhdetta. Samaten suhteellisuusteoriaan pohjaavan big
bang -kosmologian tulkitaan usein osoittavan, että aika itsessään syntyi alkuräjähdyksessä, jota edeltäviä ajanhetkiä ei ole.
Smolin ei tyydy nykyisiin kosmologisiin teorioihin, vaan kuuluttaa uuden perään. Uuden teorian, jolle on hänen mukaansa asetettava seuraavat vähimmäisvaatimukset:
1) Sen on kyettävä selittämään se, minkä nykyisetkin teoriat, joiden tiedetään toimivan erinomaisesti omalla soveltuvuusalueellaan.
2) Teorian on oltava tieteellinen siinä mielessä, että se tekee testattavissa olevia ennusteita.
3) Sen pitää selittää miksi luonnonlait ovat sellaisia kuin ne ovat.
4) Sen pitää selittää miksi maailmankaikkeuden alkutila oli sellainen kuin oli.
Smolin on aiemmassa blogissa käsittelemäni Richard Mullerin tavoin siis hyvin kriittinen paitsi multiversumille, niin myös antrooppisen periaatteen kaltaisille luomuksille. Hän suhtautuu myös varauksellisesti kvanttimekaniikkaan, Einsteinin tavoin hän uskoo sen takana piilevän jokin syvällisempi teoria.
Smolinin mukaan aika on paitsi todellinen, niin on olemassa myös globaali tai universaali aika. Tässä hän viittaa, jälleen samaan tapaan kuin Muller, laajenevaan maailmankaikkeuteen. Jos tarkastelemme mikroaaltoalueen kosmista taustasäteilyä, niin sen lämpötila on kaikissa suunnissa hyvin pienet vaihtelut poislukien sama. Smolinin mukaan tämä ilmentää sitä, että suuressa mittakaavassa on olemassa eräänlainen ”lepotila”; maailmankaikkeuden koko ja laajeneminen toimivat tätä tilaa vastaavan yleisajan mittareina.
Ajan sijaan Smolin esittää avaruuden olevan illuusio samaan tapaan kuin lämpötila tai paine. Yritän selittää tätä kieltämättä varsin hämmentävää ajatusta. Tarkastellaan jotain kuviteltuja kappaleita avaruudessa. Jos avaruudella ei ole valtavaa määrää ulottuvuuksia, niin geometrisesti lähekkäisiä pisteitä voi olla melko vähän, kaksiulotteisessa tapauksessa voisimme kuvata tilannetta ruudukolla, jonka viivojen leikkauspisteissä kappaleet sijaitsevat. Tämä avaruus olisi kvantittunut, pienin mahdollinen liike vastaisi hyppyä leikkauspisteestä seuraavaan. Vierekkäiset leikkauspisteet ovat meidän mielestämme lähellä, useimmat muut taas kauempana. Yhteyksiä tai vuorovaikutuksia pisteiden välillä koskeva sääntö on tässä tapauksessa painovoiman kvanttiversio.
Varhainen maailmankaikkeus oli hyvin kuuma ja siten niin energeettinen, että kaikki pisteet olivat yhteydessä toisiinsa. Sen jäähtyessä yhteydet vähitellen katkeilivat siten, että jäljelle jäi lähinnä paikallisia yhteyksiä. Smolinin mukaan juuri tämä luo meille illuusion kolmiulotteisesta avaruudesta, samaten se poistaa tarpeen kosmiselle inflaatiolle. Jäljelle jääneet harvat ei-paikalliset yhteydet puolestaan voivat selittää pimeän energian, mahdollisesti pimeän aineenkin. Ja tämä kaikki olisi mahdollista vain jos aika olisi todellinen. Smolin perustelee ajatuksiaan sanojen lisäksi muutamilla lauseilla, mutta valitettavasti en voi väittää olevani kovin vakuuttunut muusta kuin aiheen kiehtovuudesta.
Smolin suhtautuu myös varsin kriittisesti matemaattisten teorioiden mahdollisuuksiin: ”Logic and mathematics capture aspects of nature, but never the whole nature. There are aspects of the real world that will never be representable in mathematics. One of them is that in the real world it is always some particular moment.”, s. 246. Vähän samaan tapaan kuin Muller, Smolin tuntuu tässä syleilevän Kurt Gödelin ajatuksia. Vähän myöhemmin hän kirjoittaa: ”Mathematics is a great tool, but the ultimate governing language of science is language.”
Näyttää siis siltä, että Smolinin ajattelu muistuttaa monessa suhteessa enemmän filosofiaa kuin fysiikkaa tai kosmologiaa. Näin ollen ei ole yllättävää, että hän on jatkanut etsiskelyään yhdessä filosofi Roberto Mangabeira Ungerin kanssa. Heidän kirjoittamansa kirja The Singular Universe And the Reality of Time on hyllyssäni, siitä ehkä jossakin myöhemmässä blogikirjoituksessa.
Jättäen tilaa mahdollisille jatko-osille, päätän aikaa kirjaesittelyjen kautta käsittelevien blogikirjoitusten sarjan toistaiseksi tähän. Jokseenkin yhtä hämmentyneenä kuin Augustinus aikoinaan.
