Πόσο συχνά σκέφτεστε πώς θα ήταν δομημένος ο κόσμος μας σήμερα αν η έκβαση ορισμένων βασικών ιστορικών γεγονότων ήταν διαφορετική; Πώς θα ήταν ο πλανήτης μας αν οι δεινόσαυροι, για παράδειγμα, δεν είχαν εξαφανιστεί; Κάθε μας ενέργεια και απόφαση γίνεται αυτόματα μέρος του παρελθόντος. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει παρόν: οτιδήποτε κάνουμε αυτή τη στιγμή δεν μπορεί να αλλάξει, καταγράφεται στη μνήμη του Σύμπαντος. Ωστόσο, υπάρχει μια θεωρία σύμφωνα με την οποία υπάρχουν πολλά σύμπαντα όπου ζούμε μια εντελώς διαφορετική ζωή: κάθε πράξη μας συνδέεται με μια συγκεκριμένη επιλογή και, κάνοντας αυτή την επιλογή στο Σύμπαν μας, σε παράλληλη, το «άλλο εγώ». παίρνει την αντίθετη απόφαση. Πόσο δικαιολογημένη είναι μια τέτοια θεωρία από επιστημονική άποψη; Γιατί οι επιστήμονες κατέφυγαν σε αυτό; Ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε στο άρθρο μας.
Έννοια πολλών κόσμων του Σύμπαντος
Η θεωρία ενός πιθανού συνόλου κόσμων αναφέρθηκε για πρώτη φορά από τον Αμερικανό φυσικό Χιου Έβερετ. Προσέφερε τη λύση του σε ένα από τα κύρια κβαντικά μυστήρια της φυσικής. Πριν προχωρήσουμε απευθείας στη θεωρία του Hugh Everett, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε ποιο είναι αυτό το μυστήριο των κβαντικών σωματιδίων, το οποίο στοιχειώνει τους φυσικούς σε όλο τον κόσμο για δεκαετίες.
Ας φανταστούμε ένα συνηθισμένο ηλεκτρόνιο. Αποδεικνύεται ότι ως κβαντικό αντικείμενο μπορεί να βρίσκεται σε δύο σημεία ταυτόχρονα. Αυτή η ιδιότητά του ονομάζεται υπέρθεση δύο καταστάσεων. Όμως η μαγεία δεν τελειώνει εκεί. Μόλις θέλουμε να προσδιορίσουμε με κάποιο τρόπο τη θέση του ηλεκτρονίου, για παράδειγμα, προσπαθούμε να το γκρεμίσουμε με ένα άλλο ηλεκτρόνιο, τότε από κβαντικό θα γίνει συνηθισμένο. Πώς είναι δυνατόν αυτό: το ηλεκτρόνιο ήταν και στο σημείο Α και στο σημείο Β και ξαφνικά κάποια στιγμή πήδηξε στο Β;
Ο Χιου Έβερετ πρόσφερε την ερμηνεία του για αυτό το κβαντικό μυστήριο. Σύμφωνα με τη θεωρία των πολλών κόσμων του, το ηλεκτρόνιο συνεχίζει να υπάρχει σε δύο καταστάσεις ταυτόχρονα. Όλα αφορούν τον ίδιο τον παρατηρητή: τώρα μετατρέπεται σε κβαντικό αντικείμενο και χωρίζεται σε δύο καταστάσεις. Σε ένα από αυτά βλέπει ένα ηλεκτρόνιο στο σημείο Α, στο άλλο - στο Β. Υπάρχουν δύο παράλληλες πραγματικότητες, και σε ποια από αυτές θα βρεθεί ο παρατηρητής είναι άγνωστη. Η διαίρεση σε πραγματικότητες δεν περιορίζεται στον αριθμό δύο: η διακλάδωσή τους εξαρτάται μόνο από την παραλλαγή των γεγονότων. Ωστόσο, όλες αυτές οι πραγματικότητες υπάρχουν ανεξάρτητα η μία από την άλλη. Εμείς ως παρατηρητές βρισκόμαστε σε ένα, από το οποίο είναι αδύνατο να φύγουμε, όπως και να περάσουμε σε παράλληλο.
Octavio Fossatti / Unsplash.com
Από την άποψη αυτής της έννοιας, το πείραμα με την πιο επιστημονική γάτα στην ιστορία της φυσικής, τη γάτα του Schrödinger, εξηγείται εύκολα. Σύμφωνα με την ερμηνεία των πολλών κόσμων της κβαντικής μηχανικής, η φτωχή γάτα στον χαλύβδινο θάλαμο είναι και ζωντανή και νεκρή. Όταν ανοίγουμε αυτόν τον θάλαμο, είναι σαν να συγχωνευόμαστε με τη γάτα και να σχηματίζουμε δύο καταστάσεις - ζωντανή και νεκρή, που δεν τέμνονται. Σχηματίζονται δύο διαφορετικά σύμπαντα: στο ένα, ένας παρατηρητής με μια νεκρή γάτα, στο άλλο, με μια ζωντανή.
Αξίζει αμέσως να σημειωθεί ότι η έννοια των πολλών κόσμων δεν συνεπάγεται την παρουσία πολλών συμπάντων: είναι ένα, απλώς πολυεπίπεδο, και κάθε αντικείμενο σε αυτό μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικές καταστάσεις. Μια τέτοια έννοια δεν μπορεί να θεωρηθεί πειραματικά επιβεβαιωμένη θεωρία. Προς το παρόν, αυτή είναι απλώς μια μαθηματική περιγραφή του κβαντικού μυστηρίου.
Η θεωρία του Hugh Everett υποστηρίζεται από τον φυσικό και καθηγητή στο Πανεπιστήμιο Griffith της Αυστραλίας Howard Wiseman, τον Dr Michael Hall από το Πανεπιστήμιο Griffith Center for Quantum Dynamics και τον Dr Dirk-Andre Deckert από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια. Κατά τη γνώμη τους, παράλληλοι κόσμοι υπάρχουν πραγματικά και είναι προικισμένοι διαφορετικά χαρακτηριστικά. Οποιαδήποτε κβαντικά μυστήρια και μοτίβα είναι συνέπεια της «απώθησης» των γειτονικών κόσμων μεταξύ τους. Αυτά τα κβαντικά φαινόμενα προκύπτουν έτσι ώστε κάθε κόσμος να είναι διαφορετικός από τον άλλο.
Η έννοια των παράλληλων συμπάντων και η θεωρία χορδών
Από τα σχολικά μαθήματα θυμόμαστε καλά ότι στη φυσική υπάρχουν δύο βασικές θεωρίες: η γενική σχετικότητα και η κβαντική θεωρία πεδίου. Το πρώτο εξηγεί φυσικές διεργασίεςστον μακρόκοσμο, το δεύτερο - στον μικρόκοσμο. Εάν και οι δύο αυτές θεωρίες χρησιμοποιηθούν στην ίδια κλίμακα, θα έρθουν σε αντίθεση μεταξύ τους. Φαίνεται λογικό να υπάρχει κάποια γενική θεωρία που να ισχύει για όλες τις αποστάσεις και τις κλίμακες. Ως εκ τούτου, οι φυσικοί πρότειναν τη θεωρία χορδών.
Το γεγονός είναι ότι σε πολύ μικρή κλίμακα προκύπτουν ορισμένες δονήσεις που είναι παρόμοιες με δονήσεις από μια συνηθισμένη χορδή. Αυτές οι χορδές είναι φορτισμένες με ενέργεια. Οι "χορδές" δεν είναι χορδές με την κυριολεκτική έννοια. Αυτή είναι μια αφαίρεση που εξηγεί την αλληλεπίδραση των σωματιδίων, των φυσικών σταθερών και των χαρακτηριστικών τους. Στη δεκαετία του 1970, όταν γεννήθηκε η θεωρία, οι επιστήμονες πίστευαν ότι θα γινόταν παγκόσμιο να περιγράψουμε ολόκληρο τον κόσμο μας. Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι αυτή η θεωρία λειτουργεί μόνο σε 10-διάστατο χώρο (και ζούμε σε τετραδιάστατο χώρο). Οι υπόλοιπες έξι διαστάσεις του χώρου απλώς καταρρέουν. Όμως, όπως αποδείχθηκε, δεν διπλώνονται με απλό τρόπο.
Το 2003, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι μπορούν να καταρρεύσουν με τεράστιο αριθμό τρόπων και κάθε νέα μέθοδος παράγει το δικό της σύμπαν με διαφορετικές φυσικές σταθερές.
Jason Blackeye / Unsplash.com
Όπως και με την έννοια των πολλών κόσμων, η θεωρία χορδών είναι αρκετά δύσκολο να αποδειχθεί πειραματικά. Επιπλέον, ο μαθηματικός μηχανισμός της θεωρίας είναι τόσο δύσκολος που για κάθε νέα ιδέα πρέπει να αναζητηθεί μια μαθηματική εξήγηση κυριολεκτικά από την αρχή.
Υπόθεση Μαθηματικού Σύμπαντος
Ο κοσμολόγος και καθηγητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης Max Tegmark παρουσίασε τη «θεωρία των πάντων» το 1998 και την ονόμασε την υπόθεση ενός μαθηματικού σύμπαντος. Έλυσε το πρόβλημα της ύπαρξης με τον δικό του τρόπο μεγάλη ποσότηταφυσικοί νόμοι. Κατά τη γνώμη του, κάθε σύνολο από αυτούς τους νόμους, οι οποίοι είναι συνεπείς από την άποψη των μαθηματικών, αντιστοιχεί σε ένα ανεξάρτητο σύμπαν. Η καθολικότητα της θεωρίας είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει όλη την ποικιλία των φυσικών νόμων και τις τιμές των φυσικών σταθερών.
Ο Tegmark πρότεινε όλοι οι κόσμοι, σύμφωνα με την ιδέα του, να χωριστούν σε τέσσερις ομάδες. Το πρώτο περιλαμβάνει κόσμους που βρίσκονται πέρα από τον κοσμικό μας ορίζοντα, τα λεγόμενα εξω-μεταγαλαξιακά αντικείμενα. Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει κόσμους με άλλες φυσικές σταθερές, διαφορετικές από αυτές του Σύμπαντος μας. Ο τρίτος είναι κόσμοι που εμφανίζονται ως αποτέλεσμα της ερμηνείας των νόμων της κβαντικής μηχανικής. Η τέταρτη ομάδα είναι ένα ορισμένο σύνολο από όλα τα σύμπαντα στα οποία εμφανίζονται ορισμένες μαθηματικές δομές.
Όπως σημειώνει ο ερευνητής, το Σύμπαν μας δεν είναι το μόνο, αφού το διάστημα είναι απεριόριστο. Ο κόσμος μας, όπου ζούμε, περιορίζεται από το διάστημα, το φως από το οποίο έφτασε σε εμάς 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Θα είμαστε σε θέση να μάθουμε αξιόπιστα για άλλα σύμπαντα σε τουλάχιστον άλλα δισεκατομμύρια χρόνια, μέχρι να φτάσει το φως από αυτά σε εμάς.
Stephen Hawking: Οι μαύρες τρύπες είναι ένα μονοπάτι προς ένα άλλο σύμπαν
Ο Stephen Hawking είναι επίσης υποστηρικτής της θεωρίας των πολλών συμπάντων. Ένας από τους πιο διάσημους επιστήμονες της εποχής μας παρουσίασε για πρώτη φορά το δοκίμιό του «Μαύρες τρύπες και νεαρά σύμπαντα» το 1988. Ο ερευνητής προτείνει ότι οι μαύρες τρύπες είναι μια πορεία προς εναλλακτικούς κόσμους.
Χάρη στον Stephen Hawking, γνωρίζουμε ότι οι μαύρες τρύπες τείνουν να χάνουν ενέργεια και να εξατμίζονται, απελευθερώνοντας την ακτινοβολία Hawking, η οποία πήρε το όνομά του από τον ίδιο τον ερευνητή. Πριν ο μεγάλος επιστήμονας κάνει αυτή την ανακάλυψη, η επιστημονική κοινότητα πίστευε ότι ό,τι έπεφτε σε μια μαύρη τρύπα εξαφανίστηκε. Η θεωρία του Χόκινγκ διαψεύδει αυτή την υπόθεση. Σύμφωνα με τον φυσικό, υποθετικά, κάθε πράγμα, αντικείμενο, αντικείμενο που πέφτει σε μια μαύρη τρύπα πετάει έξω από αυτήν και καταλήγει σε άλλο σύμπαν. Ωστόσο, ένα τέτοιο ταξίδι είναι μονόδρομος: δεν υπάρχει τρόπος επιστροφής.
Ακόμη και πριν από τον Έβερετ και την ιδέα του για πολλαπλά σύμπαντα, οι φυσικοί ήταν μπερδεμένοι. Έπρεπε να χρησιμοποιήσουν ένα σύνολο κανόνων για την υπο ατομικό κόσμο, το οποίο υπόκειται στην κβαντομηχανική και σε ένα διαφορετικό σύνολο κανόνων για τον καθημερινό κόσμο μεγάλης κλίμακας που μπορούμε να δούμε και να αγγίξουμε. Η πολυπλοκότητα της μετάβασης από τη μια κλίμακα στην άλλη στρίβει τους εγκεφάλους των επιστημόνων σε παράξενα σχήματα.
Για παράδειγμα, στην κβαντομηχανική, τα σωματίδια δεν έχουν συγκεκριμένες ιδιότητες εκτός αν κάποιος τα κοιτάζει. Η φύση τους περιγράφεται από τη λεγόμενη κυματική συνάρτηση, η οποία περιλαμβάνει όλα πιθανές ιδιότητες, που μπορεί να έχει ένα σωματίδιο. Αλλά σε ένα μόνο σύμπαν, όλες αυτές οι ιδιότητες δεν μπορούν να υπάρχουν ταυτόχρονα, οπότε όταν κοιτάτε ένα σωματίδιο, παίρνει μια κατάσταση. Αυτή η ιδέα απεικονίζεται μεταφορικά στο παράδοξο της γάτας του Σρέντιγκερ - όπου μια γάτα που κάθεται σε ένα κουτί είναι και ζωντανή και νεκρή μέχρι να ανοίξετε το κουτί για να ελέγξετε. Η δράση σας μετατρέπει τη γάτα σε ζεστή και ζωντανή γάτα ή σε γεμιστή γάτα. Ωστόσο, ούτε οι επιστήμονες μπορούν να συμφωνήσουν με αυτό.
Στο πολυσύμπαν, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε μήπως σκοτώσετε τη γάτα με την περιέργειά σας. Αντίθετα, κάθε φορά που ανοίγετε ένα παράθυρο, η πραγματικότητα χωρίζεται σε δύο εκδοχές. Ασαφές? Συμφωνώ. Αλλά κάπου εκεί έξω μπορεί να υπάρχει μια άλλη εκδοχή του γεγονότος που μόλις συνέβη μπροστά στα μάτια σας. Δεν έγινε κάπου αλλού.
Μένει να δούμε ποιοι λόγοι έχουν βρει οι επιστήμονες για να συνδέσουν αυτήν την απίστευτη θεωρία με τα γεγονότα.
Σε μια συνέντευξη του 2011, ο φυσικός Brian Greene από το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια, ο οποίος έγραψε το βιβλίο Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos, εξήγησε ότι δεν είμαστε απολύτως βέβαιοι πόσο μεγάλο είναι το σύμπαν. Μπορεί να είναι πολύ, πολύ μεγάλο, αλλά είναι πεπερασμένο. Ή, αν πάτε από τη Γη προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, το διάστημα μπορεί να εκτείνεται για πάντα. Έτσι το φανταζόμαστε περίπου οι περισσότεροι από εμάς.
Αλλά αν ο χώρος είναι άπειρος, πρέπει να είναι ένα πολλαπλό σύμπαν με άπειρες παράλληλες πραγματικότητες, σύμφωνα με τον Γκριν. Φανταστείτε ότι το σύμπαν και όλη η ύλη σε αυτό ισοδυναμούν με μια τράπουλα. Ακριβώς όπως υπάρχουν 52 φύλλα σε μια τράπουλα, θα υπάρχει ακριβώς ο ίδιος αριθμός διαφορετικών μορφών ύλης. Αν ανακατέψετε την τράπουλα αρκετά, οι κάρτες θα επιστρέψουν τελικά στην αρχική σειρά. Ομοίως, σε ένα άπειρο σύμπαν, η ύλη θα επαναληφθεί τελικά και θα οργανωθεί με παρόμοιο τρόπο. Ένα πολλαπλό σύμπαν, το λεγόμενο πολυσύμπαν, με άπειρο αριθμό παράλληλων πραγματικοτήτων, περιέχει παρόμοιες αλλά ελαφρώς διαφορετικές εκδοχές ό,τι υπάρχει, και έτσι παρέχει έναν απλό και βολικό τρόπο για να εξηγήσουμε την επανάληψη.
Αυτό μπορεί να εξηγήσει πώς αρχίζει και τελειώνει το Σύμπαν
Οι άνθρωποι έχουν ένα ιδιαίτερο πάθος - και αυτό σχετίζεται με την ικανότητα του εγκεφάλου να σχηματίζει μοτίβα - θέλουμε να γνωρίζουμε την αρχή και το τέλος κάθε ιστορίας. Συμπεριλαμβανομένης της ιστορίας του ίδιου του σύμπαντος. Αλλά αν η Μεγάλη Έκρηξη ήταν η αρχή του σύμπαντος, τι την προκάλεσε και τι υπήρχε πριν από αυτήν; Θα τελειώσει το σύμπαν και τι θα συμβεί μετά από αυτό; Καθένας από εμάς έχει κάνει αυτές τις ερωτήσεις τουλάχιστον μία φορά.
Το πολυσύμπαν μπορεί να εξηγήσει όλα αυτά τα πράγματα. Μερικοί φυσικοί έχουν προτείνει ότι οι άπειρες περιοχές του πολυσύμπαντος θα μπορούσαν να ονομαστούν κόσμοι βράνων. Αυτές οι βράνες υπάρχουν σε πολλαπλές διαστάσεις, αλλά δεν μπορούμε να τις ανιχνεύσουμε γιατί μπορούμε να αντιληφθούμε μόνο τρεις διαστάσεις του χώρου και μία του χρόνου στον δικό μας βρεφικό κόσμο.
Μερικοί φυσικοί πιστεύουν ότι αυτές οι βράνες είναι πλάκες στοιβαγμένες μεταξύ τους σαν κομμένο ψωμί σε μια τσάντα. Τις περισσότερες φορές είναι χωρισμένοι. Μερικές φορές όμως συγκρούονται. Θεωρητικά, αυτές οι συγκρούσεις είναι αρκετά καταστροφικές ώστε να προκαλούν επαναλαμβανόμενες «μεγάλες εκρήξεις» - έτσι ώστε τα παράλληλα σύμπαντα να ξεκινούν ξανά, ξανά και ξανά.
Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι μπορεί να υπάρχουν πολλά σύμπαντα
Το Παρατηρητήριο Planck Orbiting της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας συλλέγει δεδομένα για το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο ή CMB, την ακτινοβολία υποβάθρου που εξακολουθεί να λάμπει από το πρώτο και πιο καυτό στάδιο του σύμπαντος.
Η έρευνά της οδήγησε επίσης σε πιθανές αποδείξεις για την ύπαρξη ενός πολυσύμπαντος. Το 2010, μια ομάδα επιστημόνων από το Ηνωμένο Βασίλειο, τον Καναδά και τις ΗΠΑ ανακάλυψε τέσσερα ασυνήθιστα και απίθανα κυκλικά μοτίβα στο CMB. Οι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι αυτά τα σημάδια μπορεί να είναι «μώλωπες» που αφέθηκαν στο σώμα του Σύμπαντος μας μετά από σύγκρουση με άλλους.
Το 2015, ο ερευνητής της ESA Rang-Ram Hari έκανε μια παρόμοια ανακάλυψη. Ο Χάρι πήρε το μοντέλο CMB από την ουράνια εικόνα του παρατηρητηρίου και στη συνέχεια αφαίρεσε ό,τι άλλο γνωρίζουμε γι' αυτό - αστέρια, αέρια, διαστρική σκόνη κ.λπ. Σε αυτό το σημείο ο ουρανός θα έπρεπε να έχει γίνει κυρίως άδειος εκτός από τον θόρυβο του περιβάλλοντος.
Αλλά δεν το έκανε. Αντίθετα, σε ένα συγκεκριμένο εύρος συχνοτήτων, ο Χάρι μπόρεσε να ανιχνεύσει διάσπαρτα σημεία στον χάρτη του διαστήματος, περιοχές που ήταν περίπου 4.500 φορές πιο φωτεινές από ό,τι θα έπρεπε. Οι επιστήμονες έχουν βρει μια άλλη πιθανή εξήγηση: αυτές οι περιοχές είναι αποτυπώματα συγκρούσεων μεταξύ του Σύμπαντος μας και ενός παράλληλου.
Ο Χάρι πιστεύει ότι αν δεν βρούμε άλλο τρόπο να εξηγήσουμε αυτά τα σημάδια, «θα πρέπει να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι η Φύση μπορεί να παίξει ζάρια τελικά, και είμαστε απλώς ένα τυχαίο σύμπαν ανάμεσα σε πολλά άλλα».
Το σύμπαν είναι πολύ μεγάλο για να αποκλείσει την πιθανότητα ύπαρξης παράλληλων πραγματικοτήτων
Υπάρχει πιθανότητα να υπάρχουν πολλαπλά σύμπαντα, αν και δεν έχουμε δει παράλληλες πραγματικότητες, γιατί δεν μπορούμε να διαψεύσουμε την ύπαρξή του.
Αυτό μπορεί να φαίνεται σαν ένα έξυπνο ρητορικό τέχνασμα στην αρχή, αλλά σκεφτείτε το εξής: ακόμη και στον κόσμο μας, βρήκαμε πολλά πράγματα που δεν γνωρίζαμε ποτέ ότι υπήρχαν, και αυτά συνέβησαν - η παγκόσμια κρίση του 2008 είναι ένα καλό παράδειγμα. Πριν από αυτόν, κανείς δεν πίστευε ότι αυτό ήταν καν δυνατό. Ο Ντέιβιντ Χιουμ αποκάλεσε αυτού του είδους τα γεγονότα «μαύρους κύκνους»: οι άνθρωποι θα υποθέσουν ότι όλοι οι κύκνοι είναι λευκοί μέχρι να δουν μαύρους κύκνους.
Η κλίμακα του Σύμπαντος μας επιτρέπει να σκεφτούμε την πιθανότητα ύπαρξης πολλαπλών συμπάντων. Γνωρίζουμε ότι το σύμπαν είναι πολύ, πολύ μεγάλο, ίσως άπειρο σε μέγεθος. Αυτό σημαίνει ότι δεν θα μπορέσουμε να ανακαλύψουμε όλα όσα υπάρχουν στο σύμπαν. Και εφόσον οι επιστήμονες έχουν καθορίσει ότι το Σύμπαν είναι περίπου 13,8 δισεκατομμυρίων ετών, μπορούμε να ανιχνεύσουμε μόνο το φως που κατάφερε να φτάσει σε εμάς κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Εάν μια παράλληλη πραγματικότητα βρίσκεται σε απόσταση μεγαλύτερη από 13,8 έτη φωτός από εμάς, μπορεί να μην μάθουμε ποτέ για την ύπαρξή της, ακόμα κι αν υπήρχε στις διαστάσεις που διακρίνουμε από εμάς.
Τα πολλαπλά σύμπαντα έχουν νόημα από μια αθεϊστική προοπτική
Όπως εξήγησε ο φυσικός του Πανεπιστημίου Στάνφορντ Αντρέι Λίντε σε μια συνέντευξη του 2008, εάν ο φυσικός κόσμος υπάκουε σε ελαφρώς διαφορετικούς κανόνες, η ζωή δεν θα μπορούσε να υπάρξει. Εάν, για παράδειγμα, τα πρωτόνια είχαν 0,2% μεγαλύτερη μάζα από ό,τι είναι τώρα, θα ήταν τόσο ασταθή που θα διασπώνταν σε απλά σωματίδια αμέσως χωρίς να σχηματίσουν άτομο. Και αν η βαρύτητα ήταν λίγο πιο ισχυρή, το αποτέλεσμα θα ήταν τερατώδες. Αστέρια όπως ο ήλιος μας θα κατέρρεαν αρκετά σφιχτά που θα έκαιγαν τα καύσιμα τους μέσα σε λίγα εκατομμύρια χρόνια, δίνοντας σε πλανήτες όπως η Γη καμία ευκαιρία να σχηματιστούν. Αυτό είναι το λεγόμενο «πρόβλημα μικρορύθμισης».
Μερικοί βλέπουν σε αυτή την ακριβή ισορροπία των συνθηκών στοιχεία για τη συμμετοχή μιας παντοδύναμης δύναμης, ενός υπέρτατου όντος που δημιούργησε τα πάντα, κάτι που εξοργίζει πολύ τους άθεους. Αλλά η πιθανότητα ύπαρξης ενός πολυσύμπαντος, στο οποίο αυτή η δύναμη θα βρίσκεται απλώς σε μια ξεχωριστή πραγματικότητα με όλους τους απαραίτητους για τη ζωή παράγοντες, τους ταιριάζει αρκετά.
Όπως είπε ο Linde, «Για μένα, η πραγματικότητα των πολλαπλών συμπάντων είναι λογικά δυνατή. Μπορούμε να πούμε: ίσως αυτό είναι κάποιο είδος μυστικιστικής σύμπτωσης. Ίσως ο Θεός δημιούργησε το σύμπαν προς όφελός μας. Δεν ξέρω τίποτα για τον Θεό, αλλά το ίδιο το σύμπαν θα μπορούσε να αναπαραχθεί άπειρος αριθμόςφορές σε όλες τις πιθανές εκδηλώσεις».
Οι ταξιδιώτες στο χρόνο δεν μπορούν να διαταράξουν την ιστορία
Η δημοτικότητα της τριλογίας Back to the Future έχει κάνει πολλούς ανθρώπους να γοητευτούν από την ιδέα του ταξιδιού στο χρόνο. Από την κυκλοφορία της ταινίας, κανείς δεν έχει αναπτύξει ακόμη ένα DeLorean που να μπορεί να ταξιδεύει πέρα δώθε στο χρόνο, δεκαετίες ή αιώνες. Αλλά οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το ταξίδι στο χρόνο μπορεί να είναι τουλάχιστον θεωρητικά δυνατό.
Και αν είναι δυνατόν, θα μπορούσαμε να καταλήξουμε στην ίδια θέση με κύριος χαρακτήρας Back to the Future του Marty McFly - κινδυνεύει να αλλάξει ακούσια κάτι στο παρελθόν, αλλάζοντας έτσι το μέλλον και την πορεία της ιστορίας. Ο McFly εμπόδισε κατά λάθος τους γονείς του να συναντηθούν και να ερωτευτούν, αφαιρώντας τον εαυτό του από τις οικογενειακές φωτογραφίες.
Ωστόσο, ένα έγγραφο του 2015 πρότεινε ότι η ύπαρξη ενός πολυσύμπαντος δεν καθιστά απαραίτητα τέτοια προβλήματα. «Η ύπαρξη εναλλακτικών κόσμων σημαίνει ότι δεν υπάρχει ενιαία χρονολογία που να μπορεί να διαταραχθεί», έγραψε ο Georg Dworsky. Αντίθετα, αν ένας άνθρωπος γυρίσει τον χρόνο πίσω και αλλάξει κάτι, απλά θα δημιουργήσει ένα νέο σύνολο παράλληλων συμπάντων.
Θα μπορούσαμε να είμαστε μια προσομοίωση για έναν προηγμένο πολιτισμό
Όλα αυτά τα θέματα σχετικά με τα παράλληλα σύμπαντα που έχουμε συζητήσει μέχρι τώρα ήταν εξαιρετικά ενδιαφέροντα. Υπάρχει όμως και κάτι άλλο ενδιαφέρον.
Το 2003, ο φιλόσοφος Nick Bostrom, διευθυντής του Ινστιτούτου Future of Humanity στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, αναρωτήθηκε αν όλα όσα αντιλαμβανόμαστε ως πραγματικότητα - ιδιαίτερα το ξεχωριστό παράλληλο σύμπαν μας - θα μπορούσαν απλώς να είναι μια ψηφιακή προσομοίωση ενός άλλου σύμπαντος. Σύμφωνα με τον Bostrom, θα χρειάζονταν 10 36 υπολογισμοί για να δημιουργηθεί ένα λεπτομερές μοντέλο όλης της ανθρώπινης ιστορίας.
Ένας καλά ανεπτυγμένος εξωγήινος πολιτισμός - πλάσματα των οποίων το τεχνολογικό επίπεδο θα μας έκανε να μοιάζουμε με κατοίκους των σπηλαίων της Παλαιολιθικής εποχής - θα μπορούσε κάλλιστα να έχει αρκετή υπολογιστική ισχύ για να τα κάνει όλα αυτά. Επιπλέον, η μοντελοποίηση κάθε μεμονωμένου ζωντανού ατόμου δεν θα απαιτήσει απολύτως ιλιγγιώδεις ηλεκτρονικούς πόρους, επομένως μπορεί να υπάρχουν πολύ περισσότερα πλάσματα που προσομοιώνονται σε υπολογιστή παρά αληθινά.
Όλα αυτά θα μπορούσαν να σημαίνουν ότι ζούμε σε έναν ψηφιακό κόσμο, σαν κάτι έξω από το The Matrix.
Τι θα συμβεί όμως αν αυτός ο προηγμένος πολιτισμός είναι ο ίδιος μια προσομοίωση;
Οι άνθρωποι έχουν σκεφτεί πολλά σύμπαντα από αμνημονεύτων χρόνων.
Θα είναι εξαιρετικά δύσκολο να αποδειχθεί αυτό. Αλλά εδώ δεν μπορεί παρά να θυμηθεί κανείς τα παλιά ρητά που αποδίδονται είτε στον Πικάσο είτε στη Σούζαν Σόνταγκ: αν μπορείς να φανταστείς κάτι, πρέπει να υπάρχει.
Και υπάρχει κάτι σε αυτό. Εξάλλου, πολύ πριν ο Χιου Έβερετ πίνει το κονιάκ του, αμέτρητοι άνθρωποι σε όλη την ανθρώπινη ιστορία έχουν φανταστεί διαφορετικές εκδοχές του πολυσύμπαντος.
Τα αρχαία ινδικά θρησκευτικά κείμενα, για παράδειγμα, είναι γεμάτα με περιγραφές πολλαπλών παράλληλων συμπάντων. Και οι αρχαίοι Έλληνες είχαν μια φιλοσοφία ατομισμού, που έλεγε ότι υπάρχει άπειρο σύνολοκόσμους σκορπισμένοι στο ίδιο ατελείωτο κενό.
Η ιδέα των πολλαπλών κόσμων τέθηκε επίσης στο Μεσαίωνα. Ο Επίσκοπος των Παρισίων υποστήριξε το 1277 ότι ο Έλληνας φιλόσοφος Αριστοτέλης έκανε λάθος όταν είπε ότι υπήρχε μόνο ένας πιθανός κόσμος επειδή έθετε υπό αμφισβήτηση την παντοδύναμη δύναμη του Θεού να δημιουργεί παράλληλους κόσμους. Την ίδια ιδέα αναβίωσε το 1600 ο Gottfried Wilhelm Leibniz, ένας από τους πυλώνες της επιστημονικής επανάστασης. Υποστήριξε ότι υπάρχουν πολλοί πιθανοί κόσμοι, ο καθένας με ξεχωριστή φυσική.
Όλα αυτά ταιριάζουν στο σχέδιο της γνώσης μας για το Σύμπαν
Όσο περίεργη κι αν φαίνεται η έννοια του πολυσύμπαντος, κατά κάποιο τρόπο ταιριάζει στην πρόοδο σύγχρονη ιστορίακαι στον τρόπο που οι άνθρωποι βλέπουν τον εαυτό τους και το σύμπαν.
Το 2011, οι φυσικοί Alexander Vilenkin και Max Tegmark παρατήρησαν ότι οι άνθρωποι του δυτικού πολιτισμού σταδιακά ηρεμούσαν καθώς ανακάλυπταν τη φύση της πραγματικότητας. Ξεκίνησαν με μια νοοτροπία ότι η Γη ήταν το κέντρο των πάντων. Αποδείχθηκε ότι αυτό δεν είναι έτσι, και ότι το δικό μας ηλιακό σύστημα- μόνο ένα μικρό μέρος του Γαλαξία.
Το πολυσύμπαν πρέπει να οδηγήσει αυτή την ιδέα στο λογικό του τέλος. Αν υπάρχει το πολυσύμπαν, σημαίνει ότι δεν είμαστε εμείς οι εκλεκτοί και ότι υπάρχουν άπειρες εκδοχές του εαυτού μας.
Αλλά κάποιοι πιστεύουν ότι βρισκόμαστε μόνο στην αρχή του μονοπατιού προς την επέκταση της συνείδησης. Όπως έγραψε ο θεωρητικός φυσικός Leonard Susskind του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ, ίσως σε μερικούς αιώνες από τώρα οι φιλόσοφοι και οι επιστήμονες θα κοιτάξουν πίσω την εποχή μας ως «μια χρυσή εποχή στην οποία η στενή, επαρχιακή αντίληψη του σύμπαντος του 20ου αιώνα έδωσε τη θέση του σε ένα μεγαλύτερο και καλύτερο πολυσύμπαν συγκλονιστικών διαστάσεων».
Δευτέρα, 09 Μαΐου 2011Οι διαφωνίες και οι υποθέσεις σχετικά με την ύπαρξη άγνωστων δίδυμων πλανητών, παράλληλων συμπάντων και ακόμη και γαλαξιών έχουν εκτείνεται σε πολλές δεκαετίες. Όλα βασίζονται στη θεωρία των πιθανοτήτων χωρίς να εμπλέκονται οι έννοιες της σύγχρονης φυσικής. ΣΕ τα τελευταία χρόνιασε αυτά προστέθηκε η ιδέα της ύπαρξης ενός υπερσύμπαντος, που βασίζεται σε αποδεδειγμένες θεωρίες - την κβαντική μηχανική και τη θεωρία της σχετικότητας.
Το «Polit.ru» δημοσιεύει ένα άρθρο του Max Tegmark «Παράλληλα Σύμπαν», το οποίο διατυπώνει μια υπόθεση για τη δομή του υποτιθέμενου υπερσύμπαντος, το οποίο θεωρητικά περιλαμβάνει τέσσερα επίπεδα. Ωστόσο, την επόμενη δεκαετία, οι επιστήμονες μπορεί να έχουν μια πραγματική ευκαιρία να αποκτήσουν νέα δεδομένα για τις ιδιότητες του διαστήματος και, κατά συνέπεια, να επιβεβαιώσουν ή να διαψεύσουν αυτήν την υπόθεση. Το άρθρο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «In the World of Science» (2003. Νο. 8).
Η εξέλιξη μας έχει δώσει διαισθήσεις για την καθημερινή φυσική που ήταν ζωτικής σημασίας για τους πρώιμους προγόνους μας. Επομένως, μόλις ξεπεράσουμε την καθημερινότητα, μπορούμε κάλλιστα να περιμένουμε περίεργα πράγματα.
Το απλούστερο και πιο δημοφιλές κοσμολογικό μοντέλο προβλέπει ότι έχουμε ένα δίδυμο σε έναν γαλαξία περίπου 10 στη δύναμη των 1028 μέτρων μακριά. Η απόσταση είναι τόσο μεγάλη που είναι πέρα από την εμβέλεια των αστρονομικών παρατηρήσεων, αλλά αυτό δεν κάνει το δίδυμό μας λιγότερο πραγματικό. Η υπόθεση βασίζεται στη θεωρία πιθανοτήτων χωρίς να περιλαμβάνει τις έννοιες της σύγχρονης φυσικής. Η μόνη υπόθεση που γίνεται αποδεκτή είναι ότι ο χώρος είναι άπειρος και γεμάτος με ύλη. Μπορεί να υπάρχουν πολλοί κατοικημένοι πλανήτες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων όπου οι άνθρωποι ζουν με την ίδια εμφάνιση, τα ίδια ονόματα και αναμνήσεις, που έχουν περάσει τις ίδιες αντιξοότητες της ζωής με εμάς.
Αλλά δεν θα μας δοθεί ποτέ η ευκαιρία να δούμε τις άλλες ζωές μας. Η πιο μακρινή απόσταση που μπορούμε να δούμε είναι η απόσταση που μπορεί να διανύσει το φως στα 14 δισεκατομμύρια χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη. Η απόσταση μεταξύ των πιο απομακρυσμένων ορατών αντικειμένων από εμάς είναι περίπου 431026 m. καθορίζει την παρατηρήσιμη περιοχή του Σύμπαντος, που ονομάζεται όγκος Hubble, ή τον όγκο του κοσμικού ορίζοντα, ή απλά το Σύμπαν. Τα σύμπαντα των διδύμων μας είναι σφαίρες ίδιου μεγέθους με κέντρα στους πλανήτες τους. Αυτό είναι το απλούστερο παράδειγμα παράλληλων συμπάντων, καθένα από τα οποία είναι μόνο ένα μικρό μέρος του υπερσύμπαντος.
Ο ίδιος ο ορισμός του «σύμπαν» υποδηλώνει ότι θα παραμείνει για πάντα στο πεδίο της μεταφυσικής. Ωστόσο, το όριο μεταξύ φυσικής και μεταφυσικής καθορίζεται από τη δυνατότητα πειραματικού ελέγχου των θεωριών και όχι από την ύπαρξη μη παρατηρήσιμων αντικειμένων. Τα όρια της φυσικής διευρύνονται συνεχώς, συμπεριλαμβανομένων ολοένα και πιο αφηρημένων (και προηγουμένως μεταφυσικών) ιδεών, για παράδειγμα, για μια σφαιρική Γη, αόρατα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, διαστολή χρόνου σε υψηλές ταχύτητες, υπέρθεση κβαντικών καταστάσεων, καμπυλότητα του χώρου και μαύρες τρύπες. Τα τελευταία χρόνια, η ιδέα ενός υπερσύμπαντος έχει προστεθεί σε αυτή τη λίστα. Βασίζεται σε αποδεδειγμένες θεωρίες - κβαντική μηχανική και σχετικότητα - και πληροί και τα δύο βασικά κριτήρια της εμπειρικής επιστήμης: προβλέψιμη και παραποιήσιμη. Οι επιστήμονες θεωρούν τέσσερις τύπους παράλληλων συμπάντων. Το κύριο ερώτημα δεν είναι αν υπάρχει ένα υπερσύμπαν, αλλά πόσα επίπεδα μπορεί να έχει.
Επίπεδο Ι
Πέρα από τον κοσμικό μας ορίζοντα
Τα παράλληλα σύμπαντα των ομολόγων μας αποτελούν το πρώτο επίπεδο του υπερσύμπαντος. Αυτός είναι ο λιγότερο αμφιλεγόμενος τύπος. Όλοι αναγνωρίζουμε την ύπαρξη πραγμάτων που δεν μπορούμε να δούμε, αλλά θα μπορούσαμε να τα δούμε μεταβαίνοντας σε άλλο μέρος ή απλά περιμένοντας, καθώς περιμένουμε να εμφανιστεί ένα πλοίο στον ορίζοντα. Τα αντικείμενα που βρίσκονται πέρα από τον κοσμικό μας ορίζοντα έχουν παρόμοια κατάσταση. Το μέγεθος της παρατηρήσιμης περιοχής του Σύμπαντος αυξάνεται κατά ένα έτος φωτός κάθε χρόνο, καθώς το φως που εκπέμπεται από όλο και πιο μακρινές περιοχές φτάνει σε εμάς, πέρα από το οποίο βρίσκεται ένα άπειρο που δεν έχει ακόμη φανεί. Πιθανότατα θα πεθάνουμε πολύ προτού οι συνάδελφοί μας έρθουν σε εμβέλεια παρατήρησης, αλλά αν βοηθήσει η διαστολή του σύμπαντος, οι απόγονοί μας μπορεί να είναι σε θέση να τους δουν με αρκετά ισχυρά τηλεσκόπια.
Το Επίπεδο Ι του υπερσύμπαντος φαίνεται προφανές. Πώς μπορεί ο χώρος να μην είναι άπειρος; Υπάρχει κάπου πινακίδα που λέει «Προσοχή! Το τέλος του διαστήματος»; Αν υπάρχει ένα τέλος στο διάστημα, τι είναι πέρα από αυτό; Ωστόσο, η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν έθεσε αυτή τη διαίσθηση υπό αμφισβήτηση. Ένας χώρος μπορεί να είναι πεπερασμένος εάν έχει θετική καμπυλότητα ή ασυνήθιστη τοπολογία. Ένα σφαιρικό, σπειροειδές ή «κουλούρι» σύμπαν μπορεί να έχει πεπερασμένο όγκο χωρίς όρια. Η κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου καθιστά δυνατό τον έλεγχο της ύπαρξης τέτοιων δομών. Ωστόσο, τα γεγονότα εξακολουθούν να μιλούν εναντίον τους. Τα δεδομένα αντιστοιχούν στο μοντέλο ενός άπειρου σύμπαντος και όλες οι άλλες επιλογές υπόκεινται σε αυστηρούς περιορισμούς.
Μια άλλη επιλογή είναι η εξής: ο χώρος είναι άπειρος, αλλά η ύλη συγκεντρώνεται σε μια περιορισμένη περιοχή γύρω μας. Σε μια εκδοχή του άλλοτε δημοφιλούς μοντέλου «νησιωτικού σύμπαντος», είναι αποδεκτό ότι σε μεγάλες κλίμακες η ύλη σπανίζεται και έχει δομή φράκταλ. Και στις δύο περιπτώσεις, σχεδόν όλα τα σύμπαντα σε ένα υπερσύμπαν Επιπέδου Ι θα πρέπει να είναι άδεια και άψυχα. Πρόσφατες μελέτες της τρισδιάστατης κατανομής των γαλαξιών και της ακτινοβολίας υποβάθρου έχουν δείξει ότι η κατανομή της ύλης τείνει να είναι ομοιόμορφη σε μεγάλες κλίμακες και δεν σχηματίζει δομές μεγαλύτερες από 1024 m. Εάν αυτή η τάση συνεχιστεί, τότε ο χώρος πέρα από Το παρατηρήσιμο Σύμπαν θα πρέπει να είναι γεμάτο με γαλαξίες, αστέρια και πλανήτες.
Για τους παρατηρητές σε παράλληλα σύμπαντα του πρώτου επιπέδου, ισχύουν οι ίδιοι νόμοι της φυσικής με εμάς, αλλά υπό διαφορετικές συνθήκες εκκίνησης. Σύμφωνα με σύγχρονες θεωρίες, οι διεργασίες που συνέβησαν κατά τα αρχικά στάδια της Μεγάλης Έκρηξης σκόρπισαν τυχαία την ύλη, έτσι ώστε να υπήρχε πιθανότητα εμφάνισης οποιωνδήποτε δομών.
Οι κοσμολόγοι δέχονται ότι το Σύμπαν μας, με σχεδόν ομοιόμορφη κατανομή της ύλης και αρχικές διακυμάνσεις της πυκνότητας της τάξης του 1/105, είναι πολύ τυπικό (τουλάχιστον μεταξύ εκείνων στα οποία υπάρχουν παρατηρητές). Οι εκτιμήσεις που βασίζονται σε αυτήν την υπόθεση δείχνουν ότι το πλησιέστερο ακριβές αντίγραφό σας βρίσκεται σε απόσταση 10 έως την ισχύ των 1028 m. Σε απόσταση 10 έως την ισχύ των 1092 m θα πρέπει να υπάρχει μια σφαίρα με ακτίνα 100 ετών φωτός, πανομοιότυπο με αυτό στο κέντρο του οποίου βρισκόμαστε. έτσι ώστε όλα όσα βλέπουμε τον επόμενο αιώνα να τα δουν και οι αντίστοιχοι εκεί. Σε απόσταση περίπου 10 έως την ισχύ των 10118 m από εμάς, θα πρέπει να υπάρχει ένας όγκος Hubble πανομοιότυπος με τον δικό μας. Αυτές οι εκτιμήσεις προκύπτουν από τον υπολογισμό του πιθανού αριθμού κβαντικών καταστάσεων που μπορεί να έχει ο όγκος του Hubble εάν η θερμοκρασία του δεν υπερβαίνει τους 108 K. Ο αριθμός των καταστάσεων μπορεί να εκτιμηθεί με την ερώτηση: πόσα πρωτόνια μπορεί να φιλοξενήσει ο όγκος Hubble σε αυτή τη θερμοκρασία ? Η απάντηση είναι 10118. Ωστόσο, κάθε πρωτόνιο μπορεί είτε να υπάρχει είτε να απουσιάζει, δίνοντας 2 στην ισχύ του 10118 πιθανές διαμορφώσεις. Ένα «κουτί» που περιέχει τόσους τόμους Hubble καλύπτει όλες τις πιθανότητες. Το μέγεθός του είναι 10 στη δύναμη των 10118 μ. Πέρα από αυτό, τα σύμπαντα, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας, πρέπει να επαναληφθούν. Περίπου τα ίδια στοιχεία μπορούν να ληφθούν με βάση θερμοδυναμικές ή κβαντοβαρυτικές εκτιμήσεις του συνολικού περιεχομένου πληροφοριών του Σύμπαντος.
Ωστόσο, το πιο κοντινό μας δίδυμο είναι πιθανότατα πιο κοντά μας από ό,τι υποδηλώνουν αυτές οι εκτιμήσεις, καθώς η διαδικασία σχηματισμού πλανητών και η εξέλιξη της ζωής ευνοεί αυτό. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ο όγκος μας στο Hubble περιέχει τουλάχιστον 1.020 κατοικήσιμους πλανήτες, μερικοί από τους οποίους μπορεί να είναι παρόμοιοι με τη Γη.
Στη σύγχρονη κοσμολογία, η έννοια ενός υπερσύμπαντος επιπέδου Ι χρησιμοποιείται ευρέως για τη δοκιμή θεωριών. Ας δούμε πώς οι κοσμολόγοι χρησιμοποιούν την κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων υποβάθρου για να απορρίψουν το μοντέλο της πεπερασμένης σφαιρικής γεωμετρίας. Ζεστά και κρύα «σημεία» στους χάρτες CMB έχουν χαρακτηριστικό μέγεθος, ανάλογα με την καμπυλότητα του χώρου. Έτσι, το μέγεθος των παρατηρούμενων κηλίδων είναι πολύ μικρό για να είναι συνεπές με τη σφαιρική γεωμετρία. Το μέσο μέγεθός τους ποικίλλει τυχαία από τον έναν όγκο του Hubble στον άλλο, επομένως είναι πιθανό το Σύμπαν μας να είναι σφαιρικό, αλλά να έχει ασυνήθιστα μικρές κηλίδες. Όταν οι κοσμολόγοι λένε ότι αποκλείουν το σφαιρικό μοντέλο στο επίπεδο εμπιστοσύνης 99,9%, εννοούν ότι εάν το μοντέλο είναι σωστό, τότε λιγότεροι από έναν όγκο Hubble στους χίλιους θα έχουν κηλίδες τόσο μικρές όσο αυτές που παρατηρούνται. Από αυτό προκύπτει ότι η θεωρία του υπερσύμπαντος είναι ελεγχόμενη και μπορεί να απορριφθεί, αν και δεν μπορούμε να δούμε άλλα σύμπαντα. Το κλειδί είναι να προβλέψουμε ποιο είναι το σύνολο των παράλληλων συμπάντων και να βρούμε την κατανομή πιθανοτήτων ή αυτό που οι μαθηματικοί αποκαλούν μέτρο του συνόλου. Το Σύμπαν μας πρέπει να είναι ένα από τα πιο πιθανά. Εάν όχι, εάν στο πλαίσιο της θεωρίας του υπερσύμπαντος το Σύμπαν μας αποδειχθεί απίθανο, τότε αυτή η θεωρία θα συναντήσει δυσκολίες. Όπως θα δούμε στη συνέχεια, το πρόβλημα του μέτρου μπορεί να γίνει αρκετά οξύ.
Επίπεδο II
Άλλοι μεταπληθωριστικοί τομείς
Αν ήταν δύσκολο για εσάς να φανταστείτε ένα υπερσύμπαν επιπέδου Ι, τότε προσπαθήστε να φανταστείτε έναν άπειρο αριθμό τέτοιων υπερσύμπανων, μερικά από τα οποία έχουν διαφορετική διάσταση χωροχρόνου και χαρακτηρίζονται από διαφορετικές φυσικές σταθερές. Μαζί αποτελούν το υπερσύμπαν Επιπέδου ΙΙ που προβλέπεται από τη θεωρία του χαοτικού αιώνιου πληθωρισμού.
Η θεωρία του πληθωρισμού είναι μια γενίκευση της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης που εξαλείφει τις αδυναμίες της τελευταίας, όπως η αδυναμία της να εξηγήσει γιατί το Σύμπαν είναι τόσο μεγάλο, ομοιογενές και επίπεδο. Η ταχεία διαστολή του διαστήματος στην αρχαιότητα καθιστά δυνατή την εξήγηση αυτών και πολλών άλλων ιδιοτήτων του Σύμπαντος. Ένα τέτοιο τέντωμα προβλέπεται από μια ευρεία κατηγορία σωματιδιακών θεωριών και όλα τα διαθέσιμα στοιχεία το υποστηρίζουν. Η έκφραση «χαοτικό διαρκές» σε σχέση με τον πληθωρισμό υποδηλώνει τι συμβαίνει σε μεγαλύτερη κλίμακα. Γενικά, ο χώρος τεντώνεται συνεχώς, αλλά σε ορισμένες περιοχές η επέκταση σταματά και προκύπτουν ξεχωριστοί τομείς, όπως οι σταφίδες στη ζύμη που φουσκώνει. Ένας άπειρος αριθμός τέτοιων περιοχών εμφανίζεται και καθένας από αυτούς χρησιμεύει ως το έμβρυο ενός υπερσύμπαντος επιπέδου Ι, γεμάτο με ύλη που γεννιέται από την ενέργεια του πεδίου που προκαλεί τον πληθωρισμό.
Οι γειτονικοί τομείς είναι περισσότερο από άπειροι μακριά από εμάς, με την έννοια ότι δεν μπορούν να προσεγγιστούν ακόμη και αν κινούμαστε για πάντα με την ταχύτητα του φωτός, αφού ο χώρος μεταξύ του τομέα μας και των γειτονικών εκτείνεται πιο γρήγορα από ό,τι μπορούμε να κινηθούμε σε αυτό. Οι απόγονοί μας δεν θα δουν ποτέ τους αντίστοιχους επιπέδου ΙΙ. Και αν η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται, όπως δείχνουν οι παρατηρήσεις, τότε δεν θα δουν ποτέ τους ομολόγους τους ακόμη και στο επίπεδο Ι.
Το υπερσύμπαν Επιπέδου ΙΙ είναι πολύ πιο ποικιλόμορφο από το υπερσύμπαν Επιπέδου Ι. Οι τομείς διαφέρουν όχι μόνο στις αρχικές τους συνθήκες, αλλά και στις θεμελιώδεις ιδιότητές τους. Η επικρατούσα άποψη μεταξύ των φυσικών είναι ότι η διάσταση του χωροχρόνου, οι ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων και πολλών λεγόμενων. φυσικές σταθερέςδεν ενσωματώνονται σε φυσικούς νόμους, αλλά είναι το αποτέλεσμα διαδικασιών γνωστών ως σπάσιμο της συμμετρίας. Πιστεύεται ότι το διάστημα στο Σύμπαν μας κάποτε είχε εννέα ίσες διαστάσεις. Στην αρχή της κοσμικής ιστορίας, τρεις από αυτούς συμμετείχαν στη διαστολή και έγιναν οι τρεις διαστάσεις που χαρακτηρίζουν το Σύμπαν σήμερα. Τα υπόλοιπα έξι είναι πλέον μη ανιχνεύσιμα, είτε επειδή παραμένουν μικροσκοπικά, διατηρώντας μια δακτυλιοειδή τοπολογία, είτε επειδή όλη η ύλη συγκεντρώνεται σε μια τρισδιάστατη επιφάνεια (μεμβράνη ή απλά βράνη) σε εννιαδιάστατο χώρο. Έτσι, η αρχική συμμετρία των μετρήσεων έσπασε. Οι κβαντικές διακυμάνσεις που προκαλούν χαοτικό πληθωρισμό θα μπορούσαν να προκαλέσουν διαφορετικές παραβιάσεις συμμετρίας σε διαφορετικά σπήλαια. Μερικά θα μπορούσαν να γίνουν τετραδιάστατα. Άλλα περιέχουν μόνο δύο και όχι τρεις γενιές κουάρκ. και άλλοι ακόμα - να έχουμε μια ισχυρότερη κοσμολογική σταθερά από το Σύμπαν μας.
Ένας άλλος τρόπος εμφάνισης ενός υπερσύμπαντος επιπέδου ΙΙ μπορεί να αναπαρασταθεί ως ένας κύκλος γεννήσεων και καταστροφών συμπάντων. Στη δεκαετία του 1930 Ο φυσικός Richard C. Tolman πρότεινε αυτήν την ιδέα και πρόσφατα ο Paul J. Steinhardt του Πανεπιστημίου του Πρίνστον και ο Neil Turok του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ επεκτείνονταν σε αυτήν. Το μοντέλο των Steinhardt και Turok οραματίζεται μια δεύτερη τρισδιάστατη βράνη, τέλεια παράλληλη με τη δική μας και μετατοπισμένη μόνο σε σχέση με αυτήν σε διάσταση υψηλότερης τάξης. Αυτό το παράλληλο σύμπαν δεν μπορεί να θεωρηθεί ξεχωριστό, αφού αλληλεπιδρά με το δικό μας. Ωστόσο, το σύνολο των συμπάντων - του παρελθόντος, του παρόντος και του μέλλοντος - που σχηματίζουν αυτές οι βράνες αντιπροσωπεύει ένα υπερσύμπαν με ποικιλομορφία που προφανώς πλησιάζει εκείνη που προκύπτει από τον χαοτικό πληθωρισμό. Μια άλλη υπόθεση για ένα υπερσύμπαν προτάθηκε από τον φυσικό Lee Smolin από το Perimeter Institute στο Waterloo (Οντάριο, Καναδάς). Το υπερσύμπαν του είναι κοντά στο Επίπεδο ΙΙ σε ποικιλομορφία, αλλά μεταλλάσσεται και δημιουργεί νέα σύμπαντα μέσω μαύρων τρυπών και όχι βράνων.
Αν και δεν μπορούμε να αλληλεπιδράσουμε με παράλληλα σύμπαντα Επιπέδου ΙΙ, οι κοσμολόγοι κρίνουν την ύπαρξή τους με έμμεσες αποδείξεις, αφού μπορεί να είναι η αιτία περίεργων συμπτώσεων στο Σύμπαν μας. Για παράδειγμα, ένα ξενοδοχείο σας δίνει τον αριθμό δωματίου 1967 και σημειώνετε ότι γεννηθήκατε το 1967. «Τι σύμπτωση», λέτε. Ωστόσο, μετά από σκέψη, καταλήγετε στο συμπέρασμα ότι αυτό δεν προκαλεί έκπληξη. Υπάρχουν εκατοντάδες δωμάτια σε ένα ξενοδοχείο και δεν θα το σκεφτόσασταν δύο φορές αν σας πρόσφεραν ένα δωμάτιο που δεν σήμαινε τίποτα για εσάς. Εάν δεν γνωρίζατε τίποτα για τα ξενοδοχεία, για να εξηγήσετε αυτή τη σύμπτωση, θα μπορούσατε να υποθέσετε ότι υπήρχαν άλλα δωμάτια στο ξενοδοχείο.
Ως πιο κοντινό παράδειγμα, εξετάστε τη μάζα του Ήλιου. Όπως είναι γνωστό, η φωτεινότητα ενός άστρου καθορίζεται από τη μάζα του. Χρησιμοποιώντας τους νόμους της φυσικής, μπορούμε να υπολογίσουμε ότι η ζωή στη Γη μπορεί να υπάρξει μόνο εάν η μάζα του Ήλιου βρίσκεται στην περιοχή: από 1,6x1030 έως 2,4x1030 kg. Διαφορετικά, το κλίμα της Γης θα ήταν ψυχρότερο από τον Άρη ή θερμότερο από την Αφροδίτη. Οι μετρήσεις της μάζας του Ήλιου έδωσαν τιμή 2,0x1030 kg. Με την πρώτη ματιά, η ηλιακή μάζα που εμπίπτει στο εύρος τιμών που υποστηρίζει τη ζωή στη Γη είναι τυχαία.
Οι μάζες των αστεριών καταλαμβάνουν το εύρος από 1029 έως 1032 kg. Αν ο Ήλιος αποκτούσε τη μάζα του τυχαία, τότε η πιθανότητα να πέσει ακριβώς στο βέλτιστο διάστημα για τη βιόσφαιρά μας θα ήταν εξαιρετικά μικρή.
Η φαινομενική σύμπτωση μπορεί να εξηγηθεί υποθέτοντας την ύπαρξη ενός συνόλου (σε αυτή την περίπτωση, πολλών πλανητικών συστημάτων) και ενός παράγοντα επιλογής (ο πλανήτης μας πρέπει να είναι κατάλληλος για ζωή). Τέτοια κριτήρια επιλογής που σχετίζονται με παρατηρητές ονομάζονται ανθρωπικά. και παρόλο που η αναφορά τους προκαλεί συνήθως διαμάχη, οι περισσότεροι φυσικοί συμφωνούν ότι αυτά τα κριτήρια δεν μπορούν να παραβλεφθούν κατά την επιλογή θεμελιωδών θεωριών.
Τι σχέση έχουν όλα αυτά τα παραδείγματα με τα παράλληλα σύμπαντα; Αποδεικνύεται ότι μια μικρή αλλαγή στις φυσικές σταθερές που καθορίζονται από το σπάσιμο της συμμετρίας οδηγεί σε ένα ποιοτικά διαφορετικό σύμπαν - ένα στο οποίο δεν θα μπορούσαμε να υπάρχουμε. Εάν η μάζα ενός πρωτονίου ήταν μόλις 0,2% μεγαλύτερη, τα πρωτόνια θα διασπώνταν για να σχηματίσουν νετρόνια, καθιστώντας τα άτομα ασταθή. Εάν οι δυνάμεις ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης ήταν 4% πιο αδύναμες, το υδρογόνο και τα συνηθισμένα αστέρια δεν θα υπήρχαν. Εάν η ασθενής δύναμη ήταν ακόμη πιο αδύναμη, δεν θα υπήρχε υδρογόνο. και αν ήταν ισχυρότερο, οι σουπερνόβα δεν θα μπορούσαν να γεμίσουν τον διαστρικό χώρο με βαριά στοιχεία. Εάν η κοσμολογική σταθερά ήταν αισθητά μεγαλύτερη, το Σύμπαν θα διογκωνόταν απίστευτα πριν καν σχηματιστούν οι γαλαξίες.
Τα παραδείγματα που δίνονται μας επιτρέπουν να περιμένουμε την ύπαρξη παράλληλων συμπάντων με διαφορετικές τιμές φυσικών σταθερών. Η θεωρία του υπερσύμπαντος δεύτερου επιπέδου προβλέπει ότι οι φυσικοί δεν θα μπορέσουν ποτέ να συναγάγουν τις τιμές αυτών των σταθερών από θεμελιώδεις αρχές, αλλά θα μπορεί να υπολογίσει μόνο την κατανομή πιθανοτήτων διαφόρων συνόλων σταθερών στο σύνολο όλων των συμπάντων. Επιπλέον, το αποτέλεσμα πρέπει να συνάδει με την ύπαρξή μας σε ένα από αυτά.
Επίπεδο III
Κβαντικά πολλά σύμπαντα
Τα υπερσύμπαντα των επιπέδων I και II περιέχουν παράλληλα σύμπαντα που είναι εξαιρετικά μακριά από εμάς πέρα από τα όρια της αστρονομίας. Ωστόσο, το επόμενο επίπεδο του υπερσύμπαντος βρίσκεται ακριβώς γύρω μας. Προκύπτει από τη διάσημη και εξαιρετικά αμφιλεγόμενη ερμηνεία της κβαντικής μηχανικής - την ιδέα ότι οι τυχαίες κβαντικές διεργασίες προκαλούν το σύμπαν να "πολλαπλασιάζεται" σε πολλά αντίγραφα του εαυτού του - ένα για κάθε πιθανό αποτέλεσμα της διαδικασίας.
Στις αρχές του εικοστού αιώνα. Η κβαντομηχανική εξήγησε τη φύση του ατομικού κόσμου, ο οποίος δεν υπάκουε στους νόμους της κλασικής Νευτώνειας μηχανικής. Παρά τις προφανείς επιτυχίες, υπήρξαν έντονες συζητήσεις μεταξύ των φυσικών για το ποιο ήταν το πραγματικό νόημα της νέας θεωρίας. Ορίζει την κατάσταση του Σύμπαντος όχι με όρους κλασικής μηχανικής, όπως οι θέσεις και οι ταχύτητες όλων των σωματιδίων, αλλά μέσω ενός μαθηματικού αντικειμένου που ονομάζεται κυματική συνάρτηση. Σύμφωνα με την εξίσωση του Schrödinger, αυτή η κατάσταση αλλάζει με την πάροδο του χρόνου με τρόπο που οι μαθηματικοί αποκαλούν «μοναδική». Σημαίνει ότι η κυματική συνάρτηση περιστρέφεται σε έναν αφηρημένο χώρο άπειρων διαστάσεων που ονομάζεται χώρος Hilbert. Αν και η κβαντομηχανική ορίζεται συχνά ως θεμελιωδώς τυχαία και αβέβαιη, η κυματική συνάρτηση εξελίσσεται με αρκετά ντετερμινιστικό τρόπο. Δεν υπάρχει τίποτα τυχαίο ή αβέβαιο σε αυτό.
Το πιο δύσκολο κομμάτι είναι να συσχετίσουμε την κυματική συνάρτηση με αυτό που παρατηρούμε. Πολλές έγκυρες συναρτήσεις κυμάτων αντιστοιχούν σε αφύσικες καταστάσεις, όπως όταν μια γάτα είναι νεκρή και ζωντανή ταυτόχρονα, σε αυτό που ονομάζεται υπέρθεση. Στη δεκαετία του 20 ΧΧ αιώνα Οι φυσικοί ξεπέρασαν αυτό το παράξενο υποθέτοντας ότι η κυματική συνάρτηση καταρρέει σε κάποιο συγκεκριμένο κλασικό αποτέλεσμα όταν κάποιος κάνει μια παρατήρηση. Αυτή η προσθήκη κατέστησε δυνατή την εξήγηση των παρατηρήσεων, αλλά μετέτρεψε μια κομψή ενιαία θεωρία σε ατημέλητη και μη ενιαία. Η θεμελιώδης τυχαιότητα που συνήθως αποδίδεται στην κβαντομηχανική είναι συνέπεια αυτού ακριβώς του αξιώματος.
Με την πάροδο του χρόνου, οι φυσικοί εγκατέλειψαν αυτή την άποψη υπέρ μιας άλλης, που προτάθηκε το 1957 από τον απόφοιτο του Πανεπιστημίου Πρίνστον Χιου Έβερετ Γ'. Έδειξε ότι είναι δυνατό να γίνει χωρίς το αξίωμα της κατάρρευσης. Η καθαρή κβαντική θεωρία δεν επιβάλλει περιορισμούς. Αν και προβλέπει ότι μια κλασική πραγματικότητα διασπάται σταδιακά σε μια υπέρθεση πολλών τέτοιων πραγματικοτήτων, ο παρατηρητής αντιλαμβάνεται υποκειμενικά αυτή τη διάσπαση ως απλώς μια ελαφρά τυχαιότητα με κατανομή πιθανότητας που ταιριάζει ακριβώς με αυτή που δίνεται από το παλιό αξίωμα κατάρρευσης. Αυτή η υπέρθεση των κλασικών συμπάντων είναι το υπερσύμπαν Επιπέδου III.
Για περισσότερα από σαράντα χρόνια, αυτή η ερμηνεία μπέρδεψε τους επιστήμονες. Ωστόσο, η φυσική θεωρία είναι πιο κατανοητή συγκρίνοντας δύο απόψεις: την εξωτερική, από τη θέση ενός φυσικού που μελετά μαθηματικές εξισώσεις(όπως ένα πουλί που κοιτάζει το τοπίο από το ύψος της πτήσης του). και εσωτερικό, από τη θέση ενός παρατηρητή (ας τον πούμε βάτραχο) που ζει στο τοπίο που παρατηρεί το πουλί.
Από τη σκοπιά του πουλιού, το υπερσύμπαν Επιπέδου III είναι απλό. Υπάρχει μόνο μία κυματική συνάρτηση που εξελίσσεται ομαλά στο χρόνο χωρίς διάσπαση ή παραλληλισμό. Ο αφηρημένος κβαντικός κόσμος, που περιγράφεται από την εξελισσόμενη κυματική συνάρτηση, περιέχει έναν τεράστιο αριθμό συνεχόμενων σχιστών και συγχωνευόμενων γραμμών παράλληλων κλασικές ιστορίες, καθώς και μια σειρά από κβαντικά φαινόμενα που δεν μπορούν να περιγραφούν στο πλαίσιο των κλασικών εννοιών. Αλλά από τη σκοπιά του βατράχου, μόνο ένα μικρό μέρος αυτής της πραγματικότητας μπορεί να φανεί. Μπορεί να δει το σύμπαν Επιπέδου Ι, αλλά η διαδικασία της αποσυνοχής, παρόμοια με την κατάρρευση της κυματικής συνάρτησης, αλλά με τη διατήρηση της ενότητας, δεν της επιτρέπει να δει παράλληλα αντίγραφα του εαυτού της στο Επίπεδο III.
Όταν τίθεται σε έναν παρατηρητή μια ερώτηση στην οποία πρέπει να απαντήσει γρήγορα, το κβαντικό αποτέλεσμα στον εγκέφαλό του οδηγεί σε μια υπέρθεση αποφάσεων όπως αυτή: «συνεχίστε να διαβάζετε το άρθρο» και «σταμάτα να διαβάζεις το άρθρο». Από τη σκοπιά του πουλιού, η πράξη λήψης μιας απόφασης αναγκάζει το άτομο να πολλαπλασιαστεί σε αντίγραφα, μερικά από τα οποία συνεχίζουν να διαβάζουν, ενώ άλλα σταματούν να διαβάζουν. Ωστόσο, από εσωτερική σκοπιά, κανένας από τους διπλούς δεν γνωρίζει την ύπαρξη των άλλων και αντιλαμβάνεται τη διάσπαση απλώς ως μια μικρή αβεβαιότητα, κάποια πιθανότητα συνέχισης ή διακοπής της ανάγνωσης.
Ανεξάρτητα από το πόσο παράξενο μπορεί να φαίνεται, ακριβώς η ίδια κατάσταση προκύπτει ακόμη και στο υπερσύμπαν Επιπέδου I. Προφανώς, αποφασίσατε να συνεχίσετε να διαβάζετε, αλλά ένας από τους ομολόγους σας σε έναν μακρινό γαλαξία άφησε το περιοδικό κάτω μετά την πρώτη παράγραφο. Τα επίπεδα I και III διαφέρουν μόνο ως προς το πού βρίσκονται οι αντίστοιχοί σας. Στο επίπεδο I ζουν κάπου μακριά, στον παλιό καλό τρισδιάστατο χώρο, και στο επίπεδο III ζουν σε έναν άλλο κβαντικό κλάδο του απεριόριστου διαστάσεων χώρου Hilbert.
Η ύπαρξη του επιπέδου III είναι δυνατή μόνο υπό την προϋπόθεση ότι η εξέλιξη της κυματικής συνάρτησης στο χρόνο είναι μοναδιαία. Μέχρι στιγμής, τα πειράματα δεν έχουν αποκαλύψει τις αποκλίσεις του από την ενότητα. ΣΕ τις τελευταίες δεκαετίεςΈχει επιβεβαιωθεί για όλα τα μεγαλύτερα συστήματα, συμπεριλαμβανομένου του φουλερενίου C60 και των οπτικών ινών μήκους χιλιομέτρων. Θεωρητικά, η υπόθεση της ενότητας υποστηρίχθηκε από την ανακάλυψη παραβίασης της συνοχής. Ορισμένοι θεωρητικοί που εργάζονται στο πεδίο της κβαντικής βαρύτητας το αμφισβητούν. Συγκεκριμένα, θεωρείται ότι η εξάτμιση των μαύρων τρυπών μπορεί να καταστρέψει πληροφορίες, κάτι που δεν είναι μια ενιαία διαδικασία. Ωστόσο, οι πρόσφατες εξελίξεις στη θεωρία χορδών υποδηλώνουν ότι ακόμη και η κβαντική βαρύτητα είναι ενιαία.
Αν είναι έτσι, τότε οι μαύρες τρύπες δεν καταστρέφουν πληροφορίες, αλλά απλώς τις μεταφέρουν κάπου. Εάν η φυσική είναι ενιαία, η τυπική εικόνα της επίδρασης των κβαντικών διακυμάνσεων στα πρώτα στάδια της Μεγάλης Έκρηξης πρέπει να τροποποιηθεί. Αυτές οι διακυμάνσεις δεν καθορίζουν τυχαία την υπέρθεση όλων των πιθανών αρχικών συνθηκών που συνυπάρχουν ταυτόχρονα. Σε αυτή την περίπτωση, η παραβίαση της συνοχής προκαλεί τις αρχικές συνθήκες να συμπεριφέρονται με κλασικό τρόπο σε διάφορους κβαντικούς κλάδους. Το βασικό σημείο είναι ότι η κατανομή των αποτελεσμάτων σε διαφορετικούς κβαντικούς κλάδους ενός όγκου Hubble (επίπεδο III) είναι πανομοιότυπη με την κατανομή των αποτελεσμάτων σε διαφορετικούς όγκους Hubble ενός κβαντικού κλάδου (επίπεδο I). Αυτή η ιδιότητα των κβαντικών διακυμάνσεων είναι γνωστή στη στατιστική μηχανική ως εργοδικότητα.
Το ίδιο σκεπτικό ισχύει και για το Επίπεδο II. Η διαδικασία διακοπής της συμμετρίας δεν οδηγεί σε ένα μοναδικό αποτέλεσμα, αλλά σε μια υπέρθεση όλων των αποτελεσμάτων, τα οποία γρήγορα αποκλίνουν κατά μήκος των χωριστών μονοπατιών τους. Έτσι, εάν φυσικές σταθερές, η διάσταση του χωροχρόνου κ.λπ. μπορεί να διαφέρουν σε παράλληλους κβαντικούς κλάδους στο επίπεδο III, τότε θα διαφέρουν επίσης σε παράλληλα σύμπαντα στο επίπεδο II.
Με άλλα λόγια, ένα υπερσύμπαν επιπέδου III δεν προσθέτει τίποτα καινούργιο σε αυτό που υπάρχει στα επίπεδα I και II, μόνο περισσότερα αντίγραφα των ίδιων συμπάντων - οι ίδιες ιστορικές γραμμές αναπτύσσονται ξανά και ξανά σε διαφορετικούς κβαντικούς κλάδους. Η έντονη συζήτηση γύρω από τη θεωρία του Έβερετ φαίνεται να υποχωρεί σύντομα από την ανακάλυψη των εξίσου μεγαλειωδών αλλά λιγότερο αμφιλεγόμενων υπερσυμπάντων των Επιπέδων Ι και ΙΙ.
Οι εφαρμογές αυτών των ιδεών είναι βαθιές. Για παράδειγμα, αυτό το ερώτημα: ο αριθμός των συμπάντων αυξάνεται εκθετικά με την πάροδο του χρόνου; Η απάντηση είναι απροσδόκητη: όχι. Από την άποψη του πουλιού, υπάρχει μόνο ένα κβαντικό σύμπαν. Ποιος είναι ο αριθμός των χωριστών συμπάντων αυτή τη στιγμήγια έναν βάτραχο; Αυτός είναι ο αριθμός των αισθητά διαφορετικών τόμων Hubble. Οι διαφορές μπορεί να είναι μικρές: φανταστείτε πλανήτες να κινούνται προς διαφορετικές κατευθύνσεις, φανταστείτε τον εαυτό σας παντρεμένο με κάποιον άλλο κ.λπ. Σε κβαντικό επίπεδο, υπάρχουν 10 σύμπαντα στη δύναμη 10118 με θερμοκρασία όχι μεγαλύτερη από 108 Κ. Ο αριθμός είναι γιγαντιαίος, αλλά πεπερασμένος.
Για έναν βάτραχο, η εξέλιξη της κυματικής συνάρτησης αντιστοιχεί σε μια άπειρη κίνηση από μια από αυτές τις 10 στην ισχύ των 10118 καταστάσεων σε μια άλλη. Τώρα βρίσκεστε στο Σύμπαν Α, όπου διαβάζετε αυτήν την πρόταση. Και τώρα βρίσκεστε ήδη στο σύμπαν Β, όπου διαβάζετε την επόμενη πρόταση. Με άλλα λόγια, υπάρχει ένας παρατηρητής στο Β που είναι πανομοιότυπος με τον παρατηρητή στο σύμπαν Α, με τη μόνη διαφορά ότι έχει επιπλέον μνήμες. Κάθε στιγμή υπάρχουν όλες οι πιθανές καταστάσεις, έτσι ώστε το πέρασμα του χρόνου να μπορεί να συμβεί μπροστά στα μάτια του παρατηρητή. Αυτή η ιδέα εκφράστηκε στο μυθιστόρημά του επιστημονικής φαντασίας "Permutation City" (1994) από τον συγγραφέα Greg Egan και αναπτύχθηκε από τον φυσικό David Deutsch από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, τον ανεξάρτητο φυσικό Julian Barbour και άλλους. Βλέπουμε ότι η ιδέα ενός υπερσύμπαντος μπορεί να παίξει βασικό ρόλο στην κατανόηση της φύσης του χρόνου.
Επίπεδο IV
Άλλες μαθηματικές δομέςμικρό
Οι αρχικές συνθήκες και οι φυσικές σταθερές στα υπερσύμπαντα των επιπέδων I, II και III μπορεί να διαφέρουν, αλλά οι θεμελιώδεις νόμοι της φυσικής είναι οι ίδιοι. Γιατί σταματήσαμε εδώ; Γιατί οι ίδιοι οι φυσικοί νόμοι δεν μπορούν να διαφέρουν; Τι γίνεται με ένα σύμπαν που υπακούει στους κλασικούς νόμους χωρίς σχετικιστικά αποτελέσματα; Τι γίνεται με τον χρόνο που κινείται σε διακριτά βήματα, όπως σε έναν υπολογιστή;
Τι γίνεται με το σύμπαν ως κενό δωδεκάεδρο; Σε ένα υπερσύμπαν Επιπέδου IV, υπάρχουν όλες αυτές οι εναλλακτικές λύσεις.
Το γεγονός ότι ένα τέτοιο υπερσύμπαν δεν είναι παράλογο αποδεικνύεται από την αντιστοιχία του κόσμου της αφηρημένης συλλογιστικής με τον πραγματικό μας κόσμο. Εξισώσεις και άλλες μαθηματικές έννοιες και δομές - αριθμοί, διανύσματα, γεωμετρικά αντικείμενα - περιγράφουν την πραγματικότητα με εκπληκτική αληθοφάνεια. Αντίστροφα, αντιλαμβανόμαστε τις μαθηματικές δομές ως πραγματικές. Ναι, πληρούν το θεμελιώδες κριτήριο της πραγματικότητας: είναι τα ίδια για όλους όσους τα μελετούν. Το θεώρημα θα ισχύει ανεξάρτητα από το ποιος το απέδειξε - ένα άτομο, ένας υπολογιστής ή ένα έξυπνο δελφίνι. Άλλοι περίεργοι πολιτισμοί θα βρουν τις ίδιες μαθηματικές δομές που γνωρίζουμε. Επομένως, οι μαθηματικοί λένε ότι δεν δημιουργούν, αλλά μάλλον ανακαλύπτουν μαθηματικά αντικείμενα.
Υπάρχουν δύο λογικά, αλλά εκ διαμέτρου αντίθετα παραδείγματα της σχέσης μεταξύ μαθηματικών και φυσικής, που προέκυψαν στην αρχαιότητα. Σύμφωνα με το παράδειγμα του Αριστοτέλη, η φυσική πραγματικότητα είναι πρωταρχική και η μαθηματική γλώσσα είναι μόνο μια βολική προσέγγιση. Στο πλαίσιο του παραδείγματος του Πλάτωνα, οι μαθηματικές δομές είναι πραγματικά πραγματικές και οι παρατηρητές τις αντιλαμβάνονται ατελώς. Με άλλα λόγια, αυτά τα παραδείγματα διαφέρουν στην κατανόησή τους για το τι είναι πρωταρχικό - την οπτική γωνία του βατράχου του παρατηρητή (παράδειγμα του Αριστοτέλη) ή την άποψη του πουλιού από τα ύψη των νόμων της φυσικής (άποψη Πλάτωνα).
Το παράδειγμα του Αριστοτέλη είναι το πώς αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο παιδική ηλικία, πολύ πριν ακούσουμε για πρώτη φορά για τα μαθηματικά. Η άποψη του Πλάτωνα είναι αυτή της επίκτητης γνώσης. Οι σύγχρονοι θεωρητικοί φυσικοί τείνουν προς αυτό, υποδηλώνοντας ότι τα μαθηματικά περιγράφουν καλά το Σύμπαν ακριβώς επειδή το Σύμπαν είναι μαθηματικής φύσης. Τότε όλη η φυσική καταλήγει στην επίλυση ενός μαθηματικού προβλήματος και ένας απείρως έξυπνος μαθηματικός μπορεί μόνο, βάσει θεμελιωδών νόμων, να υπολογίσει την εικόνα του κόσμου στο επίπεδο ενός βατράχου, δηλ. υπολογίστε τι παρατηρητές υπάρχουν στο Σύμπαν, τι αντιλαμβάνονται και ποιες γλώσσες έχουν εφεύρει για να μεταφέρουν τις αντιλήψεις τους.
Η μαθηματική δομή είναι μια αφαίρεση, μια αμετάβλητη οντότητα πέρα από το χρόνο και τον χώρο. Αν η ιστορία ήταν ταινία, τότε η μαθηματική δομή θα αντιστοιχούσε όχι σε ένα καρέ, αλλά στο σύνολο της ταινίας. Ας πάρουμε για παράδειγμα έναν κόσμο που αποτελείται από σωματίδια μηδενικού μεγέθους κατανεμημένα σε τρισδιάστατο χώρο. Από τη σκοπιά του πουλιού, στον τετραδιάστατο χωροχρόνο, οι τροχιές των σωματιδίων είναι «μακαρόνια». Εάν ένας βάτραχος δει σωματίδια να κινούνται με σταθερές ταχύτητες, τότε ένα πουλί βλέπει ένα μάτσο ίσια, άψητα μακαρόνια. Εάν ένας βάτραχος δει δύο σωματίδια να περιστρέφονται σε τροχιές, τότε ένα πουλί βλέπει δύο «μακαρόνια» στριμμένα σε διπλή έλικα. Για έναν βάτραχο, ο κόσμος περιγράφεται από τους νόμους της κίνησης και της βαρύτητας του Νεύτωνα· για ένα πουλί, ο κόσμος περιγράφεται από τη γεωμετρία «μακαρονιών», δηλ. μαθηματική δομή. Για αυτήν, ο ίδιος ο βάτραχος είναι μια παχιά σφαίρα από αυτά, η περίπλοκη συνένωση της οποίας αντιστοιχεί σε μια ομάδα σωματιδίων που αποθηκεύουν και επεξεργάζονται πληροφορίες. Ο κόσμος μας είναι πιο περίπλοκος από το παράδειγμα που εξετάστηκε και οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν σε ποια μαθηματική δομή αντιστοιχεί.
