Οι αποδείξεις αυτές περιλαμβάνουν τον ακριβή υπολογισμό των τιμών τεσσάρων θεμελιωδών δυνάμεων οι οποίες ευθύνονται για όλες τις ιδιότητες και τις αλλαγές που επηρεάζουν την ύλη. Στο άκουσμα και μόνο του όρου “θεμελιώδεις δυνάμεις”, μερικοί μπορεί να διστάζουν, σκεπτόμενοι: “Αυτά είναι μόνο για τους φυσικούς”. Αλλά δεν είναι έτσι. Αξίζει να εξετάσουμε τα βασικά δεδομένα επειδή μας επηρεάζουν.

Εκπληκτική Ακρίβεια

Οι τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις είναι παρούσες τόσο στο απέραντο σύμπαν όσο και στις απειροελάχιστες δομές του ατόμου. Ναι, περιλαμβάνεται οτιδήποτε βλέπουμε γύρω μας.

Στοιχεία απαραίτητα για τη ζωή μας (κυρίως ο άνθρακας, το οξυγόνο και ο σίδηρος) δεν θα μπορούσαν να υπάρξουν αν δεν είχαν καθοριστεί με ακρίβεια αυτές οι τέσσερις δυνάμεις που γίνονται έκδηλες στο σύμπαν. Έχουμε ήδη αναφέρει τη μία δύναμη, τη βαρύτητα. Μια άλλη είναι η ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Αν αυτή ήταν σημαντικά ασθενέστερη, τότε τα ηλεκτρόνια δεν θα συγκρατούνταν γύρω από τον πυρήνα του ατόμου. “Θα μπορούσε να είναι σοβαρό αυτό;” ίσως αναρωτηθούν μερικοί. Ναι, διότι τα άτομα δεν θα μπορούσαν να ενωθούν και να σχηματίσουν μόρια. Αντίστροφα, αν αυτή η δύναμη ήταν πολύ ισχυρότερη, τότε τα ηλεκτρόνια θα παγιδεύονταν πάνω στον πυρήνα του ατόμου. Δεν θα γίνονταν χημικές αντιδράσεις μεταξύ των ατόμων—πράγμα που σημαίνει πως δεν θα υπήρχε ζωή. Ακόμη και από αυτή τη σκοπιά, είναι σαφές ότι η ύπαρξή μας και η ζωή μας εξαρτώνται από τον ακριβή καθορισμό της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης.

Σκεφτείτε, επίσης, τι θα συνέβαινε σε κοσμική κλίμακα: Αν η ηλεκτρομαγνητική δύναμη ήταν ελαφρώς διαφορετική, τότε θα επηρεαζόταν ο ήλιος και έτσι θα μεταβαλλόταν το φως που φτάνει στη γη, πράγμα που θα καθιστούσε τη φωτοσύνθεση των φυτών δύσκολη ή αδύνατη. Ακόμη, αυτό θα αφαιρούσε από το νερό τις μοναδικές του ιδιότητες, οι οποίες είναι απαραίτητες για τη ζωή. Και πάλι, η ακρίβεια που χαρακτηρίζει την ηλεκτρομαγνητική δύναμη καθορίζει το αν θα συνεχίσουμε να ζούμε ή όχι.

Εξίσου ζωτική είναι η ισχύς της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης σε σχέση με τις άλλες τρεις. Παραδείγματος χάρη, μερικοί φυσικοί υπολογίζουν ότι αυτή η δύναμη είναι 10.000.­000.­000.­000.­000.­000.­000.­000.­000.­000.­000.­000.­000 (10⁴⁰) φορές ισχυρότερη από τη βαρύτητα. Ένα επιπλέον μηδενικό σε αυτόν τον αριθμό (10⁴¹) ίσως φαίνεται μικρή αλλαγή. Αλλά αυτό θα καθιστούσε τη βαρύτητα αναλογικά ασθενέστερη, και ο Δρ Ράινχαρτ Μπρόιερ εξηγεί ποιο θα ήταν το αποτέλεσμα: «Αν η βαρύτητα μειωνόταν, τότε τα άστρα θα ήταν μικρότερα και η πίεση της βαρύτητας στο εσωτερικό τους δεν θα ανέβαζε τη θερμοκρασία αρκετά ώστε να γίνονται αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης—ο ήλιος δεν θα έλαμπε». Μπορείτε να φανταστείτε τι θα σήμαινε αυτό για εμάς!

Τι θα γινόταν αν η βαρύτητα ήταν αναλογικά ισχυρότερη και ο αριθμός που προαναφέραμε είχε μόνο 39 μηδενικά (10³⁹); «Αν γινόταν αυτή η ελάχιστη αλλαγή», συνεχίζει ο Μπρόιερ, «τότε η διάρκεια ζωής ενός άστρου σαν τον ήλιο θα μειωνόταν κατακόρυφα». Και υπάρχουν άλλοι επιστήμονες που πιστεύουν ότι αυτές οι δυνάμεις είναι καθορισμένες με ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια.

Πράγματι, δύο αξιοσημείωτες ιδιότητες του ήλιου μας και άλλων άστρων είναι η μακροχρόνια αποδοτικότητα και σταθερότητα. Ας δούμε ένα απλό παράδειγμα. Γνωρίζουμε ότι, για να λειτουργήσει αποδοτικά, η μηχανή του αυτοκινήτου χρειάζεται να έχει την ακριβή αναλογία καυσίμου και αέρα· οι μηχανικοί σχεδιάζουν περίπλοκα μηχανικά και ηλεκτρονικά συστήματα προκειμένου να μεγιστοποιήσουν την απόδοση. Αν αυτό αληθεύει για μια απλή μηχανή, τι θα λέγαμε για άστρα σαν τον ήλιο μας που κάνουν «καύσεις» με τόση αποδοτικότητα; Οι τιμές των βασικών δυνάμεων που περιλαμβάνονται έχουν καθοριστεί με τέτοια ακρίβεια ώστε να είναι ιδανικές για την ύπαρξη ζωής. Μήπως αυτή η ακρίβεια επιτεύχθηκε τυχαία; Ο αρχαίος Ιώβ ρωτήθηκε: «Διακήρυξες εσύ τους κανόνες που διέπουν τους ουρανούς ή καθόρισες εσύ τους νόμους της φύσης πάνω στη γη;» (Ιώβ 38:33, Η Νέα Αγγλική Βίβλος [The New English Bible]) Κανένας άνθρωπος δεν το έκανε αυτό. Από πού, λοιπόν, προέρχεται αυτή η ακρίβεια;

Οι Δύο Πυρηνικές Δυνάμεις

Η δομή του σύμπαντος περιλαμβάνει πολύ περισσότερα από τον ακριβή καθορισμό της βαρύτητας και της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης μόνο. Υπάρχουν και άλλες δύο φυσικές δυνάμεις που σχετίζονται με τη ζωή μας.

Αυτές οι δύο δυνάμεις δρουν στον πυρήνα του ατόμου και παρέχουν άφθονες αποδείξεις προνοητικότητας. Σκεφτείτε την ισχυρή πυρηνική δύναμη, η οποία κρατάει ενωμένα τα πρωτόνια και τα νετρόνια μέσα στον πυρήνα του ατόμου. Λόγω αυτής της συνοχής, μπορούν να σχηματιστούν διάφορα στοιχεία—ελαφρά στοιχεία (όπως το ήλιο και το οξυγόνο) και βαριά στοιχεία (όπως ο χρυσός και ο μόλυβδος). Φαίνεται πως, αν αυτή η συνεκτική δύναμη ήταν ασθενέστερη μόνο κατά 2 τοις εκατό, τότε θα υπήρχε μόνο υδρογόνο. Αντίστροφα, αν αυτή η δύναμη ήταν ελαφρώς ισχυρότερη, τότε θα υπήρχαν μόνο βαρύτερα στοιχεία, αλλά όχι υδρογόνο. Θα επηρέαζε κάτι τέτοιο τη ζωή μας; Αν στο σύμπαν δεν υπήρχε υδρογόνο, ο ήλιος μας δεν θα είχε το καύσιμο που χρειάζεται για να εκπέμπει ζωογόνα ενέργεια. Και, φυσικά, δεν θα είχαμε νερό και τροφή, εφόσον το υδρογόνο αποτελεί ουσιώδες συστατικό και των δύο.

Η τέταρτη δύναμη που εξετάζουμε, η οποία ονομάζεται ασθενής πυρηνική δύναμη, διέπει τη ραδιενεργό διάσπαση. Επηρεάζει, επίσης, τη θερμοπυρηνική δραστηριότητα στο εσωτερικό του ήλιου μας. “Είναι άραγε καθορισμένη με ακρίβεια αυτή η δύναμη;” ίσως ρωτήσετε. Ο φυσικομαθηματικός Φρίμαν Ντάισον εξηγεί: «Η ασθενής [δύναμη] είναι εκατομμύρια φορές πιο ασθενής από την πυρηνική δύναμη. Είναι ακριβώς όσο ασθενής χρειάζεται ώστε το υδρογόνο στον ήλιο να καίγεται με αργό και σταθερό ρυθμό. Αν η ασθενής [δύναμη] ήταν πολύ ισχυρότερη ή πολύ ασθενέστερη, τότε όλες οι μορφές ζωής που εξαρτώνται από άστρα όμοια με τον ήλιο θα αντιμετώπιζαν και πάλι προβλήματα». Ναι, αυτός ο ακριβής ρυθμός καύσης θερμαίνει τη γη μας—αλλά δεν την αποτεφρώνει—και μας διατηρεί στη ζωή.

Επιπρόσθετα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ασθενής δύναμη παίζει κάποιο ρόλο στις εκρήξεις των σουπερνόβα (υπερκαινοφανών αστέρων), τις οποίες προσδιορίζουν ως το μηχανισμό με τον οποίο παράγονται και διασκορπίζονται τα περισσότερα στοιχεία. «Αν αυτές οι πυρηνικές δυνάμεις ήταν με οποιονδήποτε τρόπο ελαφρώς διαφορετικές από ό,τι είναι στην πραγματικότητα, τότε τα άστρα δεν θα μπορούσαν να κατασκευάσουν τα στοιχεία από τα οποία αποτελούμαστε εσείς και εγώ», εξηγεί ο φυσικός Τζον Πόλκινχορν.

Θα μπορούσαμε να πούμε περισσότερα, αλλά προφανώς έχετε ήδη συλλάβει το νόημα. Είναι θαυμαστή η ακρίβεια που χαρακτηρίζει αυτές τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις. «Ολόγυρά μας, φαίνεται πως βρίσκουμε αποδείξεις ότι η φύση έφτιαξε τα πάντα ακριβώς όπως έπρεπε», έγραψε ο καθηγητής Πολ Ντέιβις. Ναι, το γεγονός ότι οι θεμελιώδεις δυνάμεις είναι καθορισμένες με ακρίβεια καθιστά δυνατή την ύπαρξη και τη λειτουργία του ήλιου μας, του όμορφου πλανήτη μας με το ζωογόνο νερό του, της ατμόσφαιράς μας που είναι τόσο απαραίτητη για τη ζωή, καθώς και μιας τεράστιας ποικιλίας πολύτιμων χημικών στοιχείων στη γη. Αλλά αναρωτηθείτε: “Γιατί υπάρχει τέτοια ακρίβεια, και από πού προέρχεται;”

[Πλαίσιο στη σελίδα 17]

Οι Τέσσερις Θεμελιώδεις Φυσικές Δυνάμεις

1. Βαρύτητα—μια πολύ ασθενής δύναμη σε επίπεδο ατόμων. Επηρεάζει μεγάλα σώματα—πλανήτες, άστρα, γαλαξίες.

2. Ηλεκτρομαγνητισμός—η κύρια συνεκτική δύναμη μεταξύ πρωτονίων και ηλεκτρονίων, η οποία επιτρέπει το σχηματισμό μορίων. Οι αστραπές αποτελούν μια απόδειξη της ισχύος του.

3. Ισχυρή πυρηνική δύναμη—η δύναμη που κρατάει ενωμένα τα πρωτόνια και τα νετρόνια μέσα στον πυρήνα του ατόμου.

4. Ασθενής πυρηνική δύναμη—η δύναμη που διέπει τη διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων και την αποδοτική θερμοπυρηνική δραστηριότητα του ήλιου.