Είναι το Multiverse Real; Η επιστήμη πίσω από το "Όλα παντού όλα ταυτόχρονα"

Υπάρχουν πολυσύμπαν; Είναι το σύμπαν μας ένα από τα πολλά; Το multiverse είναι μια βασική συσκευή πλοκής στην επιτυχημένη ταινία Όλα Παντού Ταυτόχρονα—σε προνομιακή θέση να κερδίσει πολλά στα 95α Βραβεία Όσκαρ, γνωστό και ως Όσκαρ, στα οποία μια Κινέζα μετανάστης εξερευνά παράλληλα σύμπαντα όπου ζει εντελώς διαφορετικές ζωές.

Έχει όμως το πολυσύμπαν κάποια βάση στην επιστήμη;

Στην ταινία, ο χαρακτήρας της Michelle Yeoh, Evelyn Wang, συνδέεται με εκδοχές του εαυτού της σε παράλληλα σύμπαντα για να αποτρέψει την καταστροφή του πολυσύμπαντος. Είναι τραβηγμένο; Φυσικά! Αλλά αυτή τη στιγμή, οι κοσμολόγοι προσπαθούν να καταλάβουν εάν υπάρχει μια ομάδα πολλαπλών συμπάντων που τρέχουν παράλληλα μεταξύ τους - και αν μπορεί να είναι κατοικήσιμα.

Τι είναι το πολυσύμπαν;

Είναι ένα καλάθι ιδεών από κοσμολόγους και κβαντικούς θεωρητικούς σχετικά με το ότι το σύμπαν μας μπορεί να μην είναι το μόνο και ότι μπορεί να μοιράζεται μια ανώτερη δομή με πολλά άλλα σύμπαντα. «Μερικοί προτείνουν ότι η έκρηξη του πληθωρισμού στα πρώτα στάδια του σύμπαντός μας μπορεί να είναι αιώνια, με μεμονωμένα σύμπαντα να αποκρυσταλλώνονται από αυτό, το καθένα γραμμένο με τους δικούς του μοναδικούς νόμους της φυσικής», είπε. Γκέριντ Λιούις Καθηγητής Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ, Αυστραλία και συγγραφέας του «Από πού προήλθε το Σύμπαν; Και άλλα Κοσμικά Ερωτήματα.» Σε αυτήν την κοσμολογική εξήγηση του πολυσύμπαντος, τα άλλα σύμπαντα παράλληλα με το δικό μας —αν υπάρχουν— μπορεί να είναι ή να μην είναι ικανά να συντηρήσουν τη ζωή.

Αυτή η έκρηξη του πληθωρισμού στο σύμπαν μας είναι, φυσικά, βασική απόδειξη ότι το σύμπαν μας αναδύθηκε από ένα καυτό, πυκνό σημείο - τη Μεγάλη Έκρηξη. Ωστόσο, τι συνέβη πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη - και αν άλλα σύμπαντα δημιουργήθηκαν ίσως ταυτόχρονα μαζί με το δικό μας - είναι εντελώς άγνωστο.

Συνήθεις παρανοήσεις για το πολυσύμπαν

Δεν υπάρχουν στοιχεία για άλλα σύμπαντα. Έτσι, η μεγαλύτερη παρανόηση για το πολυσύμπαν είναι ότι είναι μια θεωρία που έχει αποδειχθεί. "Δεν είναι - δεν έχει πραγματικά μαθηματική βάση - είναι μια συλλογή ιδεών", είπε ο Lewis. «Στον κύκλο της επιστήμης παραμένει στο στάδιο της υπόθεσης και πρέπει να γίνει μια ισχυρή πρόταση πριν μπορέσουμε να κατανοήσουμε πραγματικά τις συνέπειες».

Μία από τις τελευταίες θεωρίες του Stephen Hawking πριν από το θάνατό του το 2018 προβλέπει ότι το σύμπαν είναι πεπερασμένο και πολύ πιο απλό από ό,τι λένε πολλές τρέχουσες θεωρίες για τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτό έχει συνέπειες για το παράδειγμα του πολυσύμπαντος. «Δεν είμαστε σε ένα μοναδικό, μοναδικό σύμπαν, αλλά τα ευρήματά μας υποδηλώνουν σημαντική μείωση του πολυσύμπαντος, σε πολύ μικρότερο εύρος πιθανών συμπάντων». είπε Χόκινγκ.

Το 2020 ο νομπελίστας Sir Roger Penrose ισχυρίστηκε ότι ένα παλαιότερο σύμπαν υπήρχε πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη και μπορεί ακόμα να παρατηρηθεί σήμερα ως ουλή στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων (CMB). Το CMB είναι μια αχνή λάμψη ακτινοβολίας μικροκυμάτων πολύ μεγάλου μήκους κύματος που γεμίζει το σύμπαν μας, κάτι που αποτελεί βασικό μέρος των αποδείξεων για την ίδια τη Μεγάλη Έκρηξη. ΕΝΑ παρόμοια υπόθεση to Penrose's παρουσιάστηκε πέρυσι από την κοσμολόγο Laura Mersini-Houghton. Και οι δύο είναι ενδιαφέρουσες θεωρίες, αλλά και οι δύο είναι αβάσιμες. Προς το παρόν το πολυσύμπαν παραμένει μια υπέροχη ιδέα, αλλά λίγο περισσότερο.

Μπορεί ποτέ να αποδειχθεί το πολυσύμπαν;

Όπως καταλαβαίνουμε μέχρι στιγμής, όχι, γι' αυτό η συζήτηση για το πολυσύμπαν γελοιοποιείται από ορισμένους επιστήμονες. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορεί μια μέρα να γίνει επιστημονική θεωρία. «Δεν έχουμε ιδέα αν είναι ελεγχόμενο ή όχι», είπε ο Lewis. «Μόλις έχουμε τα μαθηματικά στα χέρια μας, θα έχουμε την ευκαιρία να δούμε αν μπορούμε να ανιχνεύσουμε την παρουσία άλλων συμπάντων… προς το παρόν δεν έχουμε ιδέα σε ποιο μονοπάτι βρισκόμαστε». Αυτό που χρειάζεται η επιστήμη είναι μια μαθηματική θεωρία για δοκιμή. Δεν έχει ακόμη ένα.

Θα μπορούσε να είναι δυνατό να πηδήξουμε ανάμεσα σε παράλληλα σύμπαντα;

Εάν υπάρχουν, τότε, σίγουρα, μπορεί να είναι δυνατό να ταξιδέψουμε ανάμεσα σε παράλληλα σύμπαντα. Γιατί όχι? «Αναρωτιέμαι αν η πιθανή σύνθετη γεωμετρία όλων των συμπάντων σημαίνει ότι θα μπορούσαν να συνδεθούν με κάποιο τρόπο—μέσω σκουληκότρυπων και άλλων παρόμοιων», είπε ο Lewis. «Αυτό θα σήμαινε ότι είναι δυνατή η εξαγωγή συμπερασμάτων για την ύπαρξή τους, ακόμη και ταξίδια μεταξύ των συμπάντων».

Ωστόσο, οι σκέψεις για το άλμα ανάμεσα σε παράλληλα σύμπαντα - πόσο μάλλον να δούμε ή να συναντήσουμε άλλες εκδοχές του εαυτού μας σε αυτά - γίνονται λίγο υπερβολικές στο Χόλιγουντ. Τελικά, τι θα συμβεί αν στην πραγματικότητα υπάρχει άπειρος αριθμός παράλληλων συμπάντων και όλα είναι άψυχα; Αυτός είναι ένας τομέας όπου αρχίζει να γίνεται η επιστήμη του πολυσύμπαντος.

Είναι το πολυσύμπαν φιλόξενο στη ζωή;

Το Χόλιγουντ μπορεί να αρκείται στο να αναρωτιέται τι θα συνέβαινε σε ένα παράλληλο σύμπαν αν κάποιος έπαιρνε μια διαφορετική απόφαση ζωής. Οι κοσμολόγοι ενδιαφέρονται περισσότερο να αναλογιστούν αν υπάρχουν άλλα σύμπαντα, μπορεί να έχουν νόμους της φυσικής διαφορετικούς από τους δικούς μας. Θα μπορούσαν ακόμα να φιλοξενήσουν ζωή; Αυτό είναι το κεντρικό ερώτημα στη νέα εργασία για τις προβλέψεις πολυσύμπαν, η τελευταία από τις οποίες ήταν δημοσιεύθηκε αυτο το μηνα. «Γνωρίζουμε ήδη ότι ορισμένες αλλαγές στους νόμους της φυσικής οδηγούν γρήγορα σε σύμπαντα νεκρά και στείρα», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Lewis.

Είμαστε λοιπόν απλά τυχεροί που ζούμε σε ένα σύμπαν που μπορεί να σχηματίσει γαλαξίες ικανούς να φιλοξενήσουν ζωή; Δεν είναι τόσο απλό. «Υπάρχει μια ιδέα—το Υπόθεση για τη σπάνια γη«Ότι, παρόλο που το σύμπαν μας είναι σαφώς κατοικήσιμο, οι συνθήκες για ζωή είναι εξαιρετικά σπάνιες», είπε ο Lewis. Με συναδέλφους του, διάλεξε δισεκατομμύρια χρόνια επεξεργασίας στοιχείων στο σύμπαν μας, από τα στοιχεία που δημιουργήθηκαν στα αστέρια, τον τρόπο κατανομής τους στο σύμπαν μας και τις χημικές αντιδράσεις που έλαβαν χώρα. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η αναλογία άνθρακα προς οξυγόνο -κάτι που καθορίζεται από τις πυρηνικές αντιδράσεις μέσα στα αστέρια- φαίνεται να είναι ιδιαίτερα σημαντική. Το ίδιο ισχύει και για την ισορροπία και των δύο αυτών στοιχείων, αν και άλλα στοιχεία φαίνεται να είναι λιγότερο κρίσιμα.

«Υπάρχουν εκείνοι που μελετούν την κατοικησιμότητα των γαλαξιών και πιστεύουν ότι η ζωή στις εξωτερικές άκρες των γαλαξιών είναι πιθανό να είναι εξαιρετικά σπάνια, καθώς απλά δεν έχει υπάρξει αρκετή παραγωγή στοιχείων για ζωή», είπε ο Lewis. Έτσι, εάν μέρη του σύμπαντος μας είναι ακατοίκητα, θα είναι και μέρη —και ίσως ολόκληρα— άλλων συμπάντων. Ωστόσο, αν ανακαλύφθηκε ζωή σε αυτές τις αποκαλούμενες ακατοίκητες περιοχές του σύμπαντός μας, τότε ξαφνικά όλα, παντού (όλα με τη μία) θα άλλαζαν. "Αν διαπιστώσουμε ότι η ζωή είναι κοινή σε πολλά από αυτά τα περιβάλλοντα - κάτι που από μόνο του θα ήταν μια βαρυσήμαντη ιστορία - τότε αυτό θα υποδηλώνει ότι η ζωή θα πρέπει να είναι δυνατή σε μια λωρίδα του πολυσύμπαντος", είπε ο Lewis.

Έχει μέλλον η θεωρία του πολυσύμπαντος;

Η χρήση του πολυσύμπαντος σε Όλα Παντού Ταυτόχρονα ήταν μια τεράστια επιτυχία, αλλά η ίδια η ιδέα απέχει πολύ από το να γίνει αποδεκτή επιστημονική θεωρία. «Όλη η καλή επιστήμη ξεκινά με μια (μερικές φορές παράξενη) ιδέα», είπε ο Lewis. «Αλλά το ίδιο κάνουν και τα μονοπάτια προς αδιέξοδα».

Σας εύχομαι καθαρούς ουρανούς και ανοιχτά μάτια.