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.

Το μέλλον, αλλάζει το παρελθόν;

Ακριβώς όταν σκεφτήκαμε ότι η κβαντική μηχανική δεν μπορεί να γίνει πιό αλλόκοτη, μια ομάδα φυσικών στο Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ, ανέφερε το 2013, ότι είχαν διεμπλακεί με επιτυχία, φωτόνια που δεν συνυπήρξαν ποτέ. Μετάφραση, επιμέλεια: Θωμάς Αργυρέας

Το άρθρο δημοσιεύθηκε στις 22 απριλίου του 2018

Το καλοκαίρι του 1935, οι φυσικοί Albert Einstein και Erwin Schrödinger ανέπτυξαν μια πλούσια, πολύπλευρη και μερικές φορές ταραχώδη αλληλογραφία, σχετικά με τις συνέπειες της νέας θεωρίας της κβαντικής μηχανικής.
Το επίκεντρο της ανησυχίας τους ήταν αυτό που ο Schrödinger αργότερα αποκαλούσε διεμπλοκή: την αδυναμία να περιγράψουν δύο κβαντικά συστήματα ή σωματίδια ανεξάρτητα, αφού, προηγουμένως, έχουν αλληλεπιδράσει.
Μέχρι το θάνατό του, ο Αϊνστάιν παρέμεινε πεπεισμένος ότι η εμπλοκή έδειχνε ότι η κβαντική μηχανική ήταν ατελής. 

Ο Schrödinger πίστευε ότι η εμπλοκή ήταν το καθοριστικό χαρακτηριστικό της νέας φυσικής, αλλά αυτό δεν σήμαινε ότι το δέχονταν, ελαφρά τη καρδία.
«Γνωρίζω, βέβαια, πώς το «hocus pocus» λειτουργεί από μαθηματική σκοπιά», έγραψε στον Αϊνστάιν στις 13 Ιουλίου 1935. «Αλλά δεν μου αρέσει, μια τέτοια θεωρία».
Η διάσημη γάτα του Schrödinger, που βρίσκεται μεταξύ ζωής και θανάτου, πρωτοεμφανίστηκε σε αυτή την αλληλογραφία, ως ένα παραπροϊόν της πάλης για να διασαφηνιστεί ό,τι ενοχλούσε και τους δυό τους.
Το πρόβλημα είναι ότι η διεμπλοκή παραβιάζει τον τρόπο με τον οποίο ο κόσμος οφείλει να λειτουργεί. 

Οι πληροφορίες δεν είναι δυνατόν να ταξιδεύουν γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός, για κανένα.
Αλλά σε ένα  paper του 1935, ο Αϊνστάιν και οι συν-συγγραφείς του έδειξαν πως η διεμπλοκή οδηγεί σε αυτό που ονομάζεται τώρα «κβαντική μη τοπικότητα», ο απόκοσμος δεσμός που φαίνεται να υπάρχει ανάμεσα στα διαπλεγμένα σωματίδια.
Εάν δύο κβαντικά συστήματα συναντηθούν και διαχωριστούν, ακόμη και σε μια απόσταση χιλιάδων ετών φωτός, καθίσταται αδύνατη η μέτρηση των χαρακτηριστικών ενός συστήματος (όπως η θέση του, η ορμή και η πολικότητά του) χωρίς να κατευθύνεται άμεσα και το απομακρυσμένο άλλο, σε μια αντίστοιχη κατάσταση.
Μέχρι σήμερα, τα περισσότερα πειράματα έχουν δοκιμάσει την διεμπλοκή σε χωρικές αποστάσεις.
Η υπόθεση είναι ότι το «μη τοπικό» τμήμα της κβαντικής μη τοπικότητας, αναφέρεται στην διεμπλοκή των ιδιοτήτων στον χώρο. 

Αλλά τι γίνεται αν η διεμπλοκή συμβαίνει και με το πέρασμα του χρόνου; 

Υπάρχει κάτι τέτοιο όπως η χρονική μη τοπικότητα;
Η απάντηση, όπως αποδεικνύεται, είναι ναι.
Ακριβώς όταν σκεφτήκαμε ότι η κβαντική μηχανική δεν μπορεί να γίνει πιό αλλόκοτη, μια ομάδα φυσικών στο Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ, ανέφερε το 2013, ότι είχαν διεμπλακεί με επιτυχία, φωτόνια, που δεν συνυπήρξαν ποτέ.
Προηγούμενα πειράματα που περιελάμβαναν μια τεχνική που ονομάζεται «swapping entanglement» (ανταλλαγή διεμπλοκής) είχαν ήδη δείξει κβαντικές συσχετίσεις, διαχρονικά, καθυστερώντας τη μέτρηση ενός από τα συνυπάρχοντα διαπλεγμένα σωματίδια. 

Αλλά ο Eli Megidish και οι συνεργάτες του ήταν οι πρώτοι που παρουσίασαν διεμπλοκή μεταξύ των φωτονίων των οποίων οι χρόνοι ζωής δεν επικαλύπτονταν καθόλου.
Δείτε πώς το έκαναν.
Πρώτα, δημιούργησαν ένα διαπλεγμένο ζεύγος φωτονίων, «1-2» (βήμα Ι στο διάγραμμα παρακάτω). 

Αμέσως μετά, μέτρησαν την πόλωση του φωτονίου 1 (μια ιδιότητα που περιγράφει την κατεύθυνση της ταλάντωσης του φωτός) – καταστρέφοντάς το έτσι (βήμα II).

Το φωτόνιο 2 στάλθηκε για αλληλεπίδραση ενώ είχε δημιουργηθεί ένα νέο διαπλεγμένο ζευγάρι «3-4» (βήμα III). 

Το φωτόνιο 3 μετρήθηκε αφού είχε αλληλεπιδράσει με το ελεύθερο φωτόνιο 2 κατά τέτοιο τρόπο ώστε, η σχέση διεμπλοκής, «να ανταλλαγεί» από τα παλιά ζεύγη («1-2» και «3-4») στο νέο σύνθετο «2-3» ( στάδιο IV). Τα φωτόνια 2 και 3 μετά την μέτρησή τους έπαψαν να υπάρχουν
Λίγο αργότερα (βήμα V), μετριέται η πόλωση του μοναχικού επιζώντος, του φωτονίου 4, και τα αποτελέσματα συγκρίνονται με αυτά του -σε παρελθόντα χρόνο- φωτονίου 1 (πίσω στο βήμα II).
Το αποτέλεσμα; Τα δεδομένα αποκάλυψαν την ύπαρξη κβαντικών συσχετισμών μεταξύ των «χρονικά μη τοπικών» φωτονίων 1 και 4. 

Δηλαδή, η διεμπλοκή μπορεί να συμβεί μεταξύ δύο κβαντικών συστημάτων που δεν συνυπήρξαν ποτέ.
Τι μπορεί να σημαίνει αυτό στη Γη; 

Φαίνεται εκ πρώτης όψεως ανησυχητικό, το γεγονός ότι η πολικότητα του φωτός ενός αστεριού στο μακρινό παρελθόν -για περισσότερο από δύο φορές τη διάρκεια ζωής της Γης- επηρέασε, χωρίς αμφιβολία, την πολικότητα του φωτός που πέφτει στο ερασιτεχνικό τηλεσκόπιό σας σήμερα.
Ακόμη πιο περίεργο: ίσως υπονοεί ότι οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν από το μάτι σας στο φως του αστεριού που πέφτει στο τηλεσκόπιό σας αυτόν τον χειμώνα, με κάποιο τρόπο υπαγορεύουν την πολικότητα των φωτονίων στο παρελθόν τους, άνω των 9 δισεκατομμυρίων ετών.
Για να μην θεωρηθεί αυτό το σενάριο ως υπερβολικό, ο Megidish και οι συνάδελφοί του, δεν μπόρεσαν να αντισταθούν στις εικασίες, σχετικά με πιθανές και μάλλον τρομακτικές ερμηνείες των αποτελεσμάτων τους.
Ίσως η μέτρηση της πόλωσης του φωτονίου 1 στο βήμα ΙΙ κατευθύνει κάπως την μελλοντική πόλωση του 4 ή η μέτρηση της πόλωσης του φωτονίου 4 στο βήμα V ξαναγράφει με κάποιο τρόπο την προηγούμενη κατάσταση πόλωσης του φωτονίου 1.
Και στις δύο κατευθύνσεις προς τα εμπρός και προς τα πίσω, οι κβαντικές συσχετίσεις καλύπτουν το αιτιώδες κενό μεταξύ του θανάτου ενός φωτονίου και της γέννησης του άλλου.
Μια δόση σχετικότητας, όμως, θα βοηθούσε την μαγεία να υποχωρήσει.
Κατά την ανάπτυξη της θεωρίας του για την ειδική σχετικότητα, ο Αϊνστάιν καθαίρεσε την ιδέα της συγχρονικότητας από το Νευτώνιο βάθρο της.
Ως συνέπεια, το ταυτόχρονο, μετετράπη σε σχετική, από το να είναι απόλυτη ιδιότητα. Δεν υπάρχει ενιαίο χρονόμετρο για το Σύμπαν. 

Η ακριβής χρονικότητα των γεγονότων, εξαρτάται από την ακριβή τοποθεσία σας, σε σχέση με αυτά που παρατηρείτε, γνωστή και ως πλαίσιο ή σύστημα αναφοράς σας.
Έτσι, το κλειδί για την αποφυγή της παράξενης αιτιώδους συμπεριφοράς (καθοδήγηση του μέλλοντος ή επανεγγραφή του παρελθόντος) σε στιγμές διαχωρισμού του χρόνου είναι να δεχτούμε ότι το να αποκαλούμε τα γεγονότα«ταυτόχρονα» έχει απειροελάχιστο μεταφυσικό βάρος.
Πρόκειται μόνο για ιδιότητα που εξαρτάται από το συγκεκριμένο σύστημα αναφοράς, μια επιλογή, δηλαδή, μεταξύ πολλών εναλλακτικών, αλλά εξίσου βιώσιμων – θέμα σύμβασης ή καταγραφής συμβάντων.
Το δίδαγμα οδηγεί κατευθείαν, τόσο σε χωρική, όσο και σε χρονική, κβαντική μη τοπικότητα.
Τα μυστήρια που σχετίζονται με τα διαπλεγμένα ζεύγη σωματιδίων, αποτελούν ασυμφωνίες σχετικά με την καταγραφή της παρατήρησης, που προκαλούνται λόγω σχετικότητας.
Ο Αϊνστάιν έδειξε ότι καμία ακολουθία γεγονότων δεν μπορεί να είναι μεταφυσικά προνομιούχος – μπορεί, δηλαδή, να θεωρηθεί πιο πραγματική – από οποιαδήποτε άλλη. Μόνο με την αποδοχή αυτής της γνώσης μπορεί κάποιος να προχωρήσει σε τέτοια κβαντικά παζλ.
Τα διάφορα πλαίσια αναφοράς στο πείραμα του Εβραϊκού Πανεπιστημίου (το πλαίσιο του εργαστηρίου, το πλαίσιο του φωτονίου 1, το πλαίσιο του φωτονίου 4 κ.ο.κ.) έχουν τους δικούς τους «ιστορικούς», φερ’ ειπείν.
Ενώ αυτοί οι «ιστορικοί» θα διαφωνήσουν για τον τρόπο με τον οποίο τα πράγματα συνέβησαν, κανένας από αυτούς δεν μπορεί να διεκδικήσει μια θέση στην απόλυτη αλήθεια. 

Μια εντελώς διαφορετική ακολουθία γεγονότων, ξεδιπλώνεται από τον καθένα τους, σύμφωνα με αυτή τη χωροχρονική άποψη.
Σαφώς, λοιπόν, οποιαδήποτε απόπειρα εκχώρησης ιδιοτήτων συγκεκριμένων πλαισίων αναφοράς γενικά ή σύνδεσης γενικών ιδιοτήτων σε ένα συγκεκριμένο πλαίσιο αναφοράς, θα προκαλέσει διχογνωμίες μεταξύ των «ιστορικών».
Αλλά εδώ είναι το θέμα: ενώ μπορεί να υπάρχει αποδεκτή ασυμφωνία ως προς ποιες ιδιότητες πρέπει να ανατεθούν σε ποια σωματίδια και πότε, δεν πρέπει να υπάρχει διαφωνία σχετικά με την ίδια την ύπαρξη αυτών των ιδιοτήτων, σωματιδίων και γεγονότων.
Αυτά τα ευρήματα «φυτεύουν» ακόμα μια σφήνα, ανάμεσα στις αγαπημένες μας κλασικές διαισθήσεις και τις εμπειρικές πραγματικότητες της κβαντικής μηχανικής.
Όπως ισχύει για τον Schrödinger και τους συγχρόνους του, η επιστημονική πρόοδος, θα περιλαμβάνει τη ανάμιξη στην διερεύνηση των περιορισμών, ορισμένων μεταφυσικών απόψεων.
Η γάτα του Schrödinger, μισοζωντανή και μισονεκρή, δημιουργήθηκε για να δείξει πώς η διεμπλοκή συστημάτων οδηγεί σε μακροσκοπικά φαινόμενα που αψηφούν τη συνήθη κατανόηση των σχέσεων μεταξύ αντικειμένων και ιδιοτήτων τους: ένας οργανισμός όπως μια γάτα είναι είτε νεκρός είτε ζωντανός, δεν υπάρχει ενδιάμεσο έδαφος.
Οι περισσότεροι σύγχρονοι φιλοσοφικοί απολογισμοί της σχέσης μεταξύ αντικειμένων και ιδιοτήτων τους, αγκαλιάζουν την διεμπλοκή, αποκλειστικά, από την προοπτική της χωρικής μη τοπικότητας.
Αλλά υπάρχει ακόμα σημαντική δουλειά για την ενσωμάτωση της χρονικής μη τοπικότητας – όχι μόνο σε συζητήσεις αντικειμένων-ιδιοτήτων, αλλά και σε αντιπαραθέσεις σχετικές με την υλική σύνθεση (όπως η σχέση ανάμεσα σε ένα κομμάτι πηλού και το άγαλμα που σχηματίζει) και σε σχέσεις του μερικού με το όλον (όπως το πώς ένα χέρι σχετίζεται με ένα άκρο ή ένα άκρο με ένα άτομο).
Για παράδειγμα, το «παζλ» για το πώς τα μέρη συνταιριάζουν σε ένα σύνολο, προϋποθέτει σαφή χωρικά όρια μεταξύ των υποκείμενων συστατικών, ωστόσο η χωρική μη τοπικότητα στέκεται ενάντια σε αυτή την άποψη. 

Η χρονική μη τοπικότητα περιπλέκει περαιτέρω αυτή την εικόνα: πώς μπορεί κανείς να περιγράψει μια οντότητα, όταν τα συστατικά της μέρη, δεν συνυπάρχουν καν;
Η συνειδητοποίηση της φύσης της διεμπλοκής μπορεί, μερικές φορές, να είναι ένα άβολο έργο. 

Δεν είναι ξεκάθαρο ποια πραγματική «μεταφυσική» θα μπορούσε να προκύψει από τον έλεγχο της νέας αυτής συναρπαστικής έρευνας από τον Megidish και τους άλλους φυσικούς.
Σε μια επιστολή προς τον Αϊνστάιν, ο Schrödinger επισημαίνει σθεναρά (και αναπτύσσει και μια περίεργη μεταφορά): «Κάποιος έχει την αίσθηση ότι είναι ακριβώς αυτές οι πιο σημαντικές διατυπώσεις της νέας θεωρίας που μοιάζουν πραγματικά να πρέπει να συμπιεστούν σε «ισπανικές μπότες» – αλλά με δυσκολία».
Δεν μπορούμε να αγνοήσουμε τη χωρική ή τη χρονική μη τοπικότητα στη μελλοντική φυσική: ανεξάρτητα από το αν οι μπότες ταιριάζουν ή όχι, θα πρέπει να τις φορέσουμε.
     Το άρθρο αυτό δημοσιεύθηκε αρχικά στο Aeon και έχει αναδημοσιευτεί ως Creative Commons.
Αυστραλιανοί επιστήμονες δείχνουν ότι τα ταξείδια στον χρόνο είναι πιθανά
Οι επιστήμονες του Πανειστημίου του Queensland χρησιμοποίησαν ζεύγη φωτονίων για να μελετήσουν περιπτώσεις ταξιδιού στο χρόνο. 

Προσομοίωσαν τη συμπεριφορά δύο φωτονίων που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε δύο διαφορετικές περιπτώσεις.
Στην πρώτη περίπτωση, ένα φωτόνιο περνά μέσα από μια σκουληκότρυπα και στη συνέχεια βγαίνει σε παρελθόντα χρόνο και αλληλεπιδρά με τον παλαιότερο εαυτό του.
Image result for Australian Physicists Proved That Time Travel Is Possible
Στη δεύτερη περίπτωση, ένα φωτόνιο ταξιδεύει μέσω του κανονικού χωρόχρονου και αλληλεπιδρά με ένα άλλο φωτόνιο που είναι παγιδευμένο μέσα σε μια κλειστή χρονική καμπύλη.

«Οι ιδιότητες των κβαντικών σωματιδίων είναι «ασαφείς» ή αβέβαιες για να ξεκινήσουμε από αυτό, έτσι αυτό τους δίνει αρκετό χώρο για να αποφύγουμε τις ασυνεπείς καταστάσεις χρόνου ταξιδιού», δήλωσε ο συν-συγγραφέας καθηγητής Timothy Ralph. «Η μελέτη μάς παρέχει πληροφορίες για το πού και το πώς η φύση μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά από αυτό που προβλέπουν οι θεωρίες μας».

Παρόλο που είναι δυνατή η προσομοίωση της διαδρομής του χρόνου με μικροσκοπικά κβαντικά σωματίδια, το ίδιο μπορεί να μην είναι δυνατό για μεγαλύτερα σωματίδια ή άτομα, που είναι ομάδες σωματιδίων.

Το άρθρο δημοσιεύθηκε στο Nature Communications
Πηγές:
1. ELISE CRULL, 14 APR 2018, Science Alert
Η Elise Crull είναι assistant professor στην ιστορία και τη φιλοσοφία της επιστήμης στο City College της Νέας Υόρκης. Είναι συν-συγγραφέας του υπό έκδοση βιβλίου: «The ‘Einstein Paradox’: Debates on Nonlocality and Incompleteness in 1935».
2. The Science News Reporter
Related
Πειράματα υποδεικνύουν την ύπαρξη τέταρτης χωρικής διάστασης
7 Ιανουαρίου, 2018
ΣΕ "COSMIC"
Αδριανός και Σρέντι: «Spooky action at a distance»
3 Μαρτίου, 2019
ΣΕ "COSMIC"
Πόσο μακριά έχει φτάσει η τεχνολογία;
16 Σεπτεμβρίου, 2018
ΣΕ "COSMIC"
το άρθρο διάβασα στο:https://apodyoptes.com/2018/04/22/future-changes-past/