Kvanttifysiikka yksinkertaistettuna

SP Austen kirjoittaa monista eri aiheista ja kiinnittää erityistä huomiota ihmisen tietoisuuteen vaikuttaviin aiheisiin.

Tässä artikkelissa yritän selittää maallikon termein joitakin kvanttifysiikkaan liittyviä peruskäsitteitä.

Kvanttifysiikka on massiivinen ja monimutkainen aihe, ja usein jopa niin monimutkainen, että voi olla vaikea todella ymmärtää, mitä se tarkoittaa, tai käsittää seurauksia, jotka ovat tieteellisen tiedon ja annettujen selitysten takana siitä, miten maailmankaikkeus oikeasti toimii.

Kvanttifysiikkaan liittyy jo sinänsä vähemmän tavanomaisia tieteellisiä käsitteitä, kuten ajattomuus, moniulotteisuus ja moniulotteiset universumit. Kvanttifyysikot ovat erkaantuneet puhtaasti mekanistisesta todellisuusnäkemyksestä ja seisovat siksi jossain määrin maailmankaikkeuden tavanomaisten tieteellisten mallien marginaalissa.

Monet kvanttifysiikan ajatukset näyttävät myös vahvistavan joogien ja gurujen ikivanhoja mystisiä opetuksia pitkien vuosisatojen ajan. Siksi kvanttifysiikka voi vaikuttaa selvästi epäsovinnaiselta, mystisemmältä ja henkisemmältä.

Hiukkaset ja aallot

Kvanttifysiikassa käytetään suuria hiukkaskiihdyttimiä, joiden ympärysmitta on usein useita kilometrejä, kokeisiin, joilla tutkitaan atomien rakennetta ja luonnetta. Näissä kokeissa atomirakenteita kiihdytetään suurilla, valonnopeutta lähestyvillä nopeuksilla ja luodaan törmäyksiä, jotka murskaavat ne kappaleiksi, jotta saadaan selville, mistä atomit koostuvat ja miten ne käyttäytyvät. Suuri hadronitörmäytin sijaitsee Sveitsissä ja yksi Kaliforniassa sekä tuhansia muita ympäri maailmaa.

Hadroni on pohjimmiltaan subatominen hiukkanen, joka muodostuu kvarkkeiksi kutsutuista yhdistetyistä alkuaineista, joita pitävät yhdessä voimakkaat sähkömagneettiset voimat, ja termiä voidaan käyttää viittaamaan hiukkaseen tai voimme yksinkertaisesti kutsua näitä subatomisia rakenteita hiukkasiksi.

Kvanttifyysikot ovat näissä kokeissa havainneet, että atomien komponentit käyttäytyvät ristiriitaisesti, toisinaan ne näyttävät olevan varsinaisia kovia, fyysisiä hiukkasia ja toisinaan käyttäytyvät enemmänkin kuin energian aallot. Tutkijat tietävät jo nyt, että atomeihin liittyy subatomisella tasolla valtavia avaruusalueita ja että atomien komponentit itsessään ovat äärettömän pieniä tuossa valtavassa avoimessa tilassa.

Voidaksemme saada jonkinlaisen käsityksen atomiin sisältyvästä ”tyhjästä tilasta”, atomin keskellä olevaa ydintä voisi esimerkiksi verrata hiekanjyvään valtavan katedraalin keskellä. Atomin ympärillä pörräävät elektronit ja protonit olisivat herneen kokoisia yksiköitä, jotka ovat yhtä kaukana ytimestä kuin katedraalin ulkoseinät ovat alttarista, ja kaikki toimivat tässä massiivisessa tyhjyydessä, jota kutsumme atomiksi. Ainoastaan pörisevien elektronien ja protonien valtava nopeus luo sen aineellisen tiheyden, jonka näemme ilmenevän aineellisessa maailmassa. Loppu on tyhjää tilaa.

Pohjimmiltaan kaikki, mitä voimme nähdä ja koskettaa fyysisellä kehollamme, on tämän atomissa esiintyvän energian tiivistymää. Kun emme voi nähdä tai koskettaa sitä, energia on vapaata, mutta se on aina saatavilla meitä ympäröivässä ilmakehässä. Luonto inhoaa tyhjiötä! Tämä energia voi muodostua aineelliseksi aineeksi, jonka voimme nähdä ja koskettaa, tai se voi kadota tietoisuudestamme. Siksi se voi vaihdella olemalla joko ”kiinteä” hiukkasena tai ”energiana” aaltomuodossa.

Valo itsessään käyttäytyy myös tässä joko tai -tilassa, joskus se esiintyy valohiukkasina, joskus valon sähkömagneettisina aaltoina. Valohiukkasia kutsutaan fotoneiksi, ja kvanttifysiikassa näiden fotonien katsotaan liikkuvan energiapaketteina eli kvantteina, mistä kvanttifysiikka on saanut nimensä.

Siten se, mitä pidämme kiinteänä aineena kaikissa atomirakenteen muodoissaan, ei ole sitä ehdottomasti, vaan se on vain suhteellista suhteessa muihin fysikaalisiin komponentteihin, jotka ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa, kuten omaan fyysiseen kehoomme ja aisteihimme. Atomit voivat näyttää sekä hiukkasia että energia-aaltoja hetkestä toiseen.

Einsteinin kuuluisan yhtälön E = mc2 mukaan massa on energiaa ja energia voidaan muuttaa massaksi ja massa takaisin energiaksi. Yksinkertaisesti sanottuna koko maailmankaikkeus on energiaa, joka muodostuu massaksi eli aineeksi.

Atomaariset rakenteet

Subatomisella tasolla kvanttifyysikot ovat havainneet, että hiukkaset sekä pystyvät tuhoutumaan että omaavat kuitenkin myös tuhoutumattomia tai ikuisia ominaisuuksia. Ne vain ilmaantuvat uudelleen eri muodoissa, joskus hiukkasina, joskus aaltoina, ja usein vaihdellen yhden ja toisen välillä.

Vaikka me kaikki näemme kiinteän aineen hyvin kiinteänä näkö- ja tuntoaistillemme, kvanttifysiikassa tiedetään hyvin, että subatomisella tasolla nämä atomirakenteet pörräävät ympäriinsä kolossaalisilla nopeuksilla, kuten edellä on havaittu, ja ovat jatkuvassa dynaamisen liikkeen tilassa. Ainoastaan elektronien, protonien ja neutronien uskomaton nopeus antaa mille tahansa kiinteän vaikutelman. Kuten mystikot väittivät, kaikki aineellisessa maailmassa on vain illuusiota.

Kvanttifysiikka tuntee yli 200 erilaista hadronityyppiä, joita löytyy atomihiukkasten joukosta, kvarkit ovat vain osa näistä komponenteista. Näitä hadroneja tai hiukkasia havainnoidaan kuplakammioissa lyhyimpiä aikoja, alle sekunnin miljoonasosan ajan. Atomirakenteet nähdään tällöin jatkuvana ja dynaamisena vuorovaikutuksena, jossa energia siirtyy olotilasta toiseen. Mikään ei ole staattista.

Toinen näkökohta hiukkasiin liittyen on se, että luonnossa ei näytä olevan mitään perustavanlaatuista perus-”rakennuspalikkaa” eli perimmäistä subatomaarista hiukkasta, ja että kukin hiukkanen synnyttää itse itsestään toista hiukkasta, joka vuorostaan puolestaan synnyttää sen synnyttäneen hiukkasen! Kysymys on todellakin siitä, kumpi oli ensin, kana vai muna?

Tässä on käynnissä jatkuva ja dynaaminen energianvaihto loputtomassa syklissä. Energian, hadronien, hiukkasten ja sähkömagneettisten aaltojen kierrätys. Näyttää siis siltä, että aineellisen maailman olemus on vain tämän energiavirran jatkumo, jossa E = mc2 jatkuvasti, ad infinitum.

Kvanttifysiikassa havaittu toinen merkittävä seikka on se, että maailmankaikkeus näyttää koostuvan myriadeista hologrammeista. Jokainen hiukkanen on vain minkä tahansa muunlaisen hiukkasen heijastus, ja jokainen heijastaa mitä tahansa toista hiukkasta, aivan samalla tavalla. Kuten niin monet myriadit kastepisarat ruoholla, aurinko heijastuu mikroskooppisesti jokaisessa kastepisarassa.

Mikä sitten on Todellisuus?

Monissa henkisissä opetuksissa, kuten buddhalaisuudessa ja hindulaisuudessa, esitetään käsitys, että perimmäinen todellisuus koostuu olemattomuudesta, mentaalisesta hiljaisuudesta, täydellisestä hiljaisuudesta, puhtaan tyhjyyden paikasta, jossa ei ole mitään käsitteitä ajasta, tilasta, paikasta tai muodosta. Itse maailma nähdään mayana tai harhakuvitelmana.

Kuitenkin juuri tästä tyhjyydestä löytyy itse Elämä. Juuri tässä tyhjyydessä, tässä tilassa tai tyhjiössä, on itse asiassa olemassaolon perimmäinen todellisuus. Ajatelkaa katedraali-analogiaamme; tila on tärkeä, sieltä löytyy elämänvoima, tuo sähkömagneettinen voima, joka sitoo kaiken yhteen ja laittaa atomit liikkeelle.

Kuten kaikkien asioiden atomirakenteet, on olemassa valtava avaruuden tyhjyys, joka on itse asiassa itse elämän keskus. Sillä ei sinänsä ole todellista muotoa, ja se voidaan joskus tulkita kiinteäksi massaksi (hiukkaseksi) tai puhtaaksi energiaksi (aalloksi), joka ei ole oikeastaan kumpaakaan, vaan molempia.

Kvanttifyysikot ovat yrittäneet kokeissaan mitata tarkalleen, missä jokin tietty hiukkanen voisi olla, mutta ei ole olemassa mitään varsinaista hyvin määriteltyä impulssia, jonka avulla voitaisiin varmasti jäljittää, missä hiukkanen voisi milloinkin olla, eikä itse hiukkasen impulssilla ole myöskään mitään tiettyä rataa. Lisäksi se voi helposti muuttua aalloksi milloin tahansa! Todellisuuden luonne näyttää siis koostuvan jostakin, jota kvanttifyysikot kutsuvat kvanttikentäksi. Tämä kvanttikenttä on tyhjyys, tyhjyys, jonka varassa kaikki ilmennyt todellisuus lepää.

Kvanttifysiikka siis kertoo meille, että se, mitä hiukkaskiihdyttimissä todistetaan, on itse asiassa suuri määrä potentiaalisia todennäköisyyksiä, mutta ei mitään varmaa määränpäätä tai lopputulosta. Mitattaessa hiukkasten törmäysten vaikutuksia kuplakammioissa hadronit tekevät lukemattomia jälkiä, jotka valokuvataan ja sitten työstetään tietokoneilla, jotta niistä ja niiden käyttäytymisestä saataisiin selville enemmän.

Mutta suurin osa tästä on edelleen mysteeri, jopa kvanttifyysikoille itselleen. Nämä tiedemiehet ovat jopa havainneet, että itse ilmiöitä hiukkasina tarkkailevien tiedemiesten luonne itse asiassa vaikuttaa heidän kokeidensa tuloksiin.

Yksi johtopäätökseksi voidaan tehdä, että maailmankaikkeuden luonne kvanttitasolla on se, että kaikki havaitsemamme on todennäköisyyksien prosessi, joka ei kuitenkaan ole varmasti ennustettavissa, ja että kaikki näkemämme, joko elävät olennot tai niin sanotut elottomat esineet, on itse asiassa elinvoimainen, elävä voima, jota ei voi täysin erottaa mistään muusta elävästä olennosta tai esineestä, koska on olemassa vain yksi kompleksinen yhtenäinen Kokonaisuus.

Tämä tietysti liittyy luonnollisesti mystikkojen, joogien ja henkisten opettajien ajatuksiin kautta aikojen; että kaikki on yhtä, kaikki on yhteydessä toisiinsa, kaikki on elävää, mikään ei kuole, vaan ainoastaan muuttaa muotoaan ja rakennettaan tilasta toiseen.

Kvanttifysiikan havaintojen mukaan manifestoituneen maailmankaikkeuden taustalla vaikuttaa siis yksi yhdistävä periaate. Samaa yhdistävää periaatetta, joka muinaisten mystikkojen mukaan kattaa kaiken ajan ja avaruuden, voitaisiin kutsua Jumalaksi.

fritjofcapra.net

Hiukkasfyysikko Fritjof Capra kirjoitti vuonna 1975 loistavan kirjan nimeltä Fysiikan tao, joka nivoo yhteen itämaisen mystiikan ja kvanttifysiikan. Kehotan kaikkia, jotka ovat vakavasti kiinnostuneita tästä aiheesta, lukemaan tämän kirjan. Hän selittää erittäin selkeästi, miten fyysikot ovat havainneet, että heidän sisäinen odotustilansa hiukkaskammioissa hadroneilla tekemiensä kokeiden aikana vaikuttaa itse asiassa kokeiden lopputulokseen. Tämä toistui monta kertaa. Nämä kokeet ovat osoittaneet kerta toisensa jälkeen, että aine on pohjimmiltaan älykästä energiaa ja vastaa meille. Pohjimmiltaan maailma muotoutuu sitä koskevien odotustemme perusteella.

Fysiikan Tao on mielestäni yksi nykyajan tärkeimmistä kirjoista; sen vaikutukset ihmisen tietoisuuden ja todellisuuden luonteen tutkimiseen ja kehittämiseen ovat ensiarvoisen tärkeitä. Se on yhtä aikaa ihmeellinen tutkimus kvanttifysiikasta ja mystiikan syvemmistä paljastuksista.