Ο κόσμος μας είναι γεμάτος με πολλά μυστήρια. Για χιλιετίες, οι άνθρωποι προσπαθούν να καταλάβουν πώς το σύμπαν είναι δομημένο, με ποιους νόμους αναπτύσσεται, από πού ξεκινά και τι θα είναι το τέλος του. Έχουμε ετοιμάσει εκπληκτικές θεωρίες για το σύμπαν που μπορεί να μην γνωρίζετε. Φυσικά, αυτές είναι απλώς θεωρίες, μερικές από τις οποίες φαίνονται αρκετά φανταστικές, ωστόσο βασίζονται στην επιστήμη και μπορεί να είναι αλήθεια.
1
Το σύμπαν δεν πρέπει ποτέ να υπάρχει
Ο συγγραφέας επιστημονικής φαντασίας Ray Bradbury έγραψε κάποτε: «Είμαστε αδύνατοι σε ένα αδύνατο σύμπαν». Και σύμφωνα με ένα μοντέλο που βασίζεται στο σωματίδιο μποζονίου Higgs από το King's College του Λονδίνου, δεν θα μπορούσε να είναι ακόμη πιο σωστός, επειδή το σύμπαν δεν πρέπει να υπάρχει.
Το πρόβλημα είναι ότι σε ένα δευτερόλεπτο μετά το Big Bang, το Σύμπαν υπέστη κάτι που ονομάζεται κοσμικός πληθωρισμός, που ήταν μια γρήγορη επέκταση του Σύμπαντος. Εάν ισχύει, ο πληθωρισμός πιθανότατα θα προκαλούσε κβαντικές μεταβολές ή σοκ στο ενεργειακό πεδίο. Αυτά τα σοκ θα ήταν τόσο ισχυρά που θα ωθούσαν το σύμπαν έξω από το πεδίο Higgs, το οποίο είναι υπεύθυνο για την παροχή της μάζας στα σωματίδια. Σε αυτήν την περίπτωση, το σύμπαν θα πάψει να υπάρχει. Φυσικά, αφού το διαβάζετε, γνωρίζετε ότι αυτό το μοντέλο είναι λάθος. Γιατί λοιπόν το σύμπαν υπάρχει όταν δεν πρέπει;
Φυσικά, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα αυτά τα συμπεράσματα να είναι λανθασμένα και κάποια νέα σωματίδια μπορεί να βρεθούν στο μέλλον να εξηγούν μια τέτοια συμπεριφορά του Σύμπαντος. Ωστόσο, μέχρι να μάθουμε, είμαστε τυχεροί που βρισκόμαστε εδώ, ενώ, θεωρητικά, δεν πρέπει να είμαστε εδώ.
2
Στην αρχή το σύμπαν ήταν μονοδιάστατο
Είναι γενικά αποδεκτό ότι το Big Bang ήταν μια εκρηκτική σφαίρα. Αλλά μια άλλη θεωρία ισχυρίζεται ότι στα πρώτα χιλιάδες τρισεκατομμύρια δευτερόλεπτα του Big Bang, ήταν στην πραγματικότητα μια μονοδιάστατη γραμμή. Η ενέργεια κυνηγήθηκε μπρος-πίσω πριν από τη δημιουργία ιστού, που είναι η δεύτερη διάσταση. Τότε μετατράπηκε σε τρεις διαστάσεις - αυτός είναι ο κόσμος που βλέπουμε.
Εάν το μοντέλο είναι σωστό, αυτό θα βοηθήσει στην επίλυση πολλών προβλημάτων με το πρότυπο μοντέλο της φυσικής των σωματιδίων, για παράδειγμα, η απόκλιση μεταξύ της κβαντικής μηχανικής, η γενική θεωρία της σχετικότητας και ο κοσμικός πληθωρισμός. Ωστόσο, εάν αυτή η θεωρία είναι σωστή, θα οδηγήσει μόνο σε μεγάλα ερωτήματα. Για παράδειγμα, πώς και ποιοι μηχανισμοί χρησιμοποιήθηκαν για να μετατρέψουν το σύμπαν σε διαφορετικές διαστάσεις;
3
Δέκα μετρήσεις;
Εικόνα μιας δισδιάστατης υπερ-επιφάνειας του Calabi-Yau quintic σε τρεις κατευθύνσεις.
Στην προηγούμενη θεωρία, μιλήσαμε για το πώς το Σύμπαν μετατράπηκε σε τρισδιάστατο. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές ακόμη διαστάσεις. Σύμφωνα με τη θεωρία Superstring, υπάρχουν τουλάχιστον 10 από αυτές.
Δείτε πώς λειτουργεί: η πρώτη διάσταση είναι μόνο μία γραμμή. Η δεύτερη διάσταση είναι το ύψος. Το τρίτο είναι βάθος και το τέταρτο είναι ώρα.
Ας κάνουμε περισσότερα με αυτό. Έχουμε συνηθίσει να πιστεύουμε ότι ο χρόνος είναι κάτι που περνά · για εμάς υπάρχει ένα παρελθόν και ένα μέλλον. Στη θεωρία χορδών, ο χρόνος είναι η ίδια διάσταση με το βάθος ή το ύψος. Κάθε αντικείμενο στο Σύμπαν μπορεί να βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο, ακριβώς όπως έχει τις συντεταγμένες του χώρου. Για παράδειγμα, μπορείτε να βρεθείτε στη Γη σε μια τέτοια συντεταγμένη του διαστήματος το 2020ο έτος. Εδώ ο χρόνος λειτουργεί ως μια επιπλέον τέταρτη συντεταγμένη.
Όπου αρχίζει να γίνεται λίγο παράξενο, αυτή είναι η πέμπτη διάσταση. Εδώ μπαίνει η θεωρία της πολυποικιλότητας. Στην πέμπτη διάσταση υπάρχει ένα σύμπαν πολύ παρόμοιο με το δικό μας, και θα μπορούσαμε να βρούμε τις ομοιότητες και τις διαφορές των κόσμων μας.
Η έκτη διάσταση είναι ένα σύνολο παράλληλων Σύμπαντων με τις ίδιες αρχικές συνθήκες. Έτσι, εάν το Σύμπαν μας ξεκίνησε με το Big Bang, τότε όλα τα άλλα Σύμπαντα στην έκτη διάσταση ξεκινούν επίσης με το Big Bang, ακριβώς σε κάθε νέα στιγμή στο χρόνο οι διαφορές μεταξύ τους αυξάνονται. Με άλλα λόγια, αυτές είναι όλες οι πιθανές επιλογές για την ανάπτυξη του Σύμπαντος ξεκινώντας από το Big Bang. Αυτές οι επιλογές είναι απεριόριστα πολλές, και σε μερικές από αυτές, ίσως ο Ήλιος μας δεν υπάρχει, αλλά σε μερικές που υπάρχουν, είστε εκατομμυριούχος και ίσως αντίστροφα - ένας ζητιάνος. Σε κάποιο παράλληλο σύμπαν είστε γιατρός, σε κάποιο είδος ληστής. Και κάθε δευτερόλεπτο υπάρχουν πολλοί νέοι παράλληλοι κόσμοι, σε έναν από αυτούς διαβάζετε αυτό το άρθρο μέχρι το τέλος, στον άλλο κλείνετε τώρα τη σελίδα.
Η έβδομη διάσταση είναι ακόμη πιο περίπλοκη. Πρόκειται για κόσμους με διαφορετικές αρχικές συνθήκες. Εάν ο κόσμος μας ξεκίνησε με τη Μεγάλη Έκρηξη, τότε στην έβδομη διάσταση τα Σύμπαντα αναδύονται με διαφορετικούς τρόπους, από τους οποίους μπορεί κανείς να μαντέψει.
Η όγδοη διάσταση περιγράφει το σύνολο όλων των Σύμπαντων με κάθε είδους αρχικές συνθήκες, σε καθένα από τα οποία υπάρχει ένας άπειρος αριθμός κλάδων.
Η ένατη διάσταση περιγράφει όλα τα είδη των Σύμπαντων με διαφορετικές αρχικές συνθήκες, με διαφορετικούς νόμους της φυσικής, με διαφορετικά σωματίδια.
Και η τελευταία, δέκατη διάσταση περιλαμβάνει απολύτως ό, τι μπορεί να φανταστεί και ακόμη περισσότερο. Αυτό είναι το σύνολο των πάντων. Στη 10η διάσταση, ακόμη και ΤΙΠΟΤΑ είναι δυνατό. Και αυτό είναι κάτι που οι άνθρωποι δεν μπορούν καν να καταλάβουν.
Οι συντάκτες του μεγαλύτερου έχουν ήδη μπερδευτεί πλήρως με αυτές τις μετρήσεις. Αλλά η θεωρία χορδών στον επιστημονικό κόσμο δεν είναι πλέον προτεραιότητα, αν και η συζήτηση ότι το σύμπαν έχει περισσότερες από 4 διαστάσεις είναι πολύ σχετική.
4
Ζούμε στο μακρινό παρελθόν ενός παράλληλου σύμπαντος
Ο όρος «βέλος του χρόνου» εισήχθη για πρώτη φορά το 1927 και περιγράφει το πέρασμα του χρόνου. Όλα στον κόσμο μας υπακούουν στον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, ο οποίος λέει ότι η εντροπία αυξάνεται πάντα. Τα αυγά είναι σπασμένα και χτυπημένα, και δεν θα γυρίσουν ποτέ πίσω και θα πέσουν στο κέλυφος.
Το πρόβλημα είναι ότι εάν ο χρόνος προχωρήσει μόνο, τότε πολλές από τις καλύτερες εξισώσεις για το πώς λειτουργεί το Σύμπαν, για παράδειγμα, η ηλεκτροδυναμική θεωρία του James Clerk Maxwell, ο γενικός νόμος της βαρύτητας του Isaac Newton ή η ειδική και γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, θα είναι λάθος.
Ωστόσο, εάν ο χρόνος τρέχει μπρος-πίσω, τότε όλα θα λειτουργούν τέλεια. Μία από τις απίστευτες επιλογές για τη δομή του Σύμπαντός μας είναι ότι κατά τη διάρκεια του Big Bang σχηματίστηκαν δύο παράλληλα σύμπαντα. Ένα, όπου ο χρόνος κινείται προς τα εμπρός, και παράλληλα, όπου ο χρόνος επιστρέφει.
Αν μπορούσαμε να δούμε ένα άλλο Σύμπαν, θα δούμε ότι ο χρόνος πηγαίνει πίσω, και μάλλον θα δούμε το μέλλον του Σύμπαντός μας (υποθέτοντας ότι δεν έχουμε περάσει τη μέση ηλικία του Σύμπαντος). Θα ζούσαμε στο μακρινό παρελθόν ενός παράλληλου σύμπαντος. Αυτό, φυσικά, εάν δεν είμαστε σε μια πραγματικότητα που ζει προς την αντίθετη κατεύθυνση και δεν το καταλαβαίνει.
5
Ζούμε στο Matrix
Έχει περάσει πολύς χρόνος από την κυκλοφορία της ταινίας Matrix το 1999, αλλά η ιδέα ότι το Σύμπαν μας είναι μια προσομοίωση υπολογιστών κερδίζει όλο και περισσότερους οπαδούς μεταξύ των εκπροσώπων της επιστημονικής κοινότητας.
Πράγματι, υπάρχουν πολλές προϋποθέσεις για αυτό. Ας ξεκινήσουμε με σαφείς αναλογίες. Σήμερα, η ανάπτυξη της τεχνολογίας των πληροφοριών εξελίσσεται πολύ γρήγορα. Ακόμα και πριν από 20-30 χρόνια, οι άνθρωποι έπαιξαν τηλεοπτικά αποκωδικοποιητές με τρομερά γραφικά και τώρα μπορούμε να βυθίσουμε στον κόσμο της εικονικής πραγματικότητας χρησιμοποιώντας διάφορες συσκευές. Σε λιγότερο από μισό αιώνα, ένα άτομο θα μπορεί να μπει στην εικονική πραγματικότητα, χωρίς να το ξεχωρίζει από τον πραγματικό κόσμο.
Αυτό οδήγησε πολλούς να σκεφτούν, αλλά θα μπορούσε να είναι ότι κάποιο είδος πολιτισμού έχει φτάσει σε τέτοιο επίπεδο ανάπτυξης που μπόρεσε να προσομοιώσει έναν φυσικά σωστό κόσμο στον οποίο οι χαρακτήρες δεν μπορούσαν να γνωρίζουν ότι ζουν σε μια τεχνητή προσομοίωση; Γιατί όχι?
Και είμαστε σίγουροι ότι στο μέλλον η ανθρωπότητα θα προσπαθήσει να δημιουργήσει έναν τέτοιο κόσμο και μετά από αρκετές προσπάθειες θα το κάνει.
Καθώς συμβαίνουν σφάλματα σε οποιοδήποτε πρόγραμμα υπολογιστή, στον κόσμο μας παρατηρούμε κάποια παράξενα πράγματα. Για παράδειγμα, τα θαύματα μπορούν να εξηγηθούν από τα «σφάλματα» του συστήματος. Η περιορισμένη ταχύτητα φωτός ταιριάζει επίσης εύκολα σε αυτό το μοντέλο. Και η κβαντική θεωρία γενικά είναι γεμάτη με σκοτεινά πράγματα. Για παράδειγμα, σε ένα παιχνίδι υπολογιστή, για τη βελτιστοποίηση των πόρων μνήμης, σε μεγαλύτερη απόσταση, μικρότερα αντικείμενα γίνονται λιγότερο λεπτομερή. Έτσι στη ζωή, τα στοιχειώδη σωματίδια συμπεριφέρονται με εντελώς διαφορετικούς τρόπους. Μετά από μια λεπτομερή εξέταση, υπακούουν στους νόμους της κβαντικής φυσικής, αλλά αν αφαιρέσουμε τον παρατηρητή, τότε τα σωματίδια αρχίζουν να ζουν σύμφωνα με άλλους, πιο απλοποιημένους νόμους. Αυτό υποστηρίζει επίσης μια θεωρία προσομοίωσης.
Φανταστείτε ότι στο μέλλον, οι άνθρωποι θα δημιουργήσουν έναν κόσμο στον οποίο μπορούμε να προσομοιώσουμε πλήρως το Ηλιακό μας Σύστημα, στα μικρότερα στοιχεία. Και η Γη και η Σελήνη, ακόμη και οι άνθρωποι. Αυτό είναι πολύ πιθανό. Και είναι πιθανό αυτός ο κόσμος να δημιουργήσει ένα είδος μαθητή του μέλλοντος στον προσωπικό του υπολογιστή ως μέρος της συνηθισμένης εργασίας του. Και σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, ο υπολογιστής θα υπολογίσει δισεκατομμύρια χρόνια ανάπτυξης αυτού του κόσμου, γιατί όχι; Και θα υπάρχουν εκατομμύρια τέτοιων μαθητών. Και τι τους εμποδίζει να κάνουν χιλιάδες τέτοιους κόσμους; Τίποτα. Και είναι πολύ πιθανό ο κόσμος μας να είναι ένας από αυτούς.
Και ας προχωρήσουμε περισσότερο. Φανταστείτε τον ίδιο μαθητή που δημιούργησε ένα είδος εικονικού σύμπαντος στο οποίο ζουν οι άνθρωποι. Και αυτοί οι εικονικοί άνθρωποι έχουν εξελιχθεί σε σημείο που κατάφεραν επίσης να δημιουργήσουν έναν νέο εικονικό κόσμο μέσα στον εικονικό τους κόσμο. Και σε αυτόν τον κόσμο υπάρχουν επίσης άνθρωποι που δεν υποπτεύονται τίποτα. Έτσι, είναι πιθανό ότι ο μαθητής μας του μέλλοντος μπορεί να καταλήξει σε έναν από αυτούς τους κόσμους, ο οποίος επίσης δημιουργείται από κάποιο είδος πολιτισμού.
Και το τελευταίο. Σκεφτείτε μερικά δισεκατομμύρια ανθρώπους στον κόσμο. Πόσα από αυτά έχετε δει; Χίλια? Δύο? Τρία? Συνήθως επικοινωνείτε με έναν αρκετά στενό κύκλο ανθρώπων. Γονείς, παιδιά, φίλοι, συγγενείς. Πιστεύετε ότι πολλοί πόροι υπολογιστών θα δαπανηθούν για λεπτομερή μοντελοποίηση του σώματός σας, καθώς και για άτομα που βρίσκονται κοντά σας;
Δεν έχει τελειώσει ακόμα
Αν σας άρεσε αυτό το άρθρο, έχουμε καλά νέα για εσάς! Μπορείτε να διαβάσετε άλλες εξίσου ενδιαφέρουσες θεωρίες σχετικά με τη δομή του Σύμπαντός μας σε αυτό το άρθρο. Οι μεγαλύτεροι συντάκτες περιμένουν τα σχόλιά σας για αυτό το θέμα. Γράψτε ποιες εκπληκτικές θεωρίες για το Σύμπαν σας φάνηκαν οι πιο εύλογες.
Σημείωση του συντάκτη: Αυτό το άρθρο έχει ενημερωθεί από την αρχική του έκδοση τον Νοέμβριο του 2017.