10 mistere ale stiintei

1. Ce s-a intamplat inainte de Big Bang? 

A existat ceva inainte de Inceput? Chiar daca, in curand, va rodi proiectul Large Hadron Collider, prin care, gratie celui mai mare accelerator de protoni, savantii isi vor vedea confirmate (sau nu?) teoriile legate de ivirea „particulei lui Dumnezeu“ in primele miimi de secunda de dupa Facerea Lumii, enigma secundelor sau a eternitatii de dinainte de Big Bang persista.

Asadar, cum au conlucrat atat de bine temperatura, densitatea si curbura modelului spatio-temporal pentru ca spatiul-timp sa vina din si sa genereze Infinitul? Este, altminteri spus, Universul reversibil? Fiindca, in caz contrar, daca nu se admite aceasta varianta, oricum dificil de demonstrat, nu ne mai ramane la dispozitie decat cea biblica, prin care mitul creationist a fost implementat ex nihilo! (O gluma care circula printre universitari spune ca Dumnezeu a fost inventat atunci cand fizicienii au ajuns la concluzia ca nu pot da o explicatie satisfacatoare acestei enigme.) Unii au conchis, e drept, ca, anterior exploziei fundamentale, Universul a evoluat perfect simetric fata de ceea ce a facut dupa Big Bang: „Viitorul si trecutul sunt a filei doua fete“ spunea, vizionar, Mihai Eminescu, insa ceea ce suna sclipitor intr-un vers se dovedeste elucubrant atunci cand se cauta argumente pertinente in sprijinul unei teorii stiintifice revolutionare. Carcotasii s-ar putea chiar sa-si aminteasca faptul tulburator ca nu am progresat deloc fata de Aristotel, care ajunsese la o concluzie oarecum similara celei a experimentului de curand performat fara a cheltui patru miliarde de euro si fara a pune la treaba cateva mii de specialisti…

O alta simetrie fortata este cea a raportului materie/antimaterie. Cel mai simplu ar fi sa se considere ca, anterior momentului zero, materia si antimateria coexistau in cantitati egale, iar in momentul in care au intrat in contact, s-au dezintegrat reciproc, generand fotonii primordiali. Suna seducator, dar, se pare, doar o singura particula de materie dintr-un miliard reuseste sa supravietuiasca ciocnirii cu antimateria. Desigur, va veti intreba cum s-a ajuns la precizia acestei statistici: cunoscatorii raspund, simplu, prin… extrapolare! De fapt, pentru a evita stanjeneala provocata de propria neputinta conceptuala, oamenii de stiinta incearca sa deturneze aceasta intrebare, impingand granitele cercetarii dincolo de un reper temporal conventional sau altul. Practic, „Ce a fost inainte de X?“ devine, dupa caz, „Ce a fost inainte de X minus 1?“ sau de „…X plus 1?“ Ori, cu cuvintele matematicianului si filosofului german Leibniz, reamintite de o recenta ancheta a revistei Science & Vie, „De ce va fi existat, totusi, ceva in loc de nimic?“

2. Si, totusi, cum a aparut viata? 

Un gest atotputernic, o suflare divina sau un complicat lant de accidente (mai mult sau mai putin) genetice, cu inca destule verigi lipsa, din care s-a intrupat viata pe Pamant?

Ceea ce descumpaneste este faptul ca, macar din punct de vedere chimic, viata se poate naste inclusiv din materie inerta. Daca planeta noastra s-a format in urma cu aproximativ 4,6 miliarde de ani, primele forme de viata detectabile au trebuit sa astepte vreo 800 de milioane de ani. Acestea sunt, de fapt, mici fosile calcaroase ale unor bacterii primitive, iar explicatia unei asa de lente evolutii este ca viul a fost generat de nonviu. Mediul acestei Creatii poate sa fi fost „supa primordiala“ imaginata, la inceputul deceniului trei al secolului trecut, de catre biochimistii Aleksandr Oparin si John Haldane. Viata, adica acele bacterii arhaice, ar fi putut aparea in conditii de temperatura si presiune extrem de ridicate, un veritabil Iad agrementat cu frecvente descarcari electrice. In 1953, chimistul american Stanley Miller a validat, in linii mari, aceasta supozitie, amestecand, intr-un balon de sticla speciala supraincalzita, apa, amoniac, hidrogen si metan. In prezenta unui arc electric, au aparut, pe aceasta cale, molecule organice! Adica niste aminoacizi care stau la baza formarii proteinelor. Recent, rafinandu-se metoda experimentala, s-au putut obtine glucide, lipide, azotati si zaharuri.

Totul suna extrem de promitator, nu? Numai ca obtinerea aminoacizilor nu lamureste cum si de ce s-a facut saltul la acizii nucleici, ARN si faimosul ADN. Si mai ales nu reuseste sa ne ajute sa evadam dintr-un faimos cerc vicios: la toate fiintele vii cunoscute, e nevoie de proteine pentru a copia secventele decisive de ADN care duc la nasterea… proteinelor. Care dintre proteine au aparut, de fapt, intai si-ntai? Chimistul britanic Leslie Orgel a lansat, in anii ’60, supozitia ca un soi de ARN primitiv, avand atat capacitatea de a cataliza reactii chimice (adica de a produce proteine), cat si pe cea de a transmite caractere genetice prin autoreplicare, a stat la baza aparitiei vietii. Si, intr-adevar, in 1982, au fost descoperite ribozimele, cu aptitudini de reduplicare dovedite… Numai ca, ulterior, Julius Rebek a remarcat ca poate exista un mecanism de reduplicare organica nebazat pe acizi nucleici. De aici, probabil, si validarea Haosului: peste 300 de definitii ale vietii coexista actualmente pe piata Genezei! „Din haos, Doamne, am aparut/ Si m-as intoarce-n haos“…

3. Ce a fost mai intai: oul sau gaina? 

Pare o simpla butada rasuflata, una chiar de prost-gust. Numai ca ea ascunde o teribila nedumerire stiintifica, veche de pe vremea lui Aristotel: in ou se afla puiul integral preformat, ori numai o structura informa, pe cale de a se desavarsi in timp (teoria epigenezei)?

E posibil ca o singura celula sa dea nastere altor 100.000 de miliarde (cate numara, in medie, corpul uman), repartizate in 350 de categorii distincte, corespunzatoare organelor cu functii complementare? Primele raspunsuri au inceput sa apara pe la jumatatea secolului al XIX-lea, cand, folosind o noua generatie de microscoape, elvetianul Wilhelm His, un pionier al embriologiei, si-a inceput studiile asupra tesuturilor. S-a putut, chiar, stabili o cronologie a evenimentelor: intai, are loc segmentarea, in cadrul careia oul se divide conform celor trei axe de simetrie fundamentale (sus-jos, fata-spate, dreapta-stanga), apoi, se petrece gastrularea, in embrion putand fi distinse trei „incubatoare“ de celule care vor incepe sa dea nastere organelor. Aceste doua faze sunt comune tuturor speciilor de animale, avand un procentaj de reusita uimitor, apropiat de perfectiune. De aici, insa, o prima enigma: cine si cum regleaza acest mecanism care, evident, nu este lasat in voia hazardului?

Secolul XX a adus raspunsul: genele, in fapt niste proteine cu cifru, sunt arhitectii responsabili cu aceste foarte precise manevre. Numai ca, dintr-o aparenta solutionare a problemei, se naste un alt mister: cum e posibil ca numai 25.000 de gene sa poata coordona milioanele de operatiuni prin care se formeaza organele? Si cum reusesc sa se coordoneze aceste gene intre ele, actionand ca o veritabila retea de microcomputere? Sa nu uitam ca ele schimba informatii nu doar cu omoloagele lor, ci si cu mediul inconjurator, o simpla modificare de temperatura putand, de pilda, decide sexul unui embrion de broasca. S-a vorbit, desigur, despre selectia naturala, care face sa supravietuiasca doar organismele perfect sincronizate, deopotriva in interior si in exterior, dar asta nu poate explica totul. Cel mai probabil, gaina stie ceva important si stie cum sa comunice acest ceva embrionului care se dezvolta in ou. Sau embrionul din ou preselecteaza caracteristicile viitoarelor gaini? Noi nu am aflat inca despre ce este vorba, care e secretul codurilor chimice, fizice, mecanice care interactioneaza atat de precis…

4. Suntem singuri in Univers? 

Peliculele science-fiction nu mai sunt de ajuns. Sau, de fapt, nu mai contin de multa vreme raspunsurile pe care noi le asteptam cu adevarat, mai ales dupa ce, de pilda, controversa legata de Cazul Roswell nu a putut fi lamurita multumitor, atat fanii OZN, cat si autoritatile americane producand (adesea, deliberat?) o suita de enormitati.

Cert este ca posibilitatea existentei altor tipuri de viata in Univers (sau in universuri paralele) a fost luata foarte serios in calcul inca de pe vremea lui Anaximandru, secolul al VII-lea inainte de Hristos. La inceputul secolului al XVIII-lea d.Hr., francezul Bernard le Bouyer de Fontenelle relua teza unei „pluralitati de lumi“, care, azi, este acreditata de nu putini cosmologi. Astronomia si fizica teoretica si-au depasit constant limitele, atat pe cele conceptuale, cat si pe cele practice (telescopul Hubble e doar un exemplu), astfel incat au fortat, la randul lor, surclasarea limitelor cunoscute ale Universului. Se vorbeste, acum, in special din perspectiva feluritelor dezvoltari ale mecanicii cuantice, de universuri ascunse, de universuri alternative, de universuri in oglinda, de universuri dedublate, de universuri aflate intr-o continua expansiune, de universuri care basculeaza dintr-o stare fundamentala in alta.

Mai mult, se ia in considerare ipoteza calatoriei in spatiu-timp, ceea ce ar facilita investigarea acestor lumi plurale. Este clar, lumea pe care o cunoastem, cu marginile ei mult prea friabile, nu ne mai satisface. Teoria relativitatii a acreditat deja, de aproape un secol, ideea ca Universul este infinit, ceea ce presupune, cu vorbele specialistilor, ca, in fapt, „Universul, asa cum il cunoastem noi, nu e decat o insulita derizorie si ca orice eveniment de probabilitate nenula este susceptibil sa se actualizeze in orice alta parte a acestui continuum spatio-temporal“ (Aurelien Barrau, cercetator la Laboratorul de Fizica Subatomica si de Cosmologie de la Grenoble, citat de Science & Vie). Mai simplu spus, asta inseamna ca, daca Viata a fost posibila pe Pamant, ea a fost, este si va fi posibila oricand si oriunde altundeva in imensitatea spatiului si in eternitatea timpului. Sau: tot ceea ce este posibil probabil ca s-a si intamplat deja! Suntem, simultan, martorii si actantii unui trecut care a fost deja viitor sau viceversa. Ca sa verificam asta, ar trebui ca, prin intermediul „gravitatiei cuantice in bucle“, sa putem folosi faimoasele gauri negre ca pe niste veritabile porti de intrare in universurile paralele…

5. Traim intr-o lume cuantica? 

Chiar nu putem fi prezenti in doua sau mai multe locuri deodata? Sau ubicuitatea exista, dar trebuie recunoscuta si inteleasa? Multa vreme, am acceptat aceasta insusire ca fiind una de natura strict divina, rezervata doar lui Dumnezeu. El era, nu-i asa, acel cerc (sau halou) cu centrul pretutindeni si circumferinta nicaieri, dupa cum ne indica metafora geometrica a lui Blaise Pascal.

Daca se poate justifica omniprezenta Sa, am putea, oare, construi macar un model teoretic al acestei omniprezente, care sa ne duca de pe taramul sacralitatii pe cel al cuanticii? Savantii care au studiat particulele elementare sustin ca da, ele poseda aceasta insusire! Intr-un atom, bunaoara, un electron ocupa un loc efectiv nedeterminat la o distanta de… o zecime de milionime de milimetru fata de centru. Mecanica cuantica numeste aceasta virtualitate a pozitionarii unei particule elementare „suprapunere de stare“, preferand sa inlocuiasca „se afla“ cu „se distribuie“. Practic, asta se traduce prin aceea ca orice stare a materiei este o pozitionare conform unui nivel de energie. Unor nivele diferite de energie le corespund pozitionari spatiale diferite. La scara inversata a materiei, ubicuitatea devine, deodata, posibila, ba chiar probabila.
Intr-o lume cuantica, nu mai exista o realitate unica, ale carei alterari de stare presupun o succesiune. Nu, aici realitatea devine concomitent multipla. Scapa, cumva, lucrurile de sub control? Evident, afirmatia de mai sus nu inseamna ca, teoretic, am putea trece prin ziduri, ci ca, mai degraba, teleportarea nu ar mai fi neaparat o fictiune sau nu cel putin cata vreme acceptam, pe urmele lui Einstein, Planck si Heinseberg, ca particulele sunt, in acelasi timp, corpuscul si unda.

Mai mult decat atat, spatiul in care evolueaza aceste particule, de pilda electronii, este multidimensional, presupunand un numar necunoscut de asa-numite impaturiri. Fiecarui pliu de acest tip ii corespunde o alta realitate, iar evolutia intr-o realitate plurala conduce, pe cale de consecinta, la ubicuitate. Toata lumea este de acord cel putin cu varianta spatiului tridimensional impaturit in doua, in care revenirea la starea initiala a unui element presupune o dubla rotatie in jurul axei, de 720 de grade, fapt ce explica deopotriva de ce doi electroni se gasesc aparent pe aceeasi pozitie sau de ce acelasi electron se poate afla simultan in doua pozitii diferite. Iar „calatoria“ unei particule intre aceste doua pozitii intr-un timp nul tot ubicuitate se numeste. Extrapoland teza de la spatiu la timp (adica la acel continuum construit pe baza teoriei relativitatii), una dintre consecintele ubicuitatii ar putea fi insasi disparitia (sau reformularea) conceptului de Moarte, dar asta e deja alta poveste…

Citeste continuarea in pagina a 2a