ΤΟ ΠΟΛΥΣΥΜΠΑΝ

Πολυσύμπαν

Σύμφωνα με τις προβλέψεις της Θεωρίας Χορδών, ενδεχομένως το Σύμπαν μας να μην είναι το "μοναδικό" αλλά ένα μέλος ενός απειροσυνόλου Συμπάντων.

Η ολότητα των αυτών των πιθανολογικών και αμφιλεγόμενης ύπαρξης Συμπάντων ονομάζεται Πολυσύμπαν.

Γενικά
Το γνωστό Σύμπαν έχει ακτίνα περίπου 13,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός ή 4 Χ 1026 μέτρα. Αποτελείται από εκείνα τα Ουράνιο Σώμα
Ουράνια Σώματα]], το φως των οποίων είχε το χρόνο να φτάσει στην Σημερινή Εποχή.
Ομοιάζει σαν νοητή σφαίρα η οποία συνεχώς διαστέλλεται. Πέρα από αυτήν την απόσταση όλα είναι εντελώς άγνωστα.
Πείραμα Μπούμεραγκ
Ωστόσο το 2001 το πείραμα Μπούμερανγκ, που πραγματοποιήθηκε στην Ανταρκτική, απέδειξε ότι το Σύμπαν είναι επίπεδο, δηλαδή ο Χώρος του μπορεί να εκτείνεται στο άπειρο. Αν λοιπόν ο Χώρος είναι άπειρος, τότε, καθώς το Σύμπαν διαστέλλεται, ακόμα και τα πιο απίθανα πράγματα κάποτε θα εμφανιστούν στον ορίζοντά μας. Παράλληλα Σύμπαντα ή εξωτικά αντικείμενα όπως Κοσμικές Χορδές και Μαγνητικά Μονόπολα είναι μερικά παράξενα αντικείμενα που ίσως δούμε στο απώτερο μέλλον.
Φυσικές Σταθερές
Το μεγάλο ερώτημα της Κοσμολογίας είναι γιατί υπάρχει το συγκεκριμένο Σύμπαν όπου οι φυσικές σταθερές, όπως π.χ. το φορτίο των ηλεκτρονίων, έχουν συγκεκριμένες τιμές και όχι άλλες. Η υπόθεση του Πολυσύμπαντος φαίνεται να δίνει την πιο λογική ερμηνεία: Το δικό μας Σύμπαν ίναι ένα από πολλά υπάρχοντα διαφορετικά Σύμπαντα.
Τύποι Πολυσύμπαντος
Το Πολυσύμπαν Ι
Άπειρα παράλληλα Σύμπαντα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από μας στοιχειοθετούν το Πολυσύμπαν τύπου Ι. Αυτό αποτελεί το πιο διαδεδομένο Κοσμολογικό Μοντέλο. Επιπλέον αντιμετωπίζει τις λιγότερες αμφισβητήσεις. Σε απόσταση περίπου 1028 μέτρα από τη Γη πρέπει να υπάρχει μια άλλη πανομοιότυπη Γη κι ένας άλλος εαυτός μας. Έχει την ίδια εμφάνιση με εμάς και μοιραζόμαστε περίπου τις ίδιες αναμνήσεις.
Ωστόσο ζει μια διαφορετική ζωή, έχοντας κάνει τις επιλογές που εμείς απορρίψαμε. Η συγκεκριμένη απόσταση είναι τεράστια, ακόμα και για τα αστρονομικά δεδομένα. Έτσι δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε τα κοσμικά μας αντίγραφα. Δεν αποκλείεται όμως να συμβεί κάτι τέτοιο στο απώτερο μέλλον, καθώς η συνεχής επέκταση του σύμπαντος μας θα συμπεριλάβει αναπόφευκτα καινούριες περιοχές.

Όπως ακριβώς ένα πλοίο που δεν είναι ορατό πριν εμφανιστεί στον ορίζοντα, δε σημαίνει ότι επειδή δεν το βλέπουμε δεν υπάρχει. Θεωρητικά, σε μερικά δισεκατομμύρια χρόνια οι απόγονοί μας θα αντικρίσουν τα μακρινά αυτά Σύμπαντα.
Στο Πολυσύμπαν Ι ισχύει η ίδια Φυσική καθώς και οι ίδιες φυσικές σταθερές με τις δικές μας. Οι τέσσερις βασικές θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις που δημιούργησαν το δικό μας Σύμπαν (η ασθενής πυρηνική, η ισχυρή πυρηνική, η ηλεκτρομαγνητική και η βαρυτική) κυριαρχούν και σε αυτό.

Πρόσφατες θεωρίες υποστηρίζουν ότι αιτία της ομοιότητας είναι το Big Bang. Συγκεκριμένα, αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη η ύλη διαδόθηκε παντού τόσο τυχαία όσο ακριβώς χρειαζόταν ώστε να προκύψουν όλες οι πιθανές εκδοχές Δημιουργίας. Ακολούθως το Big Bang δημιούργησε το Πολυσύμπαν Ι, και μάλιστα με τέτοιο τρόπο ώστε να συμπεριλάβει όλα τα ενδεχόμενα Σύμπαντα στα οποία θα μπορούσε να εμφανιστεί ζωή.
Πολυσύμπαν ΙΙ
Αυτό είναι ένα σύνολο από παράλληλα Σύμπαντα φυσαλίδων που πρώτος περιέγραψε ο φυσικός Άλαν Γκουθ. Υποστήριξε ότι το "Τοπικό Σύμπαν" είναι προϊόν μιας αρχικής υπερταχείας διαστολής (Κοσμικός Πληθωρισμός) η οποία συνεχίζεται και θα συνεχίζεται επ' άπειρον.
Ωστόσο ορισμένες περιοχές σταματούν να διευρύνονται και σχηματοποιούνται με τη μορφή Κοσμική Φυσαλίδα
φυσαλίδων]] μέσα στο κενό. Μια τέτοια φυσαλίδα είναι και το δικό μας Σύμπαν. Άπειρες παρόμοιες φυσαλίδες απαρτίζουν το Πολυσύμπαν τύπου ΙΙ. Εδώ δε θα μπορέσουμε ποτέ να συναντήσουμε τους διδύμους μας, αν υπάρχουν. Αιτία είναι ο Χωρόχρονος, ο οποίος διαστέλλεται με ταχύτητες πολλαπλάσιες του φωτός. Κατά συνέπεια, το φως δε θα μπορέσει να καλύψει ποτέ την απόσταση που μας χωρίζει και να φθάσει έτσι στα τηλεσκόπιά μας.
* Έναν άλλο τρόπο για να φτάσουμε στο Πολυσύμπαν του Γκουθ προτείνει η Θεωρία των Κοσμικών Μεμβρανών (Θεωρία Μ). Πρώτος τη διατύπωσε ο φυσικός Ρίτσαρντ Τόλμαν, τη δεκαετία του 1930. Ας παρομοιάσουμε τις κοσμικές μεμβράνες σαν τρισδιάστατες νησίδες μέσα στο Χωρόχρονο, που έχει Πρόσθετες Διαστάσεις (εννέα έως δώδεκα διαστάσεις). Εκεί η Ύλη δομείται σύμφωνα με τους κλασσικούς νόμους της Φυσικής.
* Οι Στάινχαρντ και Τούροκ, φυσικοί στα Πανεπιστήμια του Πρίνστον και Κέιμπριτζ αντίστοιχα, εξέλιξαν την εν λόγω θεωρία υποθέτοντας ότι υπάρχουν περισσότερες από μία κοσμικές μεμβράνες. Έτσι θα ήταν δυνατή η ύπαρξη πολλών Παράλληλων Συμπάντων. Όμως το μόνο φαινόμενο που θα αντιλαμβανόμασταν από την παρουσία τους θα ήταν η Βαρυτική Αλληλεπίδραση. Έτσι, μόνον η βαρύτητα μπορεί να επιδράσει εκτός του τετραδιάστατου Χωροχρόνου. Όλες οι υπόλοιπες αλληλεπιδράσεις, μεταξύ τους και το φως, βρίσκονται εγκλωβισμένες πάνω στις κοσμικές μεμβράνες.
* Ο Σάββας Δημόπουλος, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, στις ΗΠΑ, έχει αναπτύξει τη σημαντικότερη Θεωρία για τις Κρυμμένες Διαστάσεις του Χώρου. Όπως εξηγεί, "θα μπορούσαμε να φανταστούμε κάποια άλλα όντα να συνυπάρχουν δίπλα μας σε κάποιο άλλο Σύμπαν, σε κάθε χιλιοστό του χώρου στον οποίο ζούμε. Ωστόσο δε θα γίνονταν ποτέ αντιληπτά, γιατί μεσολαβούν μεταξύ μας άλλες διαστάσεις".
Πολυσύμπαν ΙΙΙ
Οι διάσπαρτοι, παράλληλοι κόσμοι του Πολυσύμπαντος Ι και ΙΙ, που βρίσκονται πέρα από το δικό μας Σύμπαν, απέχουν μεταξύ τους δισεκατομμύρια έτη φωτός. Το Πολυσύμπαν τύπου ΙΙΙ όμως βρίσκεται δίπλα μας, γύρω μας, ανάμεσά μας. Το παράδοξο μοντέλο περιγράφηκε το 1957 από το φυσικό Χιου Έβερετ, από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. Ονομάζεται Μοντέλο των Πολλαπλών Κόσμων και υποστηρίζει ότι το Πολυσύμπαν αποτελείται ουσιαστικά από διαφορετικές εκδοχές του ίδιου σύμπαντος. Ο Χρόνος δεν είναι μια τακτική διαδοχή γεγονότων, αλλά μια διαρκής μετάπτωση από τον έναν πιθανό κόσμο σε κάποιον άλλο.
Το συγκεκριμένο μοντέλο έχει δεχτεί σφοδρότατες επιθέσεις τα τελευταία σαράντα χρόνια. Ο Έβερετ το συνέλαβε όταν προσπαθούσε να ερμηνεύσει ένα από τα πιο περίεργα φαινόμενα της Κβαντομηχανικής, την τάση που έχουν τα θεμελιώδη σωματίδια (π.χ. ηλεκτρόνια και φωτόνια) να βρίσκονται συγχρόνως σε περισσότερες από μία καταστάσεις, όπως ένα ζάρι που φέρνει και τους έξι αριθμούς ταυτόχρονα. Εμείς, εγκλωβισμένοι στο δικό μας σύμπαν, μπορούμε να παρακολουθήσουμε ένα μέρος μόνο της κβαντικής πραγματικότητας.
Η έντονη διαφωνία των θεωρητικών φυσικών με το μοντέλο του Έβερετ έγκειται στο ότι το φαινόμενο παρατηρείται μόνο στον Μικρόκοσμο των υποατομικών σωματιδίων. Κατά συνέπεια χαρακτηρίζουν ως αυθαίρετη την υιοθέτησή του στο Μακρόκοσμο του Σύμπαντος.
Πολυσύμπαν IV
Οι αρχικές συνθήκες δημιουργίας και οι φυσικές σταθερές στα Πολυσύμπαντα Ι, ΙΙ και ΙΙΙ διαφέρουν, όμως οι θεμελιώδεις φυσικοί νόμοι που ρυθμίζουν τα φυσικά φαινόμενα και επομένως και την ζωή παραμένουν ίδιοι. Η μόνη διαφορά είναι ότι το Πολυσύμπαν ΙΙΙ προσθέτει πλήθος νέα αντίγραφα της ίδιας πραγματικότητας.
Ωστόσο ενδεχομένως υπάρχει ένα Σύμπαν στο οποίο δεν ισχύει κανένας από τους γνωστούς φυσικούς νόμους. Και πώς γίνεται αυτό; Αλλάζοντας τα Μαθηματικά, δηλαδή τις εξισώσεις και τα αξιώματα που περιγράφουν τους Φυσικούς Νόμους. Το αποτέλεσμα είναι νέοι φυσικοί νόμοι που οδηγούν σε άπειρους Κόσμους εντελώς διαφορετικούς μεταξύ τους. Το σύνολο αυτών των Κόσμων μάς δίνει το Πολυσύμπαν ΙV. Πρόκειται για το μοντέλο που πρότεινε ο Μαξ Τέγκμαρκ, καθηγητής Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια, στις ΗΠΑ.
Για να γίνει περισσότερο κατανοητό το Πολυσύμπαν IV, ας δώσουμε ένα παράδειγμα. Στο δικό μας Σύμπαν ισχύει το αξίωμα ότι από ένα σημείο περνούν άπειρες ευθείες. Ας φανταστούμε ένα Σύμπαν στο οποίο, όταν από ένα σημείο περάσουν πάνω από τρεις ευθείες, μετατρέπεται και το ίδιο σε ευθεία ή ακόμα και εξαφανίζεται. Ουσιαστικά πρόκειται για μια ριζοσπαστική προσέγγιση του φυσικού κόσμου μέσα από τα Μαθηματικά. Κάθε μαθηματικό μοντέλο περιγράφει κι ένα διαφορετικό Σύμπαν.
Προοπτικές
Μέσα στην επόμενη δεκαετία πανίσχυρα τηλεσκόπια θα ανοίξουν νέους ορίζοντες στην παρατήρηση. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα οι θεωρίες των Πολυσυμπάντων Ι και ΙΙ να ισχυροποιηθούν ή, αντίθετα, να καταρριφθούν. Επιπλέον, αν οι προσπάθειες για την κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή καρποφορήσουν, το Πολυσύμπαν ΙΙΙ θα εδραιωθεί ή θα απορριφθεί.
Το πλέον προχωρημένο μοντέλο, αυτό του Πολυσύμπαντος IV, θα είναι δυνατό να μελετηθεί πιο διεξοδικά αν ενοποιηθεί η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας και η Θεωρία των Κβαντικών Πεδίων.
Επομένως ο δρόμος για την επίλυση αυτού του ζητήματος φαίνεται να είναι μακρύς.
Βιβλιογραφία
* T. Hey & P. Walters, Το Κβαντικό Σύμπαν, εκδόσεις Κάτοπτρο.
* J. B. Field - E. J. Chaisson, Το Αθέατο Σύμπαν, εκδόσεις Πανεπιστημίου Κρήτης