Το παράδειγμα του Πλάτωνα περιέχει το ερώτημα: γιατί ο κόσμος μας είναι έτσι όπως είναι; Για τον Αριστοτέλη, αυτό είναι ένα ερώτημα χωρίς νόημα: ο κόσμος υπάρχει, και έτσι είναι! Αλλά οι οπαδοί του Πλάτωνα ενδιαφέρονται: θα μπορούσε ο κόσμος μας να είναι διαφορετικός; Εάν το Σύμπαν είναι ουσιαστικά μαθηματικό, τότε γιατί βασίζεται μόνο σε μία από τις πολλές μαθηματικές δομές; Φαίνεται ότι μια θεμελιώδης ασυμμετρία βρίσκεται στην ίδια την ουσία της φύσης Για να λύσω το παζλ, υπέθεσα ότι υπάρχει μαθηματική συμμετρία: ότι όλες οι μαθηματικές δομές πραγματοποιούνται φυσικά και καθεμία από αυτές αντιστοιχεί σε ένα παράλληλο σύμπαν. Τα στοιχεία αυτού του υπερσύμπαντος δεν βρίσκονται στον ίδιο χώρο, αλλά υπάρχουν εκτός χρόνου και χώρου. Οι περισσότεροι μάλλον δεν έχουν παρατηρητές. Η υπόθεση μπορεί να θεωρηθεί ως ακραίος πλατωνισμός, υποστηρίζοντας ότι οι μαθηματικές δομές του κόσμου των ιδεών του Πλάτωνα, ή το «νοητικό τοπίο» του μαθηματικού Rudy Rucker από το Πανεπιστήμιο του San Jose, υπάρχουν με φυσική έννοια. Αυτό είναι παρόμοιο με αυτό που ο κοσμολόγος John D. Barrow του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ αποκάλεσε το «p in the heavens», ο φιλόσοφος Robert Nozick του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ που περιέγραψε ως «αρχή της γονιμότητας» και ο φιλόσοφος David K. Lewis από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον ονόμασε «τροπική πραγματικότητα». .» Το Επίπεδο IV κλείνει την ιεραρχία των υπερσυμπάντων, αφού οποιαδήποτε αυτοσυνεπής φυσική θεωρία μπορεί να εκφραστεί με τη μορφή μιας ορισμένης μαθηματικής δομής.
Η υπόθεση του Υπερσύμπαντος Επιπέδου IV κάνει αρκετές ελεγχόμενες προβλέψεις. Όπως και στο επίπεδο II, περιλαμβάνει το σύνολο (σε αυτή την περίπτωση, το σύνολο όλων των μαθηματικών δομών) και τα εφέ επιλογής. Κατά την ταξινόμηση των μαθηματικών δομών, οι επιστήμονες πρέπει να σημειώσουν ότι η δομή που περιγράφει τον κόσμο μας είναι η πιο γενική από αυτές που συνάδουν με τις παρατηρήσεις. Επομένως, τα αποτελέσματα των μελλοντικών μας παρατηρήσεων θα πρέπει να είναι τα πιο γενικά από εκείνα που συνάδουν με τα δεδομένα προηγούμενης έρευνας και τα δεδομένα της προηγούμενης έρευνας θα πρέπει να είναι τα πιο γενικά από εκείνα που είναι γενικά συμβατά με την ύπαρξή μας.
Η εκτίμηση του βαθμού γενικότητας δεν είναι εύκολη υπόθεση. Ένα από τα εντυπωσιακά και καθησυχαστικά χαρακτηριστικά των μαθηματικών δομών είναι ότι οι ιδιότητες της συμμετρίας και της αμετάβλητης που κρατούν το σύμπαν μας απλό και τακτοποιημένο είναι γενικά κοινές. Οι μαθηματικές δομές συνήθως έχουν αυτές τις ιδιότητες από προεπιλογή και η απαλλαγή από αυτές απαιτεί την εισαγωγή πολύπλοκων αξιωμάτων.
Τι είπε ο Όκαμ;
Έτσι, οι θεωρίες για παράλληλα σύμπαντα έχουν μια ιεραρχία τεσσάρων επιπέδων, όπου σε κάθε επόμενο επίπεδο τα σύμπαντα μοιάζουν όλο και λιγότερο με το δικό μας. Μπορούν να χαρακτηρίζονται από διαφορετικές αρχικές συνθήκες (Επίπεδο I), φυσικές σταθερές και σωματίδια (Επίπεδο II) ή φυσικούς νόμους (Επίπεδο IV). Είναι αστείο ότι το επίπεδο III έχει επικριθεί περισσότερο τις τελευταίες δεκαετίες ως το μόνο που δεν εισάγει ποιοτικά νέους τύπους συμπάντων. Την επόμενη δεκαετία, λεπτομερείς μετρήσεις της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων και της μεγάλης κλίμακας κατανομής της ύλης στο Σύμπαν θα μας επιτρέψουν να προσδιορίσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια την καμπυλότητα και την τοπολογία του χώρου και να επιβεβαιώσουμε ή να διαψεύσουμε την ύπαρξη του Επιπέδου Ι. Τα ίδια δεδομένα θα μας επιτρέψει να λάβουμε πληροφορίες για το Επίπεδο ΙΙ δοκιμάζοντας τη θεωρία του χαοτικού αιώνιου πληθωρισμού. Οι πρόοδοι στην αστροφυσική και τη φυσική των σωματιδίων υψηλής ενέργειας θα βοηθήσουν στη βελτίωση του βαθμού μικρορύθμισης των φυσικών σταθερών, ενισχύοντας ή αποδυναμώνοντας τις θέσεις Επιπέδου II. Εάν οι προσπάθειες για τη δημιουργία ενός κβαντικού υπολογιστή είναι επιτυχείς, θα υπάρξει ένα πρόσθετο επιχείρημα για την ύπαρξη του επιπέδου III, καθώς ο παράλληλος υπολογισμός θα χρησιμοποιήσει τον παραλληλισμό αυτού του επιπέδου. Οι πειραματιστές αναζητούν επίσης στοιχεία παραβίασης της ενότητας, τα οποία θα τους επιτρέψουν να απορρίψουν την υπόθεση της ύπαρξης του επιπέδου III. Τέλος, η επιτυχία ή η αποτυχία της προσπάθειας επίλυσης του πιο σημαντικού προβλήματος της σύγχρονης φυσικής - του συνδυασμού της γενικής σχετικότητας με την κβαντική θεωρία πεδίου - θα απαντήσει στο ερώτημα σχετικά με το επίπεδο IV. Είτε θα βρεθεί μια μαθηματική δομή που να περιγράφει με ακρίβεια το Σύμπαν μας, είτε θα φτάσουμε στο όριο της απίστευτης αποτελεσματικότητας των μαθηματικών και θα αναγκαστούμε να εγκαταλείψουμε την υπόθεση του Επιπέδου IV.
Λοιπόν, είναι δυνατόν να πιστεύουμε σε παράλληλα σύμπαντα; Τα κύρια επιχειρήματα κατά της ύπαρξής τους είναι ότι είναι υπερβολικά σπάταλα και ακατανόητα. Το πρώτο επιχείρημα είναι ότι οι θεωρίες του υπερσύμπαντος είναι ευάλωτες στο ξυράφι του Occam επειδή υποθέτουν την ύπαρξη άλλων συμπάντων που δεν θα δούμε ποτέ. Γιατί η φύση να είναι τόσο σπάταλη και να «διασκεδάζει» δημιουργώντας έναν άπειρο αριθμό από διαφορετικούς κόσμους? Ωστόσο, αυτό το επιχείρημα μπορεί να στραφεί υπέρ της ύπαρξης ενός υπερσύμπαντος. Με ποιους τρόπους η φύση είναι σπάταλη; Φυσικά, όχι στον χώρο, τη μάζα ή τον αριθμό των ατόμων: ένας άπειρος αριθμός από αυτά περιέχονται ήδη στο επίπεδο I, η ύπαρξη του οποίου είναι αναμφισβήτητη, επομένως δεν υπάρχει λόγος να ανησυχούμε ότι η φύση θα ξοδέψει περισσότερα από αυτά. Το πραγματικό ζήτημα είναι η φαινομενική μείωση της απλότητας. Οι σκεπτικιστές ανησυχούν για τις πρόσθετες πληροφορίες που απαιτούνται για την περιγραφή αόρατων κόσμων.
Ωστόσο, ολόκληρο το σύνολο είναι συχνά πιο απλό από κάθε μέλος του. Ο όγκος πληροφοριών ενός αλγορίθμου αριθμών είναι, χονδρικά, το μήκος του μικρότερου πρόγραμμα υπολογιστή, δημιουργώντας αυτόν τον αριθμό. Ας πάρουμε για παράδειγμα το σύνολο όλων των ακεραίων. Τι είναι πιο απλό - ολόκληρο το σύνολο ή ένας μόνο αριθμός; Με την πρώτη ματιά - η δεύτερη. Ωστόσο, το πρώτο μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας ένα πολύ απλό πρόγραμμα και ένας μεμονωμένος αριθμός μπορεί να είναι εξαιρετικά μεγάλος. Επομένως, ολόκληρο το σετ αποδεικνύεται πιο απλό.
Ομοίως, το σύνολο όλων των λύσεων στις εξισώσεις του Αϊνστάιν για ένα πεδίο είναι απλούστερο από κάθε συγκεκριμένη λύση - η πρώτη αποτελείται από λίγες μόνο εξισώσεις και η δεύτερη απαιτεί τον καθορισμό ενός τεράστιου όγκου αρχικών δεδομένων σε μια συγκεκριμένη υπερεπιφάνεια. Έτσι, η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν εστιάζουμε ξεχωριστό στοιχείοσύνολο, χάνοντας τη συμμετρία και την απλότητα που ενυπάρχουν στο σύνολο όλων των στοιχείων.
Υπό αυτή την έννοια, τα υπερσύμπαντα είναι περισσότερα υψηλά επίπεδαευκολότερη. Η μετάβαση από το Σύμπαν μας σε ένα υπερσύμπαν Επιπέδου Ι εξαλείφει την ανάγκη καθορισμού αρχικών συνθηκών. Περαιτέρω μετακίνηση στο επίπεδο II εξαλείφει την ανάγκη καθορισμού φυσικών σταθερών και στο επίπεδο IV δεν χρειάζεται να προσδιορίσετε τίποτα απολύτως. Η υπερβολική πολυπλοκότητα είναι απλώς μια υποκειμενική αντίληψη, μια άποψη βατράχου. Και από την οπτική γωνία ενός πουλιού, αυτό το υπερσύμπαν δύσκολα θα μπορούσε να είναι πιο απλό. Τα παράπονα για το ακατανόητο είναι αισθητικά, όχι επιστημονικά και δικαιολογούνται μόνο σε μια αριστοτελική κοσμοθεωρία. Όταν κάνουμε μια ερώτηση για τη φύση της πραγματικότητας, δεν πρέπει να περιμένουμε μια απάντηση που μπορεί να φαίνεται περίεργη;
Ένα κοινό χαρακτηριστικό και των τεσσάρων επιπέδων του υπερσύμπαντος είναι ότι η απλούστερη και φαινομενικά πιο κομψή θεωρία περιλαμβάνει παράλληλα σύμπαντα εξ ορισμού. Για να απορρίψουμε την ύπαρξή τους, είναι απαραίτητο να περιπλέκουμε τη θεωρία προσθέτοντας διαδικασίες που δεν επιβεβαιώνονται από το πείραμα και τα αξιώματα που επινοήθηκαν για αυτόν τον σκοπό - σχετικά με το πεπερασμένο του χώρου, την κατάρρευση της κυματικής συνάρτησης και την οντολογική ασυμμετρία. Η επιλογή μας έγκειται στο τι θεωρείται πιο σπάταλο και άκομψο - πολλές λέξεις ή πολλά σύμπαντα. Ίσως με την πάροδο του χρόνου να συνηθίσουμε τις ιδιορρυθμίες του κόσμου μας και να βρούμε τις παραξενιές του γοητευτικές.
Ένα μοντέλο πιθανών πολλαπλών συμπάντων ονομάζεται Θεωρία πολλών Κόσμων. Η θεωρία μπορεί να φαίνεται περίεργη και μη ρεαλιστική σε σημείο που ανήκει σε ταινίες επιστημονικής φαντασίας, όχι σε πραγματική ζωή. Ωστόσο, δεν υπάρχει κανένα πείραμα που να μπορεί να δυσφημήσει οριστικά την εγκυρότητά του.
Οι απαρχές της υπόθεσης για τα παράλληλα σύμπαντα σχετίζονται στενά με την εισαγωγή της ιδέας της κβαντικής μηχανικής στις αρχές του 1900. Η κβαντομηχανική, ένας κλάδος της φυσικής που μελετά τον μικρόκοσμο, προβλέπει τη συμπεριφορά των νανοσκοπικών αντικειμένων. Οι φυσικοί δυσκολεύτηκαν να προσαρμοστούν μαθηματικό μοντέλοσυμπεριφορά της κβαντικής ύλης. Για παράδειγμα, ένα φωτόνιο, μια μικροσκοπική δέσμη φωτός, μπορεί να κινείται κατακόρυφα πάνω και κάτω ενώ κινείται οριζόντια προς τα εμπρός ή προς τα πίσω.
Αυτή η συμπεριφορά έρχεται σε πλήρη αντίθεση με αντικείμενα ορατά με γυμνό μάτι - ό,τι βλέπουμε κινείται είτε ως κύμα είτε ως σωματίδιο. Αυτή η θεωρία της δυαδικότητας της ύλης ονομάστηκε Αρχή της Αβεβαιότητας του Heisenberg (HEP), η οποία δηλώνει ότι η πράξη της παρατήρησης επηρεάζει μεγέθη όπως η ταχύτητα και η θέση.
Σε σχέση με την κβαντική μηχανική, αυτό το φαινόμενο παρατήρησης μπορεί να επηρεάσει τη σωματιδιακή ή κυματική μορφή των κβαντικών αντικειμένων κατά τη διάρκεια των μετρήσεων. Οι μελλοντικές κβαντικές θεωρίες, όπως η ερμηνεία της Κοπεγχάγης του Niels Bohr, χρησιμοποίησαν το PNG για να υποστηρίξουν ότι το παρατηρούμενο αντικείμενο δεν διατηρεί τη διπλή του φύση και μπορεί να βρίσκεται μόνο σε μία κατάσταση.
Το 1954, ένας νεαρός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον ονόματι Χιου Έβερετ πρότεινε μια ριζοσπαστική πρόταση που διέφερε από τα δημοφιλή μοντέλα της κβαντικής μηχανικής. Ο Έβερετ δεν πίστευε ότι η παρατήρηση έθεσε το κβαντικό ερώτημα.
Αντίθετα, υποστήριξε ότι η παρατήρηση της κβαντικής ύλης δημιουργεί ένα ρήγμα στο σύμπαν. Με άλλα λόγια, το σύμπαν δημιουργεί αντίγραφα του εαυτού του λαμβάνοντας υπόψη όλες τις πιθανότητες, και αυτά τα αντίγραφα θα υπάρχουν ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Κάθε φορά που ένα φωτόνιο μετριέται από έναν επιστήμονα σε ένα σύμπαν, για παράδειγμα, και αναλύεται ως κύμα, ο ίδιος επιστήμονας σε άλλο σύμπαν θα το αναλύει ως σωματίδιο. Κάθε ένα από αυτά τα σύμπαντα προσφέρει μια μοναδική και ανεξάρτητη πραγματικότητα που συνυπάρχει με άλλα παράλληλα σύμπαντα.
Εάν η Θεωρία πολλών Κόσμων (MWT) του Everett είναι σωστή, περιέχει πολλές συνέπειες που θα μεταμορφώσουν εντελώς τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τη ζωή. Οποιαδήποτε ενέργεια έχει περισσότερα από ένα πιθανά αποτελέσματα οδηγεί στη διάσπαση του Σύμπαντος. Έτσι, υπάρχει άπειρος αριθμός παράλληλων συμπάντων και άπειρα αντίγραφα κάθε ανθρώπου.
Αυτά τα αντίγραφα έχουν τα ίδια πρόσωπα και σώματα, αλλά διαφορετικές προσωπικότητες(ο ένας μπορεί να είναι επιθετικός και ο άλλος παθητικός) γιατί ο καθένας τους λαμβάνει μια ατομική εμπειρία. Ο άπειρος αριθμός εναλλακτικών πραγματικοτήτων υποδηλώνει επίσης ότι κανείς δεν μπορεί να επιτύχει μοναδικά επιτεύγματα. Κάθε άτομο - ή μια άλλη εκδοχή αυτού του ατόμου σε ένα παράλληλο σύμπαν - έχει κάνει ή θα κάνει τα πάντα.
Επιπλέον, από το TMM προκύπτει ότι όλοι είναι αθάνατοι. Το γήρας δεν θα πάψει ποτέ να είναι ένας σίγουρος δολοφόνος, αλλά ορισμένες εναλλακτικές πραγματικότητες μπορεί να είναι τόσο επιστημονικά και τεχνολογικά προηγμένες που έχουν αναπτύξει την αντιγηραντική ιατρική. Αν πεθάνεις σε έναν κόσμο, μια άλλη εκδοχή σου στον άλλο κόσμο θα επιβιώσει.
Η πιο ανησυχητική συνέπεια των παράλληλων συμπάντων είναι ότι η αντίληψή σας για τον κόσμο δεν είναι πραγματική. Η «πραγματικότητά» μας αυτή τη στιγμή σε ένα παράλληλο σύμπαν θα είναι εντελώς διαφορετική από τον άλλο κόσμο. είναι μόνο μια μικροσκοπική μυθοπλασία της άπειρης και απόλυτης αλήθειας. Μπορεί να πιστεύετε ότι διαβάζετε αυτό το άρθρο αυτή τη στιγμή, αλλά υπάρχουν πολλά αντίγραφά σας που δεν διαβάζονται. Στην πραγματικότητα, είστε ακόμη και ο συγγραφέας αυτού του άρθρου σε μια μακρινή πραγματικότητα. Έχει σημασία λοιπόν το να κερδίσουμε το έπαθλο και να πάρουμε αποφάσεις αν μπορεί να χάσουμε αυτές τις ανταμοιβές και να επιλέξουμε κάτι άλλο; Ή να ζούμε προσπαθώντας να πετύχουμε περισσότερα, όταν μπορεί να είμαστε πραγματικά νεκροί κάπου αλλού;
Ορισμένοι επιστήμονες, όπως ο Αυστριακός μαθηματικός Hans Moravec, προσπάθησαν να απομυθοποιήσουν την πιθανότητα των παράλληλων συμπάντων. Ο Moravec ανέπτυξε ένα διάσημο πείραμα το 1987 που ονομάζεται κβαντική αυτοκτονία, στο οποίο ένα όπλο συνδεδεμένο με μια μηχανή που μετρά ένα κουάρκ στρέφεται σε ένα άτομο. Κάθε φορά που πατιέται η σκανδάλη, μετράται το σπιν του κουάρκ. Ανάλογα με το αποτέλεσμα της μέτρησης, το όπλο είτε πυροβολεί είτε όχι.
Με βάση αυτό το πείραμα, το όπλο θα πυροβολήσει ή δεν θα πυροβολήσει ένα άτομο με πιθανότητα 50 τοις εκατό για κάθε σενάριο. Εάν το TMM δεν είναι αληθές, τότε η πιθανότητα επιβίωσης του ανθρώπου μειώνεται μετά από κάθε μέτρηση κουάρκ μέχρι να φτάσει στο μηδέν.
Από την άλλη πλευρά, το TMM δηλώνει ότι ο πειραματιστής έχει πάντα 100% πιθανότητες να επιβιώσει σε κάποιο παράλληλο σύμπαν και το άτομο βρίσκεται αντιμέτωπο με την κβαντική αθανασία.
Όταν μετριέται ένα κουάρκ, υπάρχουν δύο πιθανότητες: το όπλο μπορεί είτε να πυροβολήσει είτε όχι. Σε αυτό το σημείο, το TMM δηλώνει ότι το Σύμπαν χωρίζεται σε δύο διαφορετικά σύμπαντα για να εξηγήσει δύο πιθανές καταλήξεις. Το όπλο θα πυροβολεί σε μια πραγματικότητα, αλλά όχι σε μια άλλη.
Για ηθικούς λόγους, οι επιστήμονες δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν το πείραμα του Moravec για να διαψεύσουν ή να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη παράλληλων κόσμων, καθώς τα υποκείμενα μπορεί να είναι νεκρά μόνο σε αυτή τη συγκεκριμένη πραγματικότητα και ακόμα ζωντανά σε μια άλλη παράλληλος κόσμος. Είτε έτσι είτε αλλιώς, η θεωρία των πολλών κόσμων και οι εκπληκτικές συνέπειές της αμφισβητούν όλα όσα γνωρίζουμε για το σύμπαν.
Η ιδέα του Πολυσύμπαντος (δηλαδή, πολλά σύμπαντα που υπάρχουν παράλληλα) έχει απασχολήσει το μυαλό των επιστημόνων από τα μέσα του 20ου αιώνα. Αυτή η θεωρία έχει τόσο αντιπάλους όσο και ένθερμους υπερασπιστές (για παράδειγμα, τον Sheldon Cooper από την κωμική σειρά "The Big Bang Theory"). Αλλά τι κάνει σοβαροί άνθρωποιεξετάσει αυτό το ενδεχόμενο; Αλήθεια είναι δυνατόν κάπου σε ένα παράλληλο σύμπαν να κάθεσαι εσύ και να διαβάζεις το ίδιο κείμενο, ίσως με μικρές αλλαγές; Παραδόξως, υπάρχουν ορισμένα στοιχεία που υποστηρίζουν σθεναρά αυτή την ιδέα. Ή όχι, εξαρτάται από το πώς φαίνεστε.
Λοιπόν, τι αποδεικνύει η ιδέα των παράλληλων συμπάντων;
Η γάτα του Shroedinger
Το διάσημο πείραμα σκέψης του Schrödinger καταδεικνύει ότι στην κβαντομηχανική υπάρχουν καταστάσεις όπου τα στοιχειώδη σωματίδια - τα κβάντα - μπορούν να υπάρχουν σε δύο θέσεις ταυτόχρονα. Εξαιτίας αυτού, η άτυχη γάτα μέσα στο κουτί μπορεί να είναι ζωντανή και νεκρή μέχρι να ανοίξετε το καπάκι - ανάλογα με το πώς βλέπετε το σωματίδιο. Το πώς αυτό είναι δυνατό στον φυσικό κόσμο είναι δύσκολο να κατανοηθεί. Γι' αυτό το πείραμα ονομάζεται παράδοξο.
Το πολυσύμπαν εξαλείφει αυτό το πρόβλημα εξηγώντας ακριβώς πώς αυτό είναι δυνατό. Υπάρχουν απλώς δύο πραγματικότητες: στη μία, όλα είναι καλά με τη γάτα. Και στο δεύτερο... Αλλά ας μην μιλάμε για θλιβερά πράγματα.
Άπειρο Σύμπαν
Το άπειρο του Σύμπαντος είναι δύσκολο να κατανοηθεί, αλλά γενικά οι επιστήμονες φαίνεται να έχουν συμβιβαστεί με αυτό. Αυτή η ιδιότητα του σύμπαντος αποδεικνύει και την πιθανότητα ύπαρξης παράλληλων συμπάντων. Θυμάστε την υπόθεση ότι αν ένας άπειρος αριθμός πιθήκων χτυπούν τα κλειδιά για άπειρο χρονικό διάστημα, αργά ή γρήγορα θα πληκτρολογήσουν «Πόλεμος και Ειρήνη»; Το ίδιο συμβαίνει και με την ύλη: αν δημιουργήσετε νέα αντικείμενα άπειρες φορές, αργά ή γρήγορα θα αρχίσουν να επαναλαμβάνονται και θα δημιουργούν κόσμους σχεδόν ίδιους με τους δικούς μας. Αυτά θα είναι τα ίδια παράλληλα σύμπαντα.
Μεγάλη έκρηξη
Εκτός από το πώς το Σύμπαν μπορεί να είναι άπειρο, οι άνθρωποι αναρωτιούνται πώς προέκυψε αρχικά. Τι προκάλεσε τη Μεγάλη Έκρηξη;
Το πολυσύμπαν μπορεί να προσπαθήσει να το εξηγήσει αυτό. Αν υποθέσουμε ότι υπάρχουν παράλληλες πραγματικότητες - ναι, ναι, παράλληλες! - τότε μπορεί να μην αγγίζουν καθόλου, όντας το ένα δίπλα στο άλλο σε διαστάσεις που είναι απρόσιτες για τις αισθήσεις μας (γνωρίζουμε μόνο τρεις διαστάσεις, συν την τέταρτη - φορά). Η τυχαία επαφή των συμπάντων μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφικά αποτελέσματα, προκαλώντας το Big Bang. Έτσι, τα παράλληλα σύμπαντα ενημερώνονται συνεχώς, επανεκκινώντας συνεχώς το ένα το άλλο.
Ταξίδι στο χρόνο
Ναι, το ταξίδι στο χρόνο είναι αδύνατο. Αλλά αν σκεφτούμε μόνο το Σύμπαν μας! Σε αυτή την περίπτωση, το παράδοξο του ταξιδιώτη στο χρόνο, που περιγράφεται πολλές φορές στη λογοτεχνία και τον κινηματογράφο επιστημονικής φαντασίας, είναι αναπόφευκτο. Εάν κατά λάθος συνθλίψετε μια πεταλούδα, σπρώξετε ένα άτομο ή κάνετε κάτι εξίσου ασήμαντο στο παρελθόν, θα οδηγήσει σε τεράστιες αλλαγές στο μέλλον.
Τα παράλληλα σύμπαντα λύνουν αυτό το πρόβλημα. Μια φορά στο παρελθόν, βρίσκεσαι μέσα παράλληλη πραγματικότητα, στα οποία διαδραματίζονται γεγονότα που για την πραγματικότητά σας έχουν περάσει καιρό. Και οι αλλαγές σε αυτήν αλλάζουν την ίδια, αλλά όχι τον κόσμο σας. Αν και δεν υπάρχει ακόμα ανάγκη να συνθλίψετε πεταλούδες.
Τα παράλληλα σύμπαντα ταιριάζουν στη λογική της γνώσης
Η μελέτη του περιβάλλοντος κόσμου για ένα άτομο σε όλη την ιστορία του είναι μια πάλη με το ανθρώπινο εγώ. Στην αρχή οι άνθρωποι νόμιζαν ότι η Γη ήταν το κέντρο του Σύμπαντος. Στη συνέχεια συμφώνησαν με τον Sun, στέλνοντας τυχαία αρκετούς επιστήμονες στον πάσσαλο. Επιπλέον - περισσότερα: ο Ήλιος είναι ήδη απλώς ένα μικροσκοπικό αστέρι στην περιφέρεια ενός από τα δισεκατομμύρια γαλαξίες. Ακολουθώντας αυτή τη λογική, είναι πιθανό ότι εμείς οι ίδιοι δεν είμαστε μοναδικοί και είμαστε μόνο μία από έναν άπειρο αριθμό παραλλαγών μας που υπάρχουν σε ένα παράλληλο σύμπαν. Μπορούμε μόνο να ελπίζουμε ότι τουλάχιστον κάπου κάνουμε παράλληλα υγιής εικόναζωή και μην κάνεις βλακείες.
Βασισμένο στο HowStuffWorks.com