Παράλληλα Σύμπαντα
Μέρος 6ο 

Του Max Tegmark, από το περιοδικό Scientific American, Ιούνιος 2003

Δεν είναι επιστημονική φαντασία, Η ύπαρξη άλλων Συμπάντων είναι μια άμεση συνέπεια των κοσμολογικών παρατηρήσεων. 

Αν στη φυσική ισχύει η μοναδιαία ιδιότητα, τότε πρέπει ν' αλλάξει η καθιερωμένη εικόνα που έχουμε για το πως έδρασαν οι κβαντικές διακυμάνσεις στο αρχικό στάδιο του Σύμπαντος. Αυτές οι διακυμάνσεις δεν δημιούργησαν τυχαίες αρχικές συνθήκες. Δημιούργησαν μάλλον μια κβαντική υπέρθεση όλων των δυνατών αρχικών συνθηκών, οι οποίες συνυπήρχαν μαζί. Η αποσυμβολή τότε έκανε αυτές τις αρχικές συνθήκες να συμπεριφερθούν κλασσικά και να εξελιχθούν σε ξεχωριστούς κβαντικούς κλάδους. Εδώ ακριβώς βρίσκεται και το κρίσιμο σημείο: Η κατανομή των δυνατών αποτελεσμάτων σε διαφορετικούς κβαντικούς κλάδους, μέσα σ' ένα δεδομένο όγκο Hubble (Επίπεδο ΙΙΙ) είναι ταυτόσημη με την κατανομή των αποτελεσμάτων σε διαφορετικούς όγκους Hubble εντός ενός μόνον κβαντικού κλάδου (Επίπεδο Ι). Η ιδιότητα αυτή των κβαντικών διακυμάνσεων είναι γνωστή στη στατιστική μηχανική ως εργοδικότητα. 

Η ίδια αιτιολόγηση εφαρμόζεται και στο επίπεδο ΙΙ. Η διαδικασία του σπασίματος της συμμετρίας δεν παράγει ένα μοναδικό αποτέλεσμα αλλά μάλλον μια υπέρθεση όλων των αποτελεσμάτων, τα οποία γρήγορα ακολουθούν το καθένα τη δική του ανεξάρτητη πορεία. Έτσι αν οι φυσικές σταθερές, οι διαστάσεις του χωροχρόνου και οι άλλες δυνατότητες που προκύπτουν από το σπάσιμο της συμμετρίας, μπορούν να έχουν διαφορετικές τιμές μεταξύ των παράλληλων κβαντικών κλάδων στο επίπεδο ΙΙΙ, τότε θα έχουν επίσης διαφορετικές τιμές μεταξύ των παραλλήλων Συμπάντων στο επίπεδο ΙΙ. 

Με άλλα λόγια, το πολυσύμπαν επιπέδου ΙΙΙ δεν προσθέτει τίποτα νέο πέραν από τα επίπεδα Ι και ΙΙ, μόνο περισσότερα μη διακριτά μεταξύ τους αντίγραφα των ιδίων Συμπάντων - η ίδια παλιά ιστορία που παίζεται ξανά και ξανά σε άλλους κβαντικούς κλάδους. Η παθιασμένη αντιπαράθεση γύρω από τη θεωρία του Everett φαίνεται λοιπόν να καταλήγει σε μια μεγάλη αποκλιμάκωση, με την ανακάλυψη λιγότερο αντιφατικών Πολυσυμπάντων (επίπεδα Ι και ΙΙ) που είναι εξίσου τεράστια.

Δεν χρειάζεται να πούμε ότι οι περιπλοκές είναι βαθιές και οι φυσικοί μόλις τώρα αρχίζουν να τις εξερευνούν. Για παράδειγμα σκεφτείτε τις διακλαδώσεις στην απάντηση μιας παλιάς ερώτησης: Αυξάνει εκθετικά ο αριθμός των Συμπάντων με τον χρόνο; Η απάντηση που μας εκπλήσσει είναι, όχι! Από τη σκοπιά του πουλιού υπάρχει φυσικά μόνο ένα κβαντικό Σύμπαν. Από τη σκοπιά του βάτραχου, αυτό που έχει νόημα είναι ο αριθμός των Συμπάντων που είναι διακριτά μεταξύ τους μια δεδομένη χρονική στιγμή. Δηλαδή ο αριθμός των όγκων Hubble που είναι διαφορετικοί μεταξύ τους. Φαντασθείτε πλανήτες να μετακινούνται σε τυχαίες νέες θέσεις, φαντασθείτε να είχατε παντρευτεί κάποιον/α άλλη και άλλες τέτοιες παρόμοιες εναλλαγές. Σε κβαντικό επίπεδο υπάρχουν 10 στην 10¹¹⁸ Σύμπαντα με θερμοκρασίες κάτω από 10⁸ βαθμούς Kelvin. Είναι ένας τεράστιος αριθμός αλλά πάντως πεπερασμένος. 

Από τη σκοπιά του βάτραχου, η εξέλιξη της κυματοσυνάρτησης αντιστοιχεί σε μια ατέλειωτη μετάπτωση από κάποιο εκ των 10 στην 10¹¹⁸ καταστάσεις, σε μια άλλη. Τώρα βρίσκεστε στο Σύμπαν Α, εκείνο στο οποίο διαβάζετε αυτή την πρόταση. Μετά βρίσκεστε στο Σύμπαν Β στο οποίο διαβάζετε την άλλη πρόταση. Ας το θέσουμε διαφορετικά, το Σύμπαν Β έχει ένα παρατηρητή ολόιδιο με αυτόν στο Σύμπαν Α, εκτός από μνήμες που αναφέρονται σε μια επιπλέον στιγμή. Όλες οι δυνατές καταστάσεις υπάρχουν κάθε στιγμή, κι έτσι το πέρασμα του χρόνου μπορεί να βρίσκεται μόνο στην οπτική γωνιά του παρατηρητή. Η ιδέα αυτή αναπτύχθηκε στο μυθιστόρημα επιστημονικής φαντασίας του 1994, "Η μεταθετική πόλη" του Greg Egan, καθώς και από τους φυσικούς David Deutsch της Οξφόρδης, τον Julian Barbour και άλλους. Το πλαίσιο των πολυσυμπάντων μπορεί λοιπόν να αποδειχτεί θεμελιώδες για την κατανόηση της φύσης του χρόνου. 

Επίπεδο IV: Άλλες μαθηματικές δομές

Οι αρχικές συνθήκες και οι φυσικές σταθερές στα Πολυσύμπαντα επιπέδου Ι, επιπέδου ΙΙ, και επιπέδου ΙΙΙ μπορούν να διαφέρουν, αλλά οι θεμελιώδεις νόμοι που κυβερνούν τη φύση παραμένουν οι ίδιοι. Γιατί σταματάμε εδώ; Γιατί δεν επιτρέπουμε και στους ίδιους τους νόμους να διαφέρουν; Υπάρχει άραγε ένα Σύμπαν που υπακούει στους νόμους της κλασσικής φυσικής, χωρίς κβαντικά φαινόμενα; Υπάρχει χρόνος που προχωράει κατά διακριτά βήματα, όπως στους υπολογιστές αντί να είναι συνεχής; Υπάρχει Σύμπαν που είναι απλά ένα άδειο δωδεκάεδρο; Στο Πολυσύμπαν επιπεδου IV, όλες αυτές οι εναλλακτικές πραγματικότητες υπάρχουν.  

Μια ένδειξη ότι ένα τέτοιο Πολυσύμπαν δεν είναι απλά ένα αποκύημα της φαντασίας, είναι η στενή αντιστοίχιση μεταξύ των κόσμων των αφηρημένων συλλογισμών και της παρατηρούμενης πραγματικότητας. Οι εξισώσεις και πιο γενικά οι μαθηματικές δομές όπως οι αριθμοί, τα διανύσματα και τα γεωμετρικά αντικείμενα, περιγράφουν τον κόσμο με αξιοσημείωτη προσομοίωση. Σε μια περίφημη διάλεξή του του 1959 ο φυσικός Eugene P. Wigner σχολίαζε: "Η τεράστια χρησιμότητα των μαθηματικών στις φυσικές επιστήμες είναι κάτι που αγγίζει το μυστηριώδες". Αντίστροφα, οι μαθηματικές δομές μας δίνουν μια παράξενη αίσθηση. Ικανοποιούν ένα κεντρικό κριτήριο αντικειμενικής ύπαρξής των. Είναι οι ίδιες, ανεξάρτητα από το ποιος τις μελετά. Ένα θεώρημα είναι σωστό ανεξάρτητα από το αν αποδεικνύεται από άνθρωπο, υπολογιστή ή ένα νοήμον δελφίνι. Ανεπτυγμένοι πολιτισμοί εξωγήινων, θα έβρισκαν τις ίδιες μαθηματικές δομές που έχουμε κι εμείς. Συνεπώς οι μαθηματικοί ισχυρίζονται συνήθως ότι ανακαλύπτουν τις μαθηματικές δομές, παρά ότι τις δημιουργούν οι ίδιοι.