Στην ουσία, η “Θεωρία της σχετικότητας” εµβαθύνει στα πιο σπουδαία κοσµικά φαινόµενα: όπως οι µαύρες τρύπες και η γέννηση του Σύµπαντος. Ο τοµέας της σχετικότητας περιλαµβάνει ολόκληρο το Σύµπαν. Από την άλλη, η κβαντική θεωρία διερευνά τη συµπεριφορά της ύλης σε πιο µικροσκοπική κλίµακα. Αντικείµενό της είναι τα πλέον µικροσκοπικά σωµατίδια της φύσης, δηλαδή αυτά που κρύβονται βαθιά στον πυρήνα του ατόµου.
Τo “πάντρεµα” αυτών των δύο πεδίων σκέψης και η διαµόρφωση µίας συνεκτικής θεωρίας είναι ένα φιλόδοξο εγχείρηµα, το οποίο βασίζεται και οικοδοµείται πάνω στα θεµέλια που έβαλε ο Αϊνστάιν. Για να έχει αποτέλεσµα, όµως, οι επιστήµονες θα πρέπει πρώτα να καθορίσουν µια ζωτικής σηµασίας αλήθεια: πώς δηµιουργήθηκε το Σύµπαν.
Εδώ είναι που τα δύο πεδία σκέψης αποκλίνουν.
Εάν δεχθούµε τη “Θεωρία της σχετικότητας” του Αϊνστάιν, τότε το Σύµπαν µοιάζει µε φυσαλίδα η οποία διαστέλλεται. Εµείς ζούµε στο περίβληµα αυτής της φυσαλίδας, η οποία εξερράγη πριν από 13,8 δισεκατοµµύρια χρόνια: αναφέροµαι στη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτή γέννησε το µοναδικό Σύµπαν, όπως το γνωρίζουµε.
Η κβαντική θεωρία στηρίζεται σε µια θεµελιωδώς διαφορετική παράµετρο: την πολλαπλότητα. Τα υποατοµικά σωµατίδια µπορούν να υπάρχουν συγχρόνως σε διαφορετικές καταστάσεις. Για παράδειγµα, το ηλεκτρόνιο: ένα υποατοµικό σωµατίδιο µε αρνητικό φορτίο. Θαυµαστές συσκευές της καθηµερινότητας, όπως το ραδιόφωνο, οι υπολογιστές και τo λέιζερ, οφείλουν την ύπαρξή τους στο ηλεκτρόνιο, που, κατά µία έννοια, µπορεί να βρίσκεται σε πολλά µέρη ταυτόχρονα. Η συµπεριφορά του αψηφά τη συµβατική αντίληψη που έχουµε για την πραγµατικότητα.
Εδώ είναι το κλειδί: όπως η κβαντική θεωρία µάς “επιβάλλει” να δεχθούµε ότι υπάρχουν πολλαπλά ηλεκτρόνια την ίδια στιγµή, έτσι και η εφαρµογή αυτής της θεωρίας σε ολόκληρο το Σύµπαν µάς “επιβάλλει” να δεχτούµε ότι υπάρχουν πολλαπλά σύµπαντα – ένα Πολυσύµπαν από Σύµπαντα. Με την ίδια λογική, η µία και µόνη φυσαλίδα που συνέλαβε η διάνοια του Αϊνστάιν µετατρέπεται σε ένα “σύννεφο” φυσαλίδων από παράλληλα Σύµπαντα, που συνέχεια “αυτοεκρήγνυνται” ή σκάνε από την πρόσκρουσή τους µε άλλες φυσαλίδες. Στο σενάριο αυτό, µια Μεγάλη Έκρηξη θα µπορούσε να συµβαίνει διαρκώς κάπου µακριά, προκαλώντας την απόσχιση ή την ένωση αυτών των Συµπάντων που παροµοιάζουµε µε φυσαλίδες.
Στη Φυσική, η έννοια του Πολυσύµπαντος αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο ενός πρωτοπόρου πεδίου µελέτης, το οποίο βασίζεται στη “Θεωρία των πάντων”. Πρόκειται για τη “Θεωρία των χορδών”, όπου επικεντρώνεται η έρευνά µου. Σύµφωνα µε αυτήν, τα υποατοµικά σωµατίδια είναι απλώς διαφορετικές νότες σε µια µικροσκοπική χορδή που πάλλεται, γεγονός που εξηγεί γιατί υπάρχουν τόσα πολλά. Κάθε δόνηση της χορδής, ή αντήχηση, αντιστοιχεί και σε άλλο σωµατίδιο. Οι αρµονίες της χορδής αντιστοιχούν στους νόµους της Φυσικής. Οι µελωδίες της χορδής εξηγούν τη Χηµεία.
Υπό αυτό το πρίσµα, το Σύµπαν είναι µια συµφωνία εγχόρδων. Η “Θεωρία των χορδών” υποστηρίζει ότι υπάρχει άπειρος αριθµός παράλληλων Συµπάντων και ότι το Σύµπαν µας είναι απλώς ένα από αυτά.
Μια συζήτηση που κάναµε κάποτε µε τον Νοµπελίστα φυσικό Steven Weinberg αποτυπώνει παραστατικά τη θεωρία. “Φαντάσου να κάθεσαι στο σαλόνι σου”, µου είπε, “και να ακούς ραδιόφωνο. Στο δωµάτιο υπάρχουν κύµατα από εκατοντάδες ραδιοφωνικούς σταθµούς, όµως το ραδιόφωνό σου είναι συντονισµένο σε µία µόνο συχνότητα. Μπορείς να ακούσεις µόνο τον σταθµό που µεταδίδει η συσκευή σου – εν ολίγοις, ο σταθµός που ακούς δονείται σε αρµονία µε το τρανζίστορ σου”.
Τώρα φανταστείτε πως το σαλόνι σας είναι γεµάτο µε τα κύµατα όλων των ηλεκτρονίων και των ατόµων που δονούνται στον συγκεκριµένο χώρο. Αυτά τα κύµατα µπορεί να υποδηλώνουν διαφορετικές πραγµατικότητες – κάποια µπορεί να περιέχει δεινόσαυρους ή εξωγήινους. Ναι, µες στο σαλόνι σας. Είναι δύσκολο, όµως, να αλληλεπιδράσετε, επειδή δεν δονείστε σε συντονισµό µαζί τους. Έχετε αποκοπεί από αυτές τις παράλληλες πραγµατικότητες.
Υπάρχει µια άσκηση που οι συνάδελφοί µου και εγώ βάζουµε καµιά φορά στους διδακτορικούς φοιτητές στο τµήµα Θεωρίας της Φυσικής. Τους ζητάµε να λύσουν ένα πρόβληµα υπολογίζοντας την πιθανότητα να ξυπνήσει κάποιος αύριο στον πλανήτη Άρη. Η κβαντική θεωρία στηρίζεται στην “Αρχή της αβεβαιότητας του Χάιζενµπεργκ”, η οποία αφήνει µια µικρή πιθανότητα να υπάρξουµε και σε µέρη όπως ο Άρης. Εποµένως, υπάρχει µια ελάχιστη µα µετρήσιµη πιθανότητα το κβαντικό µας κύµα να διαπεράσει τον χωροχρόνο και να βρεθεί στον Άρη.
Εάν, όµως, κάνετε τους υπολογισµούς, θα διαπιστώσετε πως, για να συµβεί αυτό, θα χρειαστεί να περιµένετε περισσότερο από όση είναι η ηλικία του Σύµπαντος. Εποµένως, το πιθανότερο είναι αύριο να ξυπνήσετε στο κρεβάτι σας και όχι στον Άρη. Παραφράζοντας τον σπουδαίο Βρετανό γενετιστή J.B.S. Haldane, η πραγµατικότητα δεν είναι πιο αλλόκοτη από όσο υποθέτουµε, αλλά πιο αλλόκοτη από όσο µπορούµε να υποθέσουµε.
Έχουν περάσει πάνω από 60 χρόνια από τον θάνατο του Αϊνστάιν, και ακόµη ανατρέχω σε εκείνη τη φωτογραφία που πρωτοείδα 8 ετών: το γραφείο του, το ηµιτελές έργο του, η µεγάλη επίδραση. Στην προσπάθειά µας να συνθέσουµε δύο αντίθετες οπτικές για το Σύµπαν, έχουµε αποµείνει µε µια σειρά θεµελιωδών ερωτηµάτων που ακόµη αναζητούν απαντήσεις. Μπορεί να υπάρχουµε σε πολλαπλές καταστάσεις; Τι θα συνέβαινε εάν είχαµε επιλέξει διαφορετική επαγγελµατική σταδιοδροµία; Εάν είχαµε παντρευτεί άλλο άτοµο; Εάν –µε κάποιον τρόπο– µπορούσαµε να αλλάξουµε την έκβαση καθοριστικών για τη ζωή µας γεγονότων από το παρελθόν; Όπως έγραψε κάποτε ο Αϊνστάιν, “ο διαχωρισµός ανάµεσα στο παρελθόν, το παρόν και το µέλλον είναι απλώς µια εµµονική ψευδαίσθηση”.
Ίσως υπάρχουν σωσίες µας οι οποίοι ζουν εντελώς διαφορετικές ζωές. Εάν η “Θεωρία των πάντων” ισχύει, τότε ίσως υπάρχει ένα παράλληλο Σύµπαν όπου είµαστε δισεκατοµµυριούχοι και σχεδιάζουµε την επόµενη απόδρασή µας ή όπου ζούµε άστεγοι αναζητώντας απεγνωσµένα το επόµενο γεύµα µας. Ποιος ξέρει; Μια απλή κβαντική διακλάδωση στην πορεία µας µπορεί να έχει κάνει όλη τη διαφορά.
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου