Ο Κόσμος ο μικρός, ο μέγας

Αυτόν τον Κόσμο, που εκτείνεται από το αφάνταστα μικρό μέχρι το αδιανόητα μεγάλο, μπορούμε άραγε να τον κατανοήσουμε; Ναι, απαντά η Φυσική (και τούτο το βιβλίο επιδιώκει να τεκμηριώσει την καταφατική απάντηση), αρκεί να επικεντρωθούμε σε εκείνους τους σχηματισμούς που είναι λίγο-πολύ αυθύπαρκτοι, όπως ένα άτομο ή ένα μόριο ή ένα μεταλλικό αντικείμενο ή ένας πλανήτης ή, ακόμη, και ένα άστρο. Αυτό το Ναι μας υποχρεώνει όμως να δείξουμε πώς προκύπτουν οι ιδιότητες όλων αυτών των σχηματισμών: Τελικά από τρία μόνο είδη μικροσκοπικών σωματιδίων που συγκροτούν σταδιακά την ύλη με την παρέμβαση των ελκτικών δυνά­μεων, κυρίως της ηλεκτρικής και της βαρυτικής· πέρα από τα σωματίδια και τις δυνάμεις χρειάζεται και κάτι άλλο που είναι «εκ των ων ουκ άνευ».

Αυτό το κάτι άλλο υποδηλώνει την ύπαρξή του από το γεγονός ότι οι ελκτικές δυνάμεις παύουν από κάποιο σημείο και πέρα να φέρνουν ολοένα και πιο κοντά το ένα στο άλλο τα μικροσκοπικά σωματίδια. Για παράδειγμα, το ηλεκτρόνιο σε όλα τα άτομα του υδρογόνου, αντί να πέσει πάνω στο πρωτόνιο, παραμένει πάντοτε σε μια σταθερή μέση απόσταση από αυτό, η οποία είναι περίπου 50.000 φορές μεγαλύτερη από το μέγεθος του πρωτονίου. Αυτό το κάτι άλλο εξηγεί επίσης γιατί ο όγκος ενός λευκού νάνου γίνεται ο μισός όταν η μάζα του διπλασιάζεται.

Ποιο είναι λοιπόν αυτό το κάτι άλλο; Είναι ο «δυσκολοχώνευτος» δυισμός κύματος-σωματιδίου (ΚΣΔ). Το γεγονός, δηλαδή, ότι τα μικροσκοπικά σωματίδια δεν ακολουθούν τροχιά, αλλά κινούνται σαν να ήταν κύματα. Από τον ΚΣΔ έπεται η ακατάπαυστη κίνηση των μικροσκοπικών σωματιδίων που συγκροτούν την ύλη και η συνακόλουθη απωστική πίεση που ασκούν αυτά, η οποία, από κάποιο σημείο και πέρα, εξισορροπεί τη συμπίεση των δυνάμεων και αποκαθιστά την ισορροπία.

Η εικόνα του εξωφύλλου συμπυκνώνει το περιε­χόμενο του βιβλίου ως εξής:

Οι πυρηνικές δυνάμεις (κίτρινη περιοχή) έλκουν (ή και μετατρέπουν) μικροσκοπικά αδιαί­ρετα σωματίδια (τα u, d) και σχηματίζουν πρωτόνια, νετρόνια και πυρήνες.
Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη (πράσινη περιοχή, με κύριο ενεργειακό νόμο τον εικονιζόμενο) έλκει πυρήνες και ηλεκτρόνια (e) και σχηματίζει άτομα, μόρια, …, ανθρώπους, …, φεγγάρια και (εν μέρει) πλανήτες.
Η βαρυτική δύναμη (γαλάζια περιοχή, με κύριο ενεργειακό νόμο τον εικονιζόμενο) έλκει άτομα και μόρια και σχηματίζει (εν μέρει) πλανήτες, και ενεργά άστρα, λευκούς νάνους, αστέρες νετρονίων, γαλαξίες, …
Στη συμπίεση αυτών των ελκτικών δυνά­μεων αντιτίθεται μια ακατάπαυστη κίνηση (κυρίως των ηλεκτρονίων) που αποκαθιστά την κατάσταση ισορροπίας της ύλης και τις όποιες ιδιό­τητές της.
Αυτή η τόσο σημαντική ακατάπαυστη κίνηση (χάρη στην οποία υπάρχουμε) προκύπτει σχεδόν πάντα από την αρχή της απροσδιοριστίας και την απαγορευτική αρχή. Ο τύπος στο κέντρο δίνει την ενέργειά της.

Περιεχόμενα
Πρόλογος
Εισαγωγή: Περιήγηση στον κόσμο τον μικρό, τον μέγα
Η ατομική ιδέα: ο θρίαμβος του Δημόκριτου

ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ – Σωματιδιακά κύματα–κυματικά σωματίδια: Κλειδιά για την κατανόηση του κόσμου
1. Μόνο τρία τα στοιχειώδη σωματίδια της ύλης
2. Οι τέσσερις βασικές δυνάμεις (που είναι μία;)
3. Κινούνται, έτσι υπάρχουμε
4. Σύνοψη των δομών του κόσμου

ΜΕΡΟΣ ΔΕΥΤΕΡΟ – Οι πυρηνικές δυνάμεις εν δράσει
5. Πυρήνες: Γίγαντες επειδή είναι νάνοι

ΜΕΡΟΣ ΤΡΙΤΟ – Το βασίλειο της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης
6. Τα άτομα δεν είναι ά-τομα κι όμως είναι σταθερά
7. Μόρια: Τα εισόδια της περιπλοκότητας
8. Στερεά: Από τα λίθινα εργαλεία στη νανοηλεκτρονική

ΜΕΡΟΣ ΤΕΤΑΡΤΟ – Η βαρύτητα στο προσκήνιο
9. Πώς η έσχατη γίνεται πρώτη
10. Πλανήτες: Τα υποψήφια λίκνα της ζωής
11. Άστρα και αστρικά πτώματα: Ο θάνατός σου, η ζωή μου
12. Κοσμολογία: Η ύστατη ιστορία

Πίνακας στοιχειωδών σωματιδίων
Παγκόσμιες σταθερές
Πίνακας βασικών δυνάμεων/κβάντων
Χρήσιμες έννοιες και σύμβολα
Βιβλιογραφία
Ευρετήριο όρων
Ευρετήριο ονομάτων
Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων