Πολυσύμπαν και Παράλληλα Σύμπαντα

Τα παράλληλα σύμπαντα και οι "παράλληλοι εαυτοί" μας μέσα από τη σύγχρονη επιστήμη

Υπάρχουν άραγε παράλληλα Σύμπαντα; 

Και εάν ναι, θα μπορούσε σε κάποιο από αυτά να βρίσκεται ένας άλλος εαυτός μας;

Πριν από χιλιάδες χρόνια θεωρούσαμε ότι η Γη ήταν η κεντρική σκηνή της ύπαρξης και ότι όλα τα άλλα ουράνια σώματα περιφέρονταν γύρω από αυτήν. 

Χρειάστηκαν αρκετά χρόνια για να καταλάβουμε ότι η Γη είναι απλώς ένας πλανήτης που περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο. 

Ακόμα και τότε, όμως, τοποθετούσαμε τον Ήλιο στο κέντρο του Σύμπαντος.

Αργότερα, συμπεράναμε ότι ο Ήλιος είναι απλώς ένα από τα δισεκατομμύρια άστρα που απαρτίζουν τον Γαλαξία μας. 

Κι αυτή η εικόνα, όμως, έμελλε να ανατραπεί. 

Διότι ο Γαλαξίας μας είναι μόνο ένας από τα τρισεκατομμύρια των γαλαξιών που υπάρχουν μέσα στο Παρατηρήσιμο Σύμπαν. 

Εάν πάμε ένα ακόμα βήμα πιο πέρα, θα μπορούσαμε να υποθέσουμε ότι και το Σύμπαν μας είναι απλώς ένα από πολλά ακόμα Σύμπαντα, τα οποία όλα μαζί απαρτίζουν το Πολυσύμπαν.

“Σύμπαντα” – προεκτάσεις του δικού μας

Ας εξερευνήσουμε λοιπόν μαζί τις πιθανές μορφές του Πολυσύμπαντος ξεκινώντας από την πιο απλή εκδοχή του: 

Εμείς μπορούμε να παρατηρούμε την περιοχή του Σύμπαντος που ονομάζεται «Παρατηρήσιμο Σύμπαν». 

Η διάμετρός του είναι περίπου 93 δισεκατομμύρια έτη φωτός. 

Πέρα από αυτή την περιοχή βρίσκονται αντικείμενα των οποίων το φως δεν έχει προλάβει να φτάσει ακόμα στα μάτια μας και, επομένως, δεν έχουμε κανέναν τρόπο να αλληλεπιδράσουμε με αυτά.

Με το πέρασμα του χρόνου, το παρατηρήσιμο Σύμπαν θα μεγαλώσει σε διαστάσεις, μιας και θα καταφέρει να φτάσει σε εμάς φως από πιο απομακρυσμένες περιοχές. 

Όμως, υπάρχει ένα όριο στο μέγεθος του, γιατί υπάρχουν περιοχές που απομακρύνονται τόσο γρήγορα από εμάς που το φως τους δε θα καταφέρει να μας φτάσει ποτέ, όσος χρόνος και αν περάσει.

Αυτές οι περιοχές που θα είναι για πάντα εκτός του Παρατηρήσιμου Σύμπαντος, είναι μεν προεκτάσεις του δικού μας Σύμπαντος, αλλά μπορούμε να τις δούμε και σαν διαφορετικά σύμπαντα από το δικό μας. 

Διότι δεν υπάρχει κανένας απολύτως τρόπος να αλληλεπιδράσουμε με αυτά.

Πόσα τέτοια σύμπαντα μπορούν να υπάρχουν; 

Πραγματικά, δεν έχουμε ιδέα! 

Διότι απλούστατα δεν γνωρίζουμε πόσο μεγάλο είναι το Σύμπαν πέρα από τα σύνορα του Παρατηρήσιμου Σύμπαντος. 

Εάν είναι άπειρο σε έκταση, τότε θα υπάρχουν άπειρες απομονωμένες περιοχές, προεκτάσεις του δικού μας Σύμπαντος.

Αυτού του είδους τα «σύμπαντα» θα έχουν ακριβώς τις ίδιες φυσικές σταθερές και τους ίδιους φυσικούς νόμους, μιας και αποτελούν μέρος του ίδιου συνόλου. 

Άρα, θα έχουν πλανήτες, αστέρες και γαλαξίες, όπως ακριβώς και η περιοχή στην οποία βρισκόμαστε εμείς.

Ανεξάρτητα σύμπαντα – φυσαλίδες

Αν πάμε τώρα ένα επίπεδο πιο πάνω, θα συναντήσουμε μια αρκετά διαφορετική ερμηνεία του Πολυσύμπαντος. 

Σύμφωνα με τη θεωρία του Πληθωρισμού, ο χώρος εγγενώς περιέχει ενέργεια, η οποία οδηγεί στην ταχύτατη διαστολή του ίδιου του χώρου αλλά και στην εμφάνιση σωματιδίων, δηλαδή ύλης και ενέργειας.

Ο μηχανισμός αυτός πιθανότατα οδήγησε στη γέννηση του δικού μας Σύμπαντος και με τον ίδιο τρόπο μπορεί να έχει οδηγήσει στη γέννηση άλλων Συμπάντων. 

Σχηματικά, θα μπορούσαμε να πούμε ότι κάθε Σύμπαν είναι σαν μια φυσαλίδα μέσα στην ίδια λίμνη. 

Αυτές οι φυσαλίδες διαχωρίζονται εκ γενετής και η καθεμιά ακολουθεί τη δική της εξελικτική πορεία.

Δεδομένου ότι οι πρώτες στιγμές ύπαρξης κάθε σύμπαντος καθορίζουν και τα χαρακτηριστικά του, οι φυσικές σταθερές και τα δομικά σωματίδια της ύλης ενδέχεται να διαφέρουν από Σύμπαν σε Σύμπαν. 

Έτσι, κάποια Σύμπαντα μπορεί να έχουν ισχυρότερες ή ασθενέστερες ηλεκτρικές και βαρυτικές δυνάμεις και περισσότερες ή λιγότερες χωρικές και χρονικές διαστάσεις. 

Μπορεί δηλαδή να μοιάζουν ή να διαφέρουν πολύ από το δικό μας. Άρα σε πολλά από αυτά τα σύμπαντα θα είναι αδύνατο να δημιουργηθούν άστρα και πλανητικά συστήματα όπως τα γνωρίζουμε. Εσείς φυσικά, μπορείτε να παρακολουθείτε αυτό το βίντεο, επειδή έτυχε να βρεθείτε σε ένα Σύμπαν που επιτρέπει την ύπαρξη αστέρων, πλανητών και ζωής.

Οι πολλοί κόσμοι της Κβαντικής Μηχανικής

Πάμε τώρα σε μια αρκετά διαφορετική έννοια του παράλληλου σύμπαντος. 

Στον μικρόκοσμο της Κβαντικής Μηχανικής, γνωρίζουμε ότι τα αντικείμενα άλλοτε συμπεριφέρονται ως κύματα και άλλοτε ως σωματίδια. 

Η θέση και η συμπεριφορά τους περιγράφονται από μια κυματοσυνάρτηση, δηλαδή από μια σχέση που μας δίνει την πιθανότητα να βρίσκεται το σωματίδιο σε κάποια συγκεκριμένη περιοχή.

Στο περίφημο πείραμα της διπλής σχισμής, μια πηγή εκτοξεύει διαρκώς ηλεκτρόνια. 

Τα ηλεκτρόνια αυτά μπορούν να περάσουν από δύο διαφορετικές σχισμές μιας διάταξης και να προσκρούσουν πάνω σε μια οθόνη αφήνοντας χαρακτηριστικά ίχνη. 

Όσο δεν παρατηρούμε, δηλαδή δεν αλληλεπιδρούμε με τα ηλεκτρόνια, η εικόνα που προκύπτει είναι αυτή που θα περιμέναμε εάν τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονταν ως κύματα. 

Αντίθετα, όταν τα παρατηρούμε, δηλαδή αλληλεπιδρούμε μαζί τους για να δούμε από ποια σχισμή περνούν, τα ηλεκτρόνια φέρονται ως απλά σωματίδια.

Με απλά λόγια, στην πρώτη περίπτωση, το κάθε ηλεκτρόνιο φαίνεται να περνά ταυτόχρονα και από τις δύο σχισμές. 

Ενώ όταν το ρωτήσουμε πού βρίσκεται, τότε περνά μόνο από μία σχισμή! Η πιο δημοφιλής ερμηνεία του παράξενου αυτού φαινομένου, είναι η ερμηνεία της Κοπεγχάγης. 

Σύμφωνα με αυτήν, το Σύμπαν είναι εγγενώς πιθανοκρατικό και, στην ουσία, τη στιγμή της παρατήρησης η κυματοσυνάρτηση καταρρέει. Δηλαδή, η θέση του ηλεκτρονίου παίρνει μια συγκεκριμένη τιμή βάσει πιθανοτήτων.

Η ερμηνεία όμως που μας ενδιαφέρει σε αυτό το άρθρο είναι η ερμηνεία των πολλών-κόσμων του Everett. 

Σύμφωνα με αυτήν, υπάρχει ένα σύμπαν για κάθε πιθανή κβαντική κατάσταση. 

Υπάρχει, δηλαδή, τουλάχιστον ένα σύμπαν όπου το ηλεκτρόνιο περνά από την αριστερή σχισμή και τουλάχιστον ένα σύμπαν όπου το ηλεκτρόνιο περνά από τη δεξιά σχισμή. 

Όταν παρατηρούμε το ηλεκτρόνιο, στην ουσία το ρωτούμε “σε ποιο Σύμπαν βρισκόμαστε εμείς;” 

Κι αυτό μας απαντάει με τον τρόπο του.

Αντίστοιχα, εάν η ρίψη ενός ζαριού εμφάνιζε κβαντική συμπεριφορά, τότε για κάθε πιθανή τιμή του θα υπήρχε ένα ξεχωριστό Σύμπαν. 

Με άλλα λόγια, κάθε στιγμή της πραγματικότητας διακλαδώνεται σε αμέτρητες άλλες πραγματικότητες που συμβαίνουν σε παράλληλα Σύμπαντα.

Αυτές οι κβαντικές συμπεριφορές αφορούν φυσικά τον μικρόκοσμο. Όμως, δεδομένου ότι τα πάντα βασίζονται στον μικρόκοσμο, καταλήγουμε στην ύπαρξη άπειρων παράλληλων Συμπάντων. 

Σε κάποια από αυτά ίσως να μην υπάρχετε καθόλου, σε άλλα θα είσαστε ίδιοι ή περίπου ίδιοι, σε άλλα ίσως να είστε πρωθυπουργοί της χώρας και σε κάποιο άλλο ίσως η παρουσιάστρια του καναλιού Astronio να είναι γυναίκα.

Δυστυχώς σε αυτό το Σύμπαν σας έτυχα εγώ, ο Παύλος Καστανάς! Πάντως, όσο παλαβή κι αν ακούγεται αυτή η ερμηνεία, πολλοί φυσικοί την προτιμούν από την ερμηνεία της Κοπεγχάγης, που οδηγεί σε παράδοξα όπως αυτό της γάτας του Σρέντινγκερ, η οποία -μέχρι να την παρατηρήσουμε- μπορεί να είναι ταυτόχρονα και ζωντανή και νεκρή! 

Στην ερμηνεία των πολλών κόσμων, υπάρχει ένα Σύμπαν όπου η γάτα πέθανε και ένα Σύμπαν όπου η γάτα παρέμεινε ζωντανή.

Οι τέσσερις κατηγορίες του Tegmark

Για να βάλουμε σε μια τάξη τους διαφορετικούς τύπους του Πολυσύμπαντος, αξίζει να γνωρίσουμε τα 4 επίπεδα του κοσμολόγου Max Tegmark. 

Στην κατηγοριοποίηση αυτή, κάθε κατηγορία είναι υποσύνολο της επόμενης.

Στο 1ο επίπεδο, λοιπόν, τα άλλα Σύμπαντα είναι προεκτάσεις του δικού μας σύμπαντος, με τις ίδιες φυσικές σταθερές και τους ίδιους φυσικούς νόμους.

Στο 2ο επίπεδο έχουμε ανεξάρτητα σύμπαντα – φυσαλίδες που όλα προέκυψαν μέσω του ίδιου μηχανισμού και έχουν ίδιες ή διαφορετικές φυσικές σταθερές.

Το 3o επίπεδο περιλαμβάνει τα παράλληλα Σύμπαντα της ερμηνείας των πολλών κόσμων της Κβαντικής Μηχανικής. 

Μέσα σε αυτά συμπεριλαμβάνονται, φυσικά, και οι δύο προηγούμενες κατηγορίες (βλ. παρατήρηση 5 παρακάτω).

Τέλος, στο 4ο Επίπεδο συμπεριλαμβάνονται όλα τα Σύμπαντα που μπορούν να περιγραφούν μαθηματικά. 

Εδώ βρίσκονται σύμπαντα με διαφορετικές φυσικές σταθερές, αλλά και εντελώς διαφορετικούς φυσικούς νόμους. 

Εξάλλου, μαθηματικές θεωρίες όπως είναι η θεωρία των χορδών προβλέπουν έναν γιγάντιο αριθμό πιθανών συμπάντων, με διαφορετικές συνθήκες.

Κριτική και Παράλληλοι εαυτοί

Η κριτική που ασκείται στην υπόθεση του Πολυσύμπαντος, αλλά και σε θεωρίες όπως είναι η θεωρία των χορδών, είναι ότι ενώ αποτελούν προϊόντα λογικών συλλογισμών, που στέκουν μαθηματικά, μοιάζουν να είναι μη διαψεύσιμες. 

Δηλαδή δεν μπορούν να καταρριφθούν ή να αποδειχθούν πειραματικά. 

Από την άλλη μεριά οι υποστηρικτές τους θεωρούν ότι με κατάλληλες παρατηρήσεις, στο μέλλον θα μπορούσαν να αποδειχθούν ή τουλάχιστον να ενδυναμωθούν.

Τώρα, το ενδεχόμενο να υπάρχουν κάπου άνθρωποι ακριβώς ίδιοι με εμάς ή ελαφρώς διαφορετικοί, ίσως να σας ακούγεται εντελώς παράλογο. 

Όμως, εμμέσως, το έχετε ήδη αποδεχθεί όσοι από εσάς δέχεστε ότι το Σύμπαν μπορεί να είναι άπειρο. 

Διότι αν το Σύμπαν είναι άπειρο ή αρκετά μεγάλο, τότε κάπου – πολύ μακριά – η ποικιλομορφία της ύλης θα οδηγήσει και πάλι στις ίδιες δομές, τους ίδιους σχηματισμούς και -κατ’ επέκταση- στους ίδιους ακριβώς ανθρώπους.

Με απλούς συλλογισμούς για την κατανομή της ύλης, ο Tegmark υπολόγισε ότι ένα ακριβές αντίγραφο του δικού μας Παρατηρήσιμου Σύμπαντος βρίσκεται σε απόσταση της τάξης των 1010^118 μέτρων, η οποία είναι μια αδιανόητα μεγάλη απόσταση, αλλά υπαρκτή εφόσον το Σύμπαν είναι άπειρο.

Κλείνοντας, πρέπει να σημειωθεί ότι, δεδομένου ότι αυτά ισχύουν για το πρώτο κιόλας επίπεδο Πολυσύμπαντος, που είναι υποσύνολο των άλλων επιπέδων, ο παράλληλος εαυτός μας υπάρχει τελικά σε όλες τις κατηγορίες Πολυσύμπαντος.

Πρόσθετες παρατηρήσεις και Πηγές

1. Το επεισόδιο βασίστηκε στο εξαιρετικό άρθρο του Max Tegmark στο Scientific American το οποίο σας συνιστώ να μελετήσετε: https://space.mit.edu/home/tegmark/PDF/multiverse_sciam.pdf

2. Πώς η θεωρία του Πληθωρισμού οδηγεί στην ύπαρξη πολλών συμπάντων: https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2021/02/25/why-do-physicists-say-a-multiverse-has-to-exist

3. Προσομοίωση του πειράματος της διπλής σχισμής: https://javalab.org/en/double_slit_en/

4. Για την αποφυγή μυστικιστικών ερμηνειών στο πείραμα της διπλής σχισμής, όταν λέμε ότι «παρατηρούμε» ένα ηλεκτρόνιο εννοούμε ότι του πετάμε φωτόνια για να καταλάβουμε πού βρίσκεται. 

Άρα η διαδικασία της μέτρησης επηρεάζει το πείραμα.

5. Προσέξτε ότι κάθε κατηγορία συμπεριλαμβάνει την προηγούμενη. Για παράδειγμα, το 3ο επίπεδο (η ερμηνεία των πολλών κόσμων της κβαντικής μηχανικής) συμπεριλαμβάνει το 2ο επίπεδο. 

Διότι εάν η διακλάδωση γίνει στα πρώτα στάδια της γέννησης ενός Σύμπαντος, προτού οι φυσικές σταθερές πάρουν τις τελικές τιμές τους και τα σωματίδια τις ιδιότητές τους, προκύπτουν πράγματι διαφορετικά σύμπαντα-φυσαλίδες με διαφορετικές φυσικές σταθερές. Η κριτική κατά του πολυσύμπαντος γίνεται αυστηρότερη όσο πάμε από το 1ο προς το 4ο επίπεδο

6. Πόσο μεγάλη είναι η απόσταση 10^(10^118) μέτρα; 

Είναι ο αριθμός δέκα ΥΨΩΜΕΝΟΣ στον αριθμό 1 ακολουθούμενο από 118 μηδενικά! 

Πιθανότατα είναι ο μεγαλύτερος αριθμός που έχετε δει ποτέ στη ζωή σας. 

Για να έχετε μια αίσθηση των μεγεθών, αρκεί να πούμε ότι η η ακτίνα του Παρατηρήσιμου Σύμπαντος είναι της τάξης των 10^26 μέτρων.

7. Λάβετε υπόψη ότι η ύπαρξη ενός όμοιου εαυτού σας δεν απαιτεί οπωσδήποτε ένα ολόκληρο αντίγραφο του Παρατηρήσιμου Σύμπαντός μας. 

Δηλαδή, θα μπορούσε η κατανομή της ύλης να οδηγήσει στην εμφάνιση ενός έμβιου όντος ίδιου με εσάς, πολύ πιο κοντά απ’ ό,τι θα βρισκόταν το εντελώς όμοιο Παρατηρήσιμο Σύμπαν. 

Ο Tegmark υπολογίζει ότι ένα πιστό αντίγραφο του εαυτού μας βρίσκεται σε απόσταση 10^(10^28) μέτρα. 

Σε συνέχεια των συλλογισμών του, υπολογίζει επίσης, ότι σε απόσταση 10^(10^92) μέτρων βρίσκεται μια περιοχή ακτίνας 100 ετών φωτός, εντελώς όμοια με τη δική μας περιοχή ακτίνας 100 ετών φωτός.

8. Δεδομένου ότι οι συλλογισμοί περί αντιγράφου του Παρατηρήσιμου Σύμπαντός ισχύουν για το πρώτο κιόλας επίπεδο Πολυσύμπαντος, το οποίο είναι υποσύνολο των άλλων επιπέδων, ο “παράλληλος” εαυτός μας υπάρχει τελικά σε όλες τις κατηγορίες Πολυσύμπαντος.

9. Αυτό είναι το σημείο που οι επιστημονικές θέσεις συναντούν τη φιλοσοφία. 

Ο Γερμανός φιλόσοφος Φρίντριχ Νίτσε βασισμένος στην ιδέα ότι το Σύμπαν είναι άπειρο, μιλούσε για την «Αιώνια Επιστροφή». 

Έλεγε, δηλαδή, ότι εφόσον το Σύμπαν είναι άπειρο θα ξαναζούμε αυτή τη ζωή για πάντα ξανά και ξανά με τον ίδιο τρόπο. 

Αυτό ήταν περισσότερο ένα φιλοσοφικό και ψυχολογικό εργαλείο, για να δείξει ότι ο ευτυχισμένος, ολοκληρωμένος άνθρωπος είναι αυτός για τον οποίο η ιδέα της επανάληψης της ζωής του ΑΚΡΙΒΩΣ με τον ίδιο τρόπο εις το διηνεκές θα τον γέμιζε ευχαρίστηση. 

Υποστήριζε ότι θα έπρεπε να κάνουμε ό,τι μπορούμε ώστε να διαμορφώσουμε τη ζωή και τον τρόπο σκέψης μας έτσι ώστε η «Αιώνια Επιστροφή» να είναι μια πολύ ευχάριστη έννοια (όπως όταν βλέπεις μια όμορφη ταινία ή διαβάζεις ένα ωραίο βιβλίο ξανά και ξανά).

10. Αν το Σύμπαν δεν διαστελλόταν, αλλά συστελλόταν, θα υπήρχε η πιθανότητα κάποτε να συναντούσαμε τα αντίγραφά μας.