Οι εξισώσεις που παίρνουν υπ' όψιν τους την αιτία και το αποτέλεσμα τους
παράγουν ένα 4-διάστατο χωρόχρονο, δηλαδή ένα σύμπαν που μοιάζει ακριβώς όπως το δικό
μας.
Αλλά είναι η αιτιότητα ένα έμφυτο και απαραίτητο χαρακτηριστικό του
Σύμπαντος, ή ακριβώς μια παραίσθηση που παράγεται από τον τρόπο που ο εγκέφαλος μας
ερμηνεύει τον κόσμο;
Είναι πραγματικότητα, λένε οι φυσικοί, που πιστεύουν ότι έχουν επιλύσει το πρόβλημα του
πως είναι κατασκευασμένο το Σύμπαