Οι φυσικοί εξετάζουν με σχολαστικό τρόπο την προέλευση του σύμπαντος στον επιταχυντή LHC του CERN, ελπίζοντας έτσι ότι την επόμενη χρονιά (2012) θα εμφανιστούν οι πρώτες αποδείξεις για την ύπαρξη ιδεών, που κάποτε ήταν επιστημονική φαντασία. Παρά τις όλο και πιο εξελιγμένες παρατηρήσεις του ουρανού από τον πλανήτη μας, μόνο το 4% του σύμπαντος μας είναι γνωστό – επειδή το υπόλοιπο αποτελείται από την αόρατη σκοτεινή ύλη και την σκοτεινή ενέργεια.Δισεκατομμύρια σωματίδια, που δημιουργούνται μετά από κάθε σύγκρουση στον LHC, εντοπίζονται σε τέσσερις ανιχνευτές στο CERN – και στη συνέχεια τα συνεργαζόμενα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο – προσπαθούν να διαπιστώσουν πότε και πώς δημιουργήθηκαν αλλά και τι φτιάχνουν στη συνέχεια.
Οι θεωρητικοί του CERN λένε πως αυτή η μελέτη θα μπορούσε να τους δώσει σαφή δείγματα των διαστάσεων στον κόσμο, πέρα από τις γνωστές (μήκος, πλάτος, βάθος και χρόνος), γιατί σε τόσο υψηλές ενέργειες τα σωματίδια θα μπορούσαν να τα δούμε να εξαφανίζονται – πιθανώς σε αυτές τις διαστάσεις – και στη συνέχεια να έρχονται πίσω στις κλασικές αυτές τέσσερις διαστάσεις.
Παράλληλα σύμπαντα
Τα παράλληλα σύμπαντα θα μπορούσαν, επίσης, να κρύβονται μέσα σε αυτές τις διαστάσεις, αλλά εκεί που το φως δεν μπορεί να διαδοθεί – γεγονός που θα καθιστούσε σχεδόν αδύνατο την εξερεύνηση τους.
Δεδομένου ότι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) θα αρχίσει να λειτουργεί σε ολοένα και πιο υψηλές ενέργειες την τρέχουσα χρονιά, οι φυσικοί μιλούν όλο και περισσότερο για μια «Νέα Φυσική» στον ορίζοντα, που θα μπορούσε να αλλάξει εντελώς τις σύγχρονες απόψεις για το πως λειτουργεί το σύμπαν.
Αρκετοί από τους κορυφαίους κοσμολόγους του κόσμου πιστεύουν ότι είμαστε όχι στο μοναδικό, αλλά σε ένα από τα πολλά σύμπαντα. Μέχρι στιγμής, όπως γνωρίζουμε, δεν υπάρχει καμία απόδειξη για το ότι υφίστανται και άλλα σύμπαντα εκεί έξω. Ορισμένες παραλλαγές αυτής της θεωρίας δείχνουν ότι υπάρχει τουλάχιστον ένα άλλο σύμπαν πολύ κοντά στο δικό μας, που χωρίζονται ίσως από μια μεμβράνη πάχους μόλις ενός χιλιοστού, μια θεωρία που αν αληθεύει, θα μπορούσε να εντοπιστεί από κάποια ενέργεια ή δυνάμεις σαν την βαρύτητα που να διαρρέει ανάμεσα στα δύο σύμπαντα.
Στην πραγματικότητα, όπως προβλέπεται από τους θεωρητικούς των βρανών, αυτή η «διαρροή» θα μπορούσε να είναι υπεύθυνη για την παραγωγή της σκοτεινής ενέργειας από ένα άλλο παράλληλο σύμπαν, που η επίδραση του γίνεται αισθητή στο δικό μας, μέσω της βαρυτικής έλξης του.
Δεν είναι επιστημονική φαντασία οι πολλαπλοί κόσμοι του Everett
Αν και δεν έχει αποδειχθεί τίποτα ακόμα, πολλοί σοβαροί επιστήμονες λένε τώρα ότι υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι οι παράλληλες διαστάσεις θα μπορούσαν κάλλιστα να μην είναι στη φαντασία μας, αλλά πραγματικότητα.
"Η ιδέα των πολλαπλών κόσμων είναι κάτι περισσότερο από μια φανταστική εφεύρεση – αναδύεται φυσικά μέσα σε αρκετές επιστημονικές θεωρίες και αξίζει να ληφθεί σοβαρά υπόψη», δήλωσε ο Aurelien Barrau, ένας Γάλλος φυσικός σωματιδίων στο CERN.
Υπάρχει δε μια ποικιλία από ανταγωνιστικές θεωρίες, που βασίζονται στην ιδέα των παράλληλων κόσμων, αλλά η πιο βασική ιδέα είναι ότι εάν το σύμπαν είναι άπειρο, τότε όλα όσα θα μπορούσαν ενδεχομένως να συμβούν έχουν συμβεί, ή συμβαίνουν, ή πρόκειται να συμβούν.
Σύμφωνα με την κβαντομηχανική, τίποτα στο υποατομικό επίπεδο δεν μπορεί πραγματικά να λεχθεί ότι υπάρχει, μέχρις ότου διαπιστωθεί. Μέχρι τότε, τα σωματίδια καταλαμβάνουν αβέβαιες καταστάσεις "υπέρθεσης", στις οποίες μπορούν να έχουν ταυτόχρονα ένα "πάνω" και ένα "κάτω" σπιν, ή φαίνεται να είναι σε διαφορετικά μέρη ταυτόχρονα. Η απλή πράξη της παρατήρησης τους, κατά κάποιο τρόπο φαίνεται να "καθηλώνει" μια ιδιαίτερη κατάσταση της πραγματικότητας. Οι φυσικοί δεν έχουν ακόμα μια τέλεια επεξήγηση για το πώς συμβαίνει αυτό, αλλά αυτό δεν αλλάζει το γεγονός ότι το φαινόμενα αυτά συμβαίνουν παρότι είναι παράδοξα.
Τα απαρατήρητα σωματίδια περιγράφονται από τις "κυματοσυναρτήσεις” που αντιπροσωπεύουν ένα σύνολο από πολλαπλές «πιθανές» καταστάσεις. Όταν ένας παρατηρητής κάνει μια μέτρηση, τότε το σωματίδιο βρίσκονται σε μία από αυτές τις πολλαπλές επιλογές (κατάστασης), οι οποίες κατά κάποιο τρόπο μπορούν να εξηγηθούν με την θεωρία του πολλαπλού σύμπαντος.
Η ύπαρξη ενός τέτοιου παράλληλου σύμπαντος "δεν υποθέτει ακόμη μια περίεργη σύγχρονη φυσική, γιατί απλώς ο χώρος είναι άπειρος και μάλλον ομοιόμορφα γεμάτος με ύλη, όπως προκύπτει από τις πρόσφατες αστρονομικές παρατηρήσεις," συμπεραίνει ο Max Tegmark, ένας κοσμολόγος στο ΜΙΤ, σε μια μελέτη για τους παράλληλους κόσμους, που δημοσιεύθηκε από το Πανεπιστήμιο του Cambridge.
Ο μαθηματικός Hugh Everett σε μια δημοσιευμένη του μελέτη-ορόσημο το 1957, ενώ ακόμα ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, έδειξε πώς η κβαντική θεωρία προβλέπει ότι μία απλή κλασική πραγματικότητα σταδιακά θα διαχωριστεί σε δύο ξεχωριστές, αλλά ταυτόχρονα υπάρχουσες πραγματικότητες.
"Αυτός είναι απλά ένας τρόπος να εμπιστευτούμε απόλυτα τις θεμελιώδεις εξισώσεις της κβαντομηχανικής," λέει ο Barrau. «Οι κόσμοι δεν είναι χωρισμένοι στον χώρο, αλλά υπάρχουν ως είδη “παράλληλων συμπάντων”.
Εν μέρει επειδή η ιδέα αυτή είναι τόσο παράξενη, είναι απορριπτέα ως επιστημονική φαντασία από πολλούς κριτικούς. Όμως υπάρχουν και πολλοί αξιόπιστοι υποστηρικτές της θεωρίας αυτής – μια ομάδα που κερδίζει συνεχώς νέους οπαδούς, καθώς η νέα έρευνα μας αποκαλύπτει νέα στοιχεία. Κάποια έρευνα στην Οξφόρδη – για πρώτη φορά – πρόσφατα βρήκε μια μαθηματική απάντηση που σαρώνει μία από τις βασικές αντιρρήσεις ως προς την αμφιλεγόμενη αυτή ιδέα.
Η έρευνά δείχνει ότι ο Everett ήταν πράγματι στον σωστό δρόμο, όταν μας έδωσε την πολύ παράξενη θεωρία του. Η ομάδα της Οξφόρδης, με επικεφαλής τον Δρ David Deutsch, έδειξε μαθηματικά ότι το πολυσύμπαν (που μοιάζει σαν ένα θάμνο που διακλαδίζεται), που δημιουργήθηκε από το αρχικό Σύμπαν αφού διαιρέθηκε σε παράλληλες εκδοχές του εαυτού του, μπορεί να εξηγήσει την πιθανολογική φύση των κβαντικών αποτελεσμάτων.
Αυτή η εργασία έχει μια άλλη παράξενη επίπτωση. Η ιδέα των παράλληλων κόσμων προφανώς θα συμβαδίσει με μία κατηγορία-κλειδί για το ταξίδι στο χρόνο. Επειδή από το 1949 ο μεγάλος επιστήμων της λογικής Kurt Godel το απέρριπτε, πολλοί επιφανείς φυσικοί τάχθηκαν κατά του ταξιδιού στο χρόνο, διότι υπονομεύει τις ιδέες της αιτίας και του αποτελέσματος. Ένα παράδειγμα είναι το περίφημο "παράδοξο του παππού", όταν ένας ταξιδιώτης πηγαίνει πίσω στο χρόνο για να σκοτώσει τον παππού του, κι έτσι αυτός ποτέ δεν θα μπορούσε να γεννηθεί.
Τα μαθηματικά ενισχύουν τον ισχυρισμό του Deutsch ότι η κβαντική θεωρία δεν απαγορεύει το ταξίδι στο χρόνο. "Απλώς κάνεις μια παράκαμψη, και πηγαίνεις σε ένα άλλο σύμπαν", λέει. Αλλά παραδέχεται ότι θα υπάρξει πολλή δουλειά ώστε να μπορέσουμε να χειραγωγήσουμε τον χωροχρόνο με έναν τρόπο, που να κάνει τα “άλματα” δυνατά. Ενώ μπορεί να ακούγεται ευφάνταστο, ο Deutsch λέει ότι η επιστημονική έρευνα συνεχώς κάνει τη θεωρία πιο πιστευτή.
«Πολλοί συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας υποστήριξαν ότι τα παράδοξα ταξίδια στο χρόνο θα λυθούν με τους παράλληλους κόσμους, αλλά στη δουλειά μου, το συμπέρασμα αυτό συνάγεται από την ίδια την κβαντική θεωρία."
Η διαχωριστική γραμμή μεταξύ της φυσικής και μεταφυσικής δεν καθορίζεται από το αν μια οντότητα μπορεί να παρατηρηθεί, αλλά αν είναι ελέγξιμη, επιμένει ο Tegmark.
Ο ίδιος επισημαίνει ότι φαινόμενα όπως είναι οι μαύρες τρύπες, ο καμπύλος χώρος, η επιβράδυνση του χρόνου σε υψηλές ταχύτητες, ακόμα και μία στρογγυλή Γη, που όλοι στο παρελθόν την απέρριπταν ως επιστημονική αίρεση προτού αποδειχθεί μέσω πειραματισμών, υπάρχουν ακόμη και αν ορισμένα δεν τα κατανοούμε δια της παρατήρησης. Είναι πιθανό, συμπεραίνει ο Tegmark ότι τα μοντέλα του πολυσύμπαντος που βασίζονται στη σύγχρονη φυσική τελικά θα ελεγχθούν εμπειρικά.
Πηγή: physics4u.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου