A Nobel-díjas Roger Penrose magyaroknak tartott előadásban mutatta be, hogyan épül az univerzum Big Bangek végtelen sorozatára
A 2020-ban Nobel-díjjal kitüntetett matematikus és elméleti fizikus, Sir Roger Penrose csütörtök délután a Zoomon keresztül tartott előadást otthonából a Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet* sorozatában. Ha tippelni kéne, a százas nagyságrendben összegyűlt közönség minimum négyötödét aktív fizikus, matematikus vagy kozmológus kutatók és hallgatók tehették ki, hiszen kívülállóként éppen annyira volt értelmezhető a prezentáció, amennyire azt várni lehetett valamitől, aminek az a címe, hogy „A termodinamika második törvénye: feketelyuk-szingularitásoktól a konform ciklikus kozmológiáig”.
Ez persze nem Penrose-t minősíti, hiszen ő most szemináriumot jött tartani szakmabelieknek, és ha valakiről, róla pontosan tudni, hogy ha meg akar értetni valamit az adott célközönségnek, akkor megérteti – könyvei híresen gördülékenyek, tanulmányai a műfajhoz képest szokatlanul olvasmányosak, és annyira törekszik a közérthetőségre, hogy még Joe Rogan is tudott vele interjút készíteni.
Hiába tartják a legnagyobb élő matematikusok és fizikusok egyikének, a 91 éves Penrose sosem tudta igazán áttörni az általános ismertség határát, szemben olyan, a nyilvánosságot jobban kihasználó pályatársaival, mint Stephen Hawking, Carl Sagan, Michio Kaku vagy akár Kip Thorne. Pedig szakmai elismertsége kétségtelen, a Nobel mellett 1988-ban a fizikai Wolf-díjat is megkapta (Hawkinggal közösen), számos területen alkotott maradandót (geometria, kvantumgravitáció, kozmológia, tudományfilozófia), de még a leghíresebb optikai illúziók és lehetetlen tárgyak is a nevéhez fűződnek: az 1950-es évek végén apjával együtt alkották meg többek közt a Penrose-háromszöget vagy a később az Eredet miatt még ismertebbé vált Penrose-lépcsőt.
Talán az is közrejátszhat az oxfordi professzor viszonylagos radaralattiságában, hogy örök szkeptikus hírében áll, a Guardian például ezt írta róla a 2016-os könyvéről szóló kritikában: „Úgy tűnik, Penrose nincs megelégedve az alapvető fizikában az elmúlt 40 év alatt felvetett egyik radikálisan új ötlettel sem.” Például, ahogy azt csütörtöki előadásában is említette, totális tévútnak találja az egyre népszerűbb húrelméletet, amely annak ellenére az egyik legsikeresebb az univerzum működését leíró, „a mindenség elmélete” címre pályázó teóriák közül, hogy sokdimenziós (11–26, az einsteini téridő 4 dimenziója helyett) modellje és megfigyelhetetlenül apró részecskéi miatt Penrose és az elmélet más kritikusai szerint túl nagy teret enged a fantazmagóriáknak, vagyis túl spekulatív ahhoz, hogy egyáltalán tudományosnak lehessen nevezni.
Népszerű elméletek kritikusaiból persze Tejútrendszert lehetne rekeszteni, de Penrose azért a legnagyobbak egyike, mert saját, egyedi és megcáfolatlan elméletei is vannak az univerzum legnagyobb kérdéseire. Ennek legékesebb példája a csütörtöki előadás tárgya, a konform ciklikus kozmológia (CCC) modell, amit először 2006-ban írt le „Az ősrobbanás előtt: egy botrányos új perspektíva és annak hatásai a részecskefizikára” című dolgozatában, majd 2010-es könyvében (Az idő ciklusai) fejtett ki bővebben.
Big Bangek végtelen sorozata az élet
Az elmélet nagyon leegyszerűsítve azt állítja, hogy a 13,8 milliárd évvel ezelőtti ősrobbanás nem az univerzum kezdetét jelzi, csak a mi eonunk (világegyetem-történeti korszakunk) kiindulópontját, és ezek az eonok, amelyek „ősrobbanással” (a Big Bang magyar megfelelője ebben az esetben nem feltétlenül helyes, hiszen az ősrobbanás szónak csak a jelenlegi eon szempontjából van értelme) kezdődnek és végül az univerzum egyetlen pontba való összeroskadásával érnek véget, ciklikusan ismétlődnek a végtelenségig. Akit ennél egy fokkal tudományosabban is érdekel a dolog, Friedmann-Robertson-Walker téridőkkel és reguláris térszerű hiperfelületekkel, annak itt egy rövid, de jóval részletesebb magyar leírás.
Mindezt ráadásul megfigyelésekkel is sikerült már alátámasztani. 2010-ben Penrose és az örmény kozmológus, Vahe Gurzadyan arról számolt be, hogy a kozmikus háttérsugárzásban olyan mintázatokat sikerült azonosítani, amelyek vélhetően egy korábbi univerzum maradványaira utalnak. A kutatók a WMAP űrszonda és a Boomerang magaslégköri ballon adatait elemezték, amikor olyan hatalmas, galaxishalmazokat körülvevő gyűrűkre figyeltek fel, amelyekben az átlagosnál kisebbek a kozmikus háttérsugárzás ingadozásai. A furcsa, de meglepően rendezett alakzatokat szerintük szupermasszív fekete lyukak ütközése hozhatta létre még az ősrobbanás előtt, amikor eonokon átívelő gravitációs hullámokat löktek ki magukból.
Bár sokan támadták a szerintük hibás szimulációkból fakadó eredményeket, Penrose nem adta fel, és 2018-ban újabb bizonyítékokkal igyekezett megtámogatni elméletét. Ekkor már nem gyűrűket, hanem a környező régióknál sokkal magasabb hőmérsékletű foltokat azonosított a kozmikus háttérsugárzás térképén, és a jelenséget a szupermasszív fekete lyukak az előző eonban bekövetkezett Hawking-párolgása során kibocsátott sugárzásnak tudta be.
A modell sok más értelmezésnek is teret ad, Penrose és Gurzadyan elmélete szerint például a földönkívüli civilizációk képesek a kozmikus háttérsugárzáson keresztül intelligens jeleket, vagy akár tömörített csomagokba kódolt genominformációkat továbbítani a világűrben, a CCC értelmében akár eonokon is átívelve. Ebbe az elméletbe akár az a megfejtés is belefér, hogy a földi élet is ilyen ősi információk dekódolásával jöhetett létre, valamilyen automatizmus segítségével.
Bebizonyította, amiben még Einstein sem hitt
Amikor Roger Penrose neve felvetődik, általában hozzá kell csapni még néhány nagy nevet. Elsősorban Albert Einsteinét, aki ugyan maga nem hitt a fekete lyukak létezésében, halála után tíz évvel, 1965-ben Penrose éppen azt bizonyította be, hogy a fekete lyukak közvetlen következményei Einstein általános relativitáselméletének. Közel hatvan éve szinte teljesen úgy írt a fényt is elnyelő objektumokról, ahogy azokat ma is ismerjük: a fekete lyukak középpontjában szingularitás húzódik meg, ahol a fizika törvényei érvényüket vesztik.
Az általános relativitáselmélet Einstein utáni korszakának legfontosabb eredményeit később Stephen Hawkinggal közösen tökéletesítette, így valószínűsíthető, hogy ha utóbbi nem hunyt volna el 2018-ban, akkor Penrose-zal együtt ő is megkapta volna a Nobel-díjat, amit posztumusz nem lehet odaítélni. Találkozásukról még egy filmkritikával felérő történetet is elmesélt az előadása során: bár A mindenség elmélete című 2014-es film cselekménye szerint Hawking részt vett a nála tíz évvel idősebb Penrose szingularitásról tartott előadásán a londoni King's College-ban, valójában ő nem volt jelen, csak mentora, Dennis Sciama, aki később olyan sikeresen hozta össze kettőjüket, hogy korszakalkotó együttműködésük után még akkor is kiadtak közösen egy könyvet (A tér és az idő természete), amikor már alig értettek egyet valamiben egymással.
Az örök kritikus Penrose tökéletességre törekvő hozzáállásáról sokat elmond, hogy még a Nobel-díjával sem tudott teljesen elégedett lenni, mivel szerinte elrontották az indoklását: „Azt írták, bebizonyítottam, hogy a fekete lyukak Einstein általános relativitáselméletének robusztus előrejelzései. Pedig valójában azt bizonyítottam be, hogy a szingularitások az általános relativitáselmélet robusztus előrejelzései.”
A Konkoly Thege Intézet szemináriumait egyébként a továbbiakban is érdemes figyelemmel kísérni, február 16-án például a földönkívüli élet kutatásával foglalkozó SETI Institute korábbi elnöke, a csillagász Jill Tarter előadása következik, de az intézetet igazgató Szabó Róbert szerint idén lehet számítani még több Nobel-díjas vendégre is.
*Az intézet neve egészen pontosan: az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpontjának (CSFK) Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézete.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
