Mänskligheten har femtio år på sig att lösa universums gåta

Fysik
Humanity has fifty years left to solve the universe
Nobelpristagaren David Gross varnar för att kärnvapenkrig och samhällskollaps kan utplåna civilisationen innan vi hinner låsa upp fysikens sista hemligheter.

David Gross stod nyligen på en scen för att ta emot en check på 3 miljoner dollar för ett livslångt arbete med att avkoda verklighetens fundamentala lagar, men han använde inte tiden till att tala om kosmos storslagenhet. Istället berättade mannen som hjälpte till att kartlägga atomens inre för sin publik att vi sannolikt inte kommer att finnas kvar tillräckligt länge för att få se hur historien slutar. Det är en häpnadsväckande pessimism från en man vars karriär har präglats av optimism – tron på att det mänskliga intellektet är kapabelt att förstå hela existensens ritning.

Gross är en titan inom teoretisk fysik, nobelpristagare och en av arkitekterna bakom vår moderna förståelse av den subatomära världen. Trots detta ägnar han nu en betydande del av sin tid åt att varna alla som vill lyssna om att chanserna för mänsklighetens överlevnad de kommande 50 åren är försvinnande små. Han talar inte om en avlägsen sol som exploderar eller ett svart hål som driver in i solsystemet. Han talar om oss. Specifikt talar han om den högst verkliga möjligheten att vi spränger oss själva i en kärnvapenkonflikt inom de närmaste tre decennierna.

Mannen som tämjde kvarken

För att förstå varför Gross varning väger så tungt måste man förstå vad han gjorde för att förtjäna Breakthrough Prize på 3 miljoner dollar. I början av 1970-talet var fysiken i en rörig period. Forskare kände till kvarkar – de små byggstenar som utgör protoner och neutroner – men de kunde inte förstå varför de satt fast vid varandra. Oavsett hur hårt man krossade atomer kunde man aldrig hitta en enskild kvark för sig själv. Det var som om de var sammanlänkade av osynliga, obrytbara band.

Gross upptäckte, tillsammans med Frank Wilczek och David Politzer, en egenskap som kallas "asymptotisk frihet". Tänk på det som ett kosmiskt gummiband. När två kvarkar befinner sig mycket nära varandra försvinner kraften mellan dem nästan helt. De rör sig som om de vore fria. Men i samma ögonblick som man försöker dra isär dem blir kraften starkare och starkare. Ju hårdare man drar, desto hårdare drar universum tillbaka. Denna upptäckt var den sista pusselbiten för kvantkromodynamik, teorin som beskriver den starka kärnkraften.

Det var ett ögonblick av djup klarhet. Det visade att universum följer regler som ofta är kontraintuitiva men matematiskt perfekta. Denna framgång gav bränsle åt drömmen om en förenad teori: idén om att om vi kunde förklara den starka kraften, den svaga kraften och elektromagnetismen, skulle vi till slut kunna baka in gravitationen i mixen. Gross har tillbringat den senare hälften av sin karriär med att jaga denna "vita val" genom strängteorins komplexa, flerdimensionella värld.

Allvaret i vår situation

Varför 35 år är det magiska numret för katastrof

Gross förutsägelse om att civilisationen kan gå under om 35 år baseras inte på en ny fysikalisk ekvation, utan på hans observationer av mänskligt beteende och politisk instabilitet. Han är inte den enda som tittar på klockan. Bulletin of the Atomic Scientists har för närvarande domedagsklockan på 90 sekunder till midnatt, det närmaste den någonsin varit. För en fysiker ser världen ut som ett system som har förlorat sin jämvikt.

Ironin är att samma fysik som Gross var med och banade väg för – förståelsen av atomkärnan – är exakt det som ger verktygen för vår undergång. Vi har bemästrat atomens krafter, men vi har inte bemästrat impulserna hos de människor som kontrollerar dem. Gross föreslår att hans tid nu är uppdelad mellan att försöka lösa universums svåraste problem och att försöka övertyga människor om att de måste överleva tillräckligt länge för att få höra lösningen.

Det finns en specifik sorts frustration i hans varning. Det är rösten hos en man som har sett hur vackert universum är under huven, för att sedan titta upp och se passagerarna försöka krascha bilen. Han hävdar att det största hindret för en teori om kvantgravitation inte är brist på smarta människor eller brist på matematik – det är klockan. Vi får bokstavligen slut på tid att vara smarta.

Priset för en ofullbordad symfoni

Vad händer om Gross har rätt? Om mänskligheten misslyckas med att klara 50-årshindret lämnar vi efter oss en halvfärdig karta över verkligheten. Vi har identifierat partiklarna, vi har kartlagt krafterna och vi har till och med skymtat de första ögonblicken efter Big Bang. Men den slutgiltiga föreningen – den enda ekvationen som skulle kunna förklara allt från galaxers födelse till ett ögonblink – skulle förbli ett spöke.

Vissa kritiker menar att Gross är överdramatisk. De påpekar att mänskligheten har överlevt kalla kriget, Kubakrisen och otaliga andra "undergångsscenarier". De föreslår att vetenskapen kommer att hitta ett sätt att fortsätta även i en splittrad värld. Men Gross poäng är att den *typ* av vetenskap vi bedriver nu – de mångmiljardprojekt som involverar flera nationer, såsom CERN eller James Webb-teleskopet – inte kan överleva i en värld som präglas av nukleär spänning och isolationism.

Ett upprop för intellektet

Att Gross skiftar fokus från ren fysik till existentiella varningar är en påminnelse om att forskare inte lever i ett vakuum. Priset på 3 miljoner dollar han tog emot är ett bevis på vad vi kan åstadkomma när vi är som bäst – nyfikna, samarbetsvilliga och fokuserade på det oändliga. Men hans tal var en påminnelse om vad som händer när vi är som sämst.

Utmaningen han lägger fram är inte bara att hans fysikerkollegor ska arbeta snabbare. Det är en utmaning för oss övriga att säkerställa att det fortfarande finns en värld för dessa fysiker att verka i. Vi är den första generationen människor som har potentialen att förstå hela kosmos historia, från tidpunkten noll till idag. Det skulle vara ett kosmiskt skämt om vi också var den generation som beslutade att experimentet inte var värt att slutföra.

Gross har inte gett upp matematiken. Han arbetar fortfarande med strängar, försöker fortfarande se hur rumtiden beter sig på de minsta avstånd man kan föreställa sig. Men hans blick är nu stadigt fäst vid horisonten. Han vet att den viktigaste variabeln i ekvationen för vår framtid inte är gravitation eller den starka kärnkraften – det är vi. Om vi vill känna till gudarnas hemligheter måste vi först överleva primaternas impulser.

James Lawson

James Lawson

Investigative science and tech reporter focusing on AI, space industry and quantum breakthroughs

University College London (UCL) • United Kingdom

Readers

Readers Questions Answered

Q Vem är David Gross och vilka är hans största bidrag till fysiken?
A David Gross är en Nobelprisbelönad teoretisk fysiker som är hyllad för sitt arbete med att avkoda verklighetens fundamentala lagar. Han är mest känd för att ha varit med och upptäckt asymptotisk frihet, en egenskap hos den starka kärnkraften som förklarar hur kvarkar interagerar. Denna upptäckt var grundläggande för kvantkromodynamiken. Nyligen tilldelades han ett Breakthrough Prize på tre miljoner dollar för sina livslånga prestationer inom förståelsen av den subatomära världen och utforskandet av strängteorin.
Q Vad är asymptotisk frihet och hur beskriver det kvarkars beteende?
A Asymptotisk frihet är ett fysikaliskt fenomen där kraften mellan kvarkar minskar när de kommer närmare varandra, vilket gör att de kan röra sig nästan oberoende på korta avstånd. Omvänt blir attraktionskraften allt starkare ju längre ifrån varandra kvarkarna dras, ungefär som beteendet hos ett utsträckt gummiband. Denna upptäckt förklarade varför kvarkar alltid är instängda i protoner och neutroner snarare än att observeras som enskilda, isolerade partiklar i naturen.
Q Varför är David Gross orolig för den mänskliga civilisationens framtid?
A Trots sin vetenskapliga optimism varnar Gross för att mänskligheten står inför en hög risk för kollaps inom de kommande femtio åren på grund av kärnvapenkrig och politisk instabilitet. Han pekar på Domedagsklockan, som för närvarande står på nittio sekunder i tolv, som bevis på en extrem global instabilitet. Han menar att även om vi har bemästrat atomfysiken, har vi misslyckats med att bemästra de mänskliga impulser som krävs för att förhindra att dessa teknologier orsakar vår egen utplåning.
Q Hur skulle global instabilitet kunna hindra forskare från att lösa universums mysterier?
A Gross förklarar att de slutgiltiga stadierna av teoretisk fysik, såsom att förena gravitation med kvantmekanik, kräver massivt internationellt samarbete och dyr infrastruktur som CERN. I en värld präglad av isolationsism eller kärnvapenkonflikter kan dessa multinationella ansträngningar inte upprätthållas. Om civilisationen kollapsar skulle jakten på en komplett karta över verkligheten förbli oavslutad, vilket lämnar mänsklighetens största intellektuella strävan som en halvfärdig symfoni som kanske aldrig blir klar.

Have a question about this article?

Questions are reviewed before publishing. We'll answer the best ones!

Comments

No comments yet. Be the first!