Să facem o recapitulare a cunoștințelor noastre despre Univers așa cum le-am prezentat până acum.

Privit de la scara cea mai mare, Universul se înfățișează ca o țesătură grandioasă. Nu mai vedem doar stele, galaxii sau roiuri, ci o rețea cosmică de filamente întinse pe sute de milioane de ani-lumină. Între aceste filamente, găurile negre supermasive, quasarii și gazele intergalactice se leagă într-o geometrie uriașă, în care golurile par abisuri, iar nodurile sunt adevărate capitale galactice.

Imaginile obținute de telescoapele moderne par să deseneze un creier cosmic. Filamentele seamănă cu dendritele neuronilor, iar galaxiile concentrate în noduri aduc cu sinapsele prin care se transmit semnalele. Este o analogie care fascinează, dar care, dacă este privită cu atenție, se destramă repede. În creier, informația circulă cu viteze de ordinul zecilor sau sutelor de metri pe secundă, într-o rețea compactă, densă, vie. În Univers, singura viteză de transmitere este cea a luminii, iar distanțele sunt atât de uriașe încât niciun „semnal” nu poate transforma această rețea într-un organism integrat. Cosmosul seamănă vizual cu un creier, dar nu va funcționa niciodată ca unul. Este doar o iluzie a privirii noastre, o proiecție culturală prin care încercăm să înțelegem ordinea în haos. Ne-ar plăcea să credem că întreg Universul este Dumnezeu, creierul uriaș care a creat evoluția care a ajuns până la noi. Ar corespunde gândirii lui Spinoza și a tuturor celor influențați de Spinoza. Dar nu există dovezi că ar fi așa…

Și totuși, în această urzeală cosmică descoperim o frumusețe care nu poate fi ignorată. Culorile nebuloaselor, eleganța eliptică a galaxiilor, simetria spiralelor sau coliziunile spectaculoase dintre roiuri sunt imagini care ne dau sentimentul de măreție. Dar aceeași privire atentă ne arată și ce este tulburător: violența proceselor, moartea inevitabilă a stelelor, energia devastatoare a supernovelor, liniștea glaciară a golurilor intergalactice. Universul este, în același timp, un tablou de o frumusețe ireală și o scenă a unor forțe uriașe, greu de cuprins cu mintea. Ar fi ca un Dumnezeu care se  creează și se distruge pentru a reapărea într-o nouă formă. 

Și, poate cel mai important, peisajul pe care îl vedem nu este „prezentul” Universului. Galaxiile îndepărtate ni se arată așa cum erau acum miliarde de ani. Privind cerul, contemplăm trecutul, iar prezentul cosmic ne rămâne inaccesibil. Universul este, astfel, și un muzeu al timpului, în care lumina joacă rolul de arhivă a istoriei sale. Peisajul cosmic este simultan frumos și straniu tocmai pentru că ne arată un trecut ireversibil, dar niciodată clipa de acum.

Fizicienii au încercat să înțeleagă dacă există vreo posibilitate de a depăși barierele pe care ni le impune relativitatea. Știm că nimic nu poate depăși viteza luminii în vid, dar imaginația teoretică a căutat portițe. Un exemplu este așa-numitul „Alcubierre drive”: un model matematic în care spațiul din fața unei nave s-ar contracta, iar cel din spate s-ar dilata, propulsând obiectul fără ca el însuși să încalce limitele relativiste. Nu nava s-ar mișca mai repede decât lumina, ci spațiul în care ea se află ar fi manipulat. Problema e că un asemenea motor ar avea nevoie de forme de energie negativă sau materie exotică, entități care nu există în lumea noastră observabilă. Teoria e fascinantă, dar rămâne doar o reverie a ecuațiilor.

Această căutare ne obligă să ne întrebăm și altceva: chiar sunt patru dimensiuni tot ce există? Sau spațiutimpul nostru, cu trei dimensiuni spațiale și una temporală, este doar o parte dintr-o structură mai vastă? Teoria corzilor și scenariile cosmologice moderne vorbesc despre dimensiuni suplimentare, înfășurate la scări invizibile. Dacă acestea există, Universul ca peisaj nu mai este doar ceea ce vedem, ci doar o secțiune parțială dintr-o realitate mult mai bogată. 

Și, inevitabil, ajungem la întrebarea cea mai tulburătoare: este acesta singurul Univers? Sau doar unul dintre multele posibile? Multiversul este ideea că realitatea nu se oprește la cosmosul nostru, ci că există alte universuri, fiecare cu propriile legi și constante fundamentale. Unele ar putea fi sterile, fără galaxii și fără timp, altele ar putea avea structuri atât de diferite încât nu le putem concepe. Dacă este așa, atunci peisajul nostru cosmic este doar unul dintre tablourile posibile, o variantă a frumuseții și a neliniștii.

În fața acestui peisaj, omul se simte mic și, în același timp, privilegiat. Mic, pentru că este o prezență efemeră într-un Univers care se desfășoară pe miliarde de ani și miliarde de ani-lumină. Privilegiat, pentru că tocmai acest creier biologic – minuscul și fragil – poate contempla structuri care par a-i imita forma, dar care nu îi vor atinge niciodată funcția. Într-un fel paradoxal, mintea noastră poate face ceea ce Universul nu poate: să reflecteze asupra întregului.

Așadar, Universul este măreț și tulburător. Ne oferă frumusețe și ne neliniștește prin abisurile sale. Ne arată armonia filamentală a galaxiilor și, totodată, ne amintește că nimic din această armonie nu este etern. Gândiți-vă la Spiru Haret și Poincaré care ne-au arătat că Cerul nu este veșnic. Nimic nu este veșnic. 

Universul îl putem privi ca pe un peisaj, dar este un peisaj în care suntem și noi, privitorii, parte integrantă. Înțelegerea lui aduce  o uimire care oscilează între fascinație și teamă. 

Și, poate, acesta este adevăratul rost al întrebării: nu doar să vedem Universul, ci să recunoaștem că el, prin noi, se contemplă pe sine. Principiul antropic apare ca un aspect natural al existenței Universului. 

Și totuși nu ar trebui să fim tentați să credem că aceasta este realitatea ultimă. Personal cred că este mult mai natural să acceptăm că Multiversul există, am discutat asta când am vorbit despre cercetările Laurei Mersini-Houghton și despre predicțiile confirmate experimental ale modelului ei.

Iar dacă există numai acest Univers, atunci următoarea poveste  apocrifă având ca personaj principal un alt geniu, Richard Feynman, ne arată limitele noastre obligatorii în modelare.

Acțiunea se petrece la una dintre acele întâlniri anuale ale profesorilor de fizică din Statele Unite unde profesorii dezbat aspecte ale programelor de fizică pentru elevi. La întrunire era invitat să participe celebrul fizician laureat al Premiului Nobel, Richard Feynman. 

La un moment dat, un profesor pensionar de fizică care toată viața a lucrat ca profesor de liceu l-a întrebat pe Richard Feynman:

— Domnule profesor, știu că viteza luminii este constantă, dar puteți să-mi explicați de ce?

Întrebarea nu era nicidecum naivă. Era una dintre acele întrebări fundamentale care ating esența științei. Răspunsul lui Feynman a fost sincer și memorabil:

— O, nu avem nicio idee! Putem scrie ecuații care arată de ce, putem adânci originea geometrică a explicațiilor, dar, în realitate, fizic vorbind, avem un singur Univers de studiat, și în acest Univers viteza luminii este constantă.

Întrebarea profesorului merita, desigur, un răspuns clar așa cum a dat Feynman.  Nu știm de ce Natura a ales exact valoarea aceea pentru constantă și oricum valoarea în sine depinde de modul cum au fost alese unitățile de măsură. Dar știm cum s-a constatat că este constantă, am vorbit despre asta. În 1646 astronomul danez Ole Rømer studiind eclipsele satelitului Io al lui Jupiter a concluzionat că diferența de durată a acestor eclipse când Pământul se apropie și când se îndepărtează de Jupiter nu se poate datora decât faptului că viteza luminii este finită și constantă. Dacă ar fi fost infinită duratele eclipselor ar fi fost egale.

În registrul fizic, în acest Univers, ecuațiile lui Maxwell arată că undele electromagnetice se propagă în vid cu o viteză stabilită de două proprietăți fundamentale ale acestuia: permitivitatea electrică și permeabilitatea magnetică ale vidului. Împreună, aceste proprietăți fixează exact valoarea vitezei luminii. 

Și dincolo de acest registru fizic subliniat de Feynman există o explicație complementară amintită în răspuns. Să explicăm.

Este vorba de punctul de vedere geometric privind constanța vitezei luminii. În acest caz totul se reduce la textura Minkowski a spațiului-timp: această textură, păstrată prin transformările Lorentz, impune aceeași limită pentru toți observatorii inerțiali, indiferent cum se mișcă unii față de alții. De ce textura este implicată? De ce textura este dependentă de transformările Lorentz? De ce ecuația undelor electromagnetice este invariată de transformările Lorentz la fel ca și intervalul Minkowski? Există un șir de întrebări „de ce” care poate continua cu: de ce transformările Lorentz pot fi scrise in funcție de funcțiile trigonometrice hiperbolice? Și așa mai departe…

Așadar, constanța vitezei luminii poate fi privită ca o expresie a geometriei obiectului numit spațiutimp. 

Dar fizic vorbind  este rezultatul proprietăților undelor electromagnetice studiate în vid, așa cum ne-a arătat Maxwell. Cele două perspective se întâlnesc în același adevăr, iar răspunsul lui Feynman doar ne amintește că orice explicație pornește, în cele din urmă, de la ceea ce observăm. Iar în acest caz, în acest unic Univers în care trăim.

După prezentarea acestor două perspective am răspuns noi la întrebarea bătrânului profesor? Nu, dacă ne gândim la fizica școlară unde ecuațiile lui Maxwell nu pot fi discutate în forma cu derivate parțiale iar textura spațiutimp-ului nu poate fi imaginată deoarece geometria Minkowski nu se studiază în gimnaziu sau liceu. 

Dar sper că am adăugat ceva la discuție. 

Și în privința întrebărilor „de ce” care sunt necesare dacă vrem să adâncim fiecare dintre cele două perspective, unul dintre citatele mele preferate este al fizicianului Hans Christian von Baeyer, din cartea sa Rainbows, Snowflakes, and Quarks:

„Știința este o regresie infinită – în spatele fiecărui răspuns pândește o întrebare, și în spatele aceleia, alta.”

Asta este tot ce putem face, tot ce putem ști. Iar întrebările nu se opresc și nu se vor opri deși înțelegem că suntem limitați în cunoașterea noastră!

Și chiar nu trebuie să ne oprim, pentru că David Hilbert ne-a spus cum ar trebui să gândim atunci când vine vorba despre cunoaștere: 

Wir müssen wissen. Wir werden wissen!