Τετάρτη, 28 Δεκεμβρίου 2011

Καλώς ήρθατε στο Πολυσύμπαν (Welcome to Multiverse) - 3



Προφανώς, δεν γνωρίζουμε πως είναι το μη-παρατηρήσιμο μέρος του Σύμπαντος.
[Για να μπορούμε να συνεννοηθούμε αποκαλούμε το "δικό μας" Σύμπαν (δηλ. αυτό που βρίσκεται η Γη) "Τοπικό Σύμπαν" ενώ το συνολικό που περιλαμβάνει και το δικό μας και όλα τα άλλα Σύμπαντα, "Πολυσύμπαν"].


Το δικό μας, το "Τοπικό Σύμπαν", στο σύνολό του, είναι πεπερασμένο (δηλαδή, όχι άπειρο) και κλειστό, όπως είναι μια σφαίρα και  παραμένει πάνω-κάτω το ίδιο οσοδήποτε μακριά κι αν πάμε.
Αντίθετα το "Πολυσύμπαν" είναι πιθανό ότι εκτείνεται άπειρα μακριά στον Χώρο.
Όμως, δεν μιλάμε για εντελώς απομεμονωμένα Σύμπαντα, αλλά για αλληλοεπιδρούμενα μεταξύ τους πολύ ή λίγο. Οι κοσμολόγοι τα αποκαλούν "Σύμπαντα τσέπης".
Οι συνθήκες είναι αρκετά ομοιόμορφες στο εσωτερικό του καθενός από αυτά, αλλά διαφέρουν σημαντικά από Σύμπαν σε Σύμπαν.

Ένα "Σύμπαν τσέπης" θα μπορούσε να είναι παρόμοιο με το δικό μας "Τοπικό Σύμπαν", αλλά μπορεί να διαφέρει σε μία ή περισσότερες "φυσικές σταθερές" (π.χ. η μάζα του ηλεκτρονίου, στο Σύμπαν αυτό, μπορεί να είναι ελάχιστα διαφορετική από αυτή του δικού μας).


Ακόμη, όμως, και μια τέτοια ελάχιστη αλλαγή στην τιμή μιας Φυσικής Σταθεράς, θα μπορούσε να "ανακατέψει" και να διαφοροποιήσει, σε μεγάλο βαθμό, τους Νόμους της Χημείας (όπως τους γνωρίζουμε στο Δικό μας Σύμπαν), για να μην αναφέρουμε τη Βιολογία (που καθώς στηρίζεται στην Χημεία θα μπορούσε να αφορά βιολογικούς οργανισμούς που είναι αδύνατον (ακόμη κι αν χρησιμοποιούσαμε όση φαντασία διαθέτουμε) να προκαθορίσουμε, ούτε καν σε γενικές γραμμές.

Ένα άλλο Σύμπαν θα μπορούσε να είναι ακόμη περισσότερο παράξενο. Θα μπορούσε να έχει όχι μόνον διαφορετικές Φυσικές Σταθερές αλλά και διαφορετικούς Φυσικούς Νόμους. Θα μπορούσε π.χ. να έχει επτά φανερές διαστάσεις του Χώρου (αντί τρείς που έχει το δικό μας) και 29 Φυσικές Θεμελιώδεις Δυνάμεις (ας σημειώουμε ότι το δικό μας Τοπικό Σύμπαν έχει μόνον τέσσερεις (Ηλεκτρομαγνητική, δύο Πυρηνικές, Βαρυτική). Έτσι μπορεί να υπάρχει μια απίστευτη ποικιλία από Σύμπαντα που να διαφέρουν σε Φυσική, Χημεία, Βιολογία, Γεωλογία (ακόμη και Γεωμετρία) αλλά να έχουν κοινά Μαθηματικά (δηλ. Άλγεβρα και Ανάλυση).


Όμως, παρά τις ομοιότητες με τον μαθηματικό Bruno του Μεσαίωνα (που προαναφέραμε στο πρώτο μέρος) οι σύγχρονοι "πολυ-συμπαντικοί" Φυσικοί έχουν μία μεγάλη διαφορά..
Δηλαδή, δεν οδηγήθηκαν σε αυτή την παραπάνω περιγραφείσα) εικόνα (του Πολυσύμπαντος) από κάποια Πανθεϊστική Μυστικιστική Φιλοσοφία, όπως εκείνος.

Αντίθετα, αναγκάσθηκαν να καταλήξουν σε αυτά τα συμπεράσματα (κυριολεκτικά συρόμενοι και άκοντες), στην προσπάθειά τους να εξηγήσουν με μαθηματικό τρόπο άλλα "παράξενα" και "λογικά ανεξήγητα" Κοσμικά Φαινόμενα, όπως ο Κοσμικός Πληθωρισμός στον γνωστό τετραδιάστατο Χωρόχρονο (τρείς διαστάσεις Χώρου και μία Χρόνου).


Ο Κοσμικός Πληθωρισμός επινοήθηκε το 1980 από τον φυσικό Alan Guth του MIT για να εξηγήσει γιατί το παρατηρήσιμο (από τους αστρονόμους) Σύμπαν είναι τόσο "επίπεδο" και "λείο", με Γαλαξίες σχεδόν ομοιόμορφα κατανεμημένους σε όλο τον Χώρο και με σχεδόν ακριβώς το σωστό ποσό της μάζας για να εξισορροπήσει την επέκτασή της.


Η κεντρική ιδέα του Κοσμικού Πληθωρισμού είναι, ότι αμέσως μετά το Big Bang, το Σύμπαν ήταν εγκλωβισμένο σε μια κατάσταση που ονομάζεται "Ψευδο-κενό", στο οποίο ο κενός χώρος είναι ασφυκτικά γεμάτος με απίστευτη ποσότητα ενέργειας.

Το ψευδο-κενό αυτό ήταν ασταθές, όπως ένα ραδιενεργό άτομο που είναι έτοιμο να διασπαστεί.
Τελικά, "εκρήχθηκε" και μετατράπηκε στο "κανονικό Κενό" του διαστήματος, όπως το γνωρίζουμε σήμερα, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά Ύλης και Ακτινοβολίας. Κατά τη διαδικασία αυτή, ένα εξαιρετικά μικρό τμήμα του Xώρου διογκώθηκε σε τεράστιο μέγεθος, καταλήγοντας στο Σύμπαν που βλέπουμε σήμερα.


Αλλά, σε αντίθεση με ένα ραδιενεργό άτομο, το οποίο είτε διασπάται ή δεν διασπάται, το ψευδο-κενό μπορεί να διασπαστεί σε κάποια σημεία, αλλά όχι σε άλλα (αυτό δείχνει η μαθηματική του επεξεργασία). Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να υπάρχουν περιοχές όπου ο Κοσμικός Πληθωρισμός συνεχίζει για πάντα.
Δηλαδή, ας υποθέσουμε ότι μια μικρή διόγκωση του ψευδοκενού αυξάνεται σε τεράστιο μέγεθος, και το 90% του μετατρέπεται σε Ύλη και Ακτινοβολία. Το υπόλοιπο 10% μεγαλώνει συνέχεια σε ακόμη μεγαλύτερο μέγεθος αλλά και πάλι το 90% αυτού διασπάται, και ο κύκλος αυτός επαναλαμβάνεται επ 'αόριστον.

Υπάρχουν Συμπαντικές περιοχές όπως η δική μας, όπου ο  Κοσμικός Πληθωρισμός έχει προ πολλού τελειώσει.
Όμως αυτό δεν συμβαίνει παντού. Αντίθετα, υπάρχουν περιοχές όπου ο  Κοσμικός Πληθωρισμός είναι ακόμη υπό εξέλιξη, δημιουργώντας ακόμη περισσότερες νεο-Συμπαντικές περιοχές, δηλαδή σχηματίζοντας να νέο "Σύμπαν Τσέπης".

Αυτή  είναι η αιτία από την οποία  προκύπτει το Πολυσύμπαν.
Δεν εισήχθηκε, λοιπόν, το Πολυσύμπαν στην Φυσική επειδή οι κοσμολόγοι είναι λάτρεις των πολλών Συμπάντων. Κάθε άλλο.

Η αιτία βρίσκεται ακριβώς στην εξήγηση του Κοσμικού Πληθωρισμού,
Επειδή ο Κοσμικός Πληθωρισμός εξηγεί τις παρατηρούμενες ιδιότητες του Κόσμου μας με μεγάλη ακρίβεια γιαυτό πρέπει να συνεχίσει να διατηρείται ως μαθηματικό μοντέλο, αναγκάζοντάς μας να δεχθούμε κάθε συνέπεια που προκύπτει από την παραδοχή του.
Όμως, όλες οι βασικότερες εκδοχές (ή παραλλαγές) της θεωρίας του Κοσμικού Πληθωρισμού  οδηγούν (όταν επεξεργασθούν διεξοδικά) στο Πολυσύμπαν.
Έτσι αναγκαζόμαστε να δεχθούμε την ύπαρξη, ενός απείρου αριθμού Συμπάντων εκτός του δικού μας, είτε μας αρέσει, είτε όχι.

----------------

Ο συγγραφέας του άρθρου αναφέρεται σε Πολυσύμπαν στον συνηθισμένο Χώρο χωρίς επιπρόσθετες διαστάσεις.

Στα επόμενα θα αναφερθώ σε Πολυδιάστατα Σύμπαντα.

Δεν υπάρχουν σχόλια: