Outojen ajatusten katkelmia

Fyysikoiden mukaan aika on neliulotteisen aika-avaruuden yksi ulottuvuus. Tulevaisuutta ei ole olemassa, mutta käsitteellisesti se on aika-avaruuden joskus toteutuvaa olemassaoloa. Tosin tulevaisuus myös vanhenee saman tien muuttuen ensin nykyisyydeksi ja sitten heti menneisyydeksi. Jota sitäkään ei varsinaisesti ole olemassa, on vain materiaalisia ja immateriaalisia viitteitä siitä, että joskus on ollut sellaista, mitä ei varsinaisesti enää ole. Valokuva menneisyyden tapahtumasta on sekin nykyisyyttä, kunnes fyysinen kuva jauhautuu sekin menneisyydeksi entropian armottomissa käsissä.

Aika ei ole materiaa, vaikka sitä voi mitata ihmisen kehittämillä mittareilla (tai ainakin uskomme näin voivan tapahtua). Vanhan puun vuosirenkaista voimme päätellä, että joskus on ollut vuosi 1450 (mielivaltaisen asteikon mukaan kylläkin), jolloin sama puu oli vain pieni puun alku. Mutta mistä tiedämme, että jokin sävellys on ollut olemassa jossain menneisyyden hetkessä, mutta ei sitä ennen? Valon rajallisen vauhdin takia näemme hyvin etäisistä maailmoista kuvajaisen, jollaisia nuo maailmat eivät enää ole, mutta kerran olivat. Se on syvällisesti outo ajatus, aistiemme ja laitteidemme halki virtaava menneisyyden kuvajainen, jota ei oikeasti enää ole.

Osa ilmiöistä on niin "pysyviä", että luotamme niiden olleen olemassa sekä menneisyydessä että löytyvän myös lähitulevaisuuden kudoksesta. Elämä ei taida olla sellainen ilmiö. Ei myöskään musiikin kaltainen vain ajassa havaittavissa oleva asia. Olisiko kahden miljardin vuoden ikäinen kivenlohkare menneisyyden kuvajainen? Eikö se samalla kuvasta myös tulevaisuutta, jos se ei muutu miksikään miljardeissa vuosissa?

* * *

"Nyt" (nykyhetki, nykyisyys) on varsin suhteellinen asia, vaikka se on kaikki mitä meillä on. Ydinfyysikolle "nyt" voi tarkoittaa mikrosekuntia, jonka aikana hiukkanen hajoaa. Uneliaalle tenttiin lukijalle "nyt" voi olla 10 tuntia, joiden aikana mitään ei ole tapahtunut eikä mikään ole muuttunut. Jos kuitenkin vain "nyt" on jotenkin todistettavasti olemassa, menneisyys päätellään olleeksi. Tietysti on olemassa subjektiivinen muisti, jonka luotettavuus on kuitenkin tutkimustenkin valossa varsin epäilyttävää.

Vanhalta näyttävä taulu maalattiin 250 vuotta sitten, jos pigmentin kemialliset testit antavat samanlaisia välillisiä todisteita kuin taiteentutkija tyylejä vertailemalla. Mutta vaikka luemme vanhan sanomalehden etusivun yläreunasta, että se ilmestyi luettavaksi 112 vuotta sitten, varmuus asiasta nojautuu mahdollisen kemiallisen ajoituksen lisäksi oletukseen, että lehden etureunan yläreunassa on aina ollut vain tosiasioita. Yleensä on ollut näissä asioissa, vaikkei uutissisällöissä.

"Nyt" siirtyy ajan nuolen mukana, mutta samalla sen koostumus muuttuu koko ajan ilman että "taakse" jää minkäänlaista versiota versioita aiemmista nykyisyyksistä. Näyttääkin siltä, että "menneisyys" on vain kielellinen torjunta sille, ettei fyysistä menneisyyttä ole olemassa. Tammikuussa 1998 kuollut äitini ilmaantuu ehkä uniini, mutta muuten hän elää vain muistoissa. Se 250 vuotta vanha taulu esiintyy vain nykyhetkessä, samoin 112 vuoden ikäinen sanomalehti tai miljardien vuosien ikäinen supernovan leimahdus. Nykyhetken ilmiön "ikä" voidaan älyllisesti ja tieteen menetelmin päätellä, mutta onko se vain systeemidynamiikasta johdettu valistunut arvaus? Onko "ikä" muuta kuin havainnoitsijan tekemä oletus?

* * *

Voiko entropian lisääntymistä pysäyttää pysyvästi? Voiko entropia olla nolla edes suljetussa järjestelmässä? Absoluuttisen kylmyyden nollatilassa tapahtuu ilmeisesti vain kvanttitason ilmiöitä, joten ovatko kvantit sitten jotenkin entropian lain ulkopuolella ja ulottumattomissa? Ilmiönä entropia on ihmiselle hankalalla tavalla toisaalta yksinkertaiseen muistisääntöön mahdutettu, toisaalta kovin monimutkainen ilmenemistavoissaan. Jotta aurinko voisi joutua entropian pakkovallan piiriin, sen täytyy ensin syntyä prosessissa, jossa materian hippusia kasaantuu lähemmäs toisiaan kylmien kaasupilvien kutistuessa. Entropia heikkenee tilapäisesti, koska aine jäsentyy gravitaation ansiosta kylmästä kuumaksi ja sitten niin kuumaksi, että ydinreaktiot käynnistyvät. Vasta sen jälkeen entropia pääsee taas tilanteen herraksi ja gravitaation tilapäisesti synnyttämä materian järjestyneisyys alkaa purkautua säteilynä, jonka energiavirrat mahdollistavat mm. elämän kaltaisen entropiaa paikallisesti ja ajallisesti heikentävän ilmiön.

Gravitaatio on yksi neljästä löytämästämme fysiikan perusvuorovaikutusvoimasta. Se on heikko, mutta hallitsee silti koko maailmankaikkeutta, sitäkin, jota emme enää kykene havaitsemaan. Olen jotenkin pakkomielteisen utelias gravitaation ihailija. Gravitaatio hallitsee suunnattoman laajaa universumiamme, mutta meillä ei ole varmuutta tai ehkä edes valistunutta arvausta siitä, mihin tämä luonnonilmiö perustuu. Hypoteettista hiukkasta eli gravitonia ei ole löydetty. Emme myöskään tiedä, miten gravitaatio ja kvanttifysiikka suhtautuvat toisiinsa. Suomeksi lyhentäen tiedämme vain, että gravitaatio on todellinen ilmiö ja se hallitsee kaikkea, millä on massa. Ilman gravitaatiota ei olisi tähtiä, planeettoja eikä tietenkään meitä, itsellemme kaikkeuden tärkeintä entropian heikkouden todistuskappaletta.

Olisiko mitään ilman gravitaatiota? Emme tiedä, miksi tuntemamme universumi on olemassa tai mikä sen sai syntymään. Meillä ei ole asiasta tietoa eikä edes teoriaa, on vain aistiemme ja laitteidemme havaitsema todellisuus, joka ilman gravitaatiota olisi ehkä vain epämääräinen kuuman plasman kasauma maailmassa, jota ei ollut ennen kuin se syntyi tuntemattomasta syystä. Emme myöskään tiedä, onko universumimme ainutlaatuinen vai rakentavatko tyhjiöstä ilmaantuvat kvantit tällaisia systeemejä tuon tuostakin. Se olisi outo ajatus, yhtä outo kuin fyysikoiden näkemys, ettei maailmankaikkeutemme tarvitsemaa tilaa ollut valmiina "tyhjänä hallina", vaan avaruutta syntyy lisää sitä mukaan kun galaksijoukkoja suuremmassa mittakaavassa nämä joukot tunnistamattomien voimien pakottamana etääntyvät toisistaan. Gravitaatio pitää huolen siitä, ettei laajeneminen koske galaksien sisäistä elämää. Outoa, hyvin outoa ja vaikea ihmisparan ajattelukyvyllä käsittää. Enkä ehtinyt edes kirjoittaa sanoja "pimeä aine" tai "pimeä energia", jotka ovat yhtä suuria arvoituksia kuin kaikki maailmankaikkeutemme syntytapahtumat.

Kuvassa on ryhmä kaukaisia galakseja, joihin maailmankaikkeuden tunnistamamme ja havaitsemamme materia keskittyy. Emme tiedä galaksien lukumäärää, tutkijat puhuvat vähintään 200 miljardista, mutta luku voi olla myös 2 000 miljardia. Samojen fyysikoiden arvelun mukaan kaikki tämä oli miljardeja vuosia sitten pakkautuneena yhteen pisteeseen, singulariteettiin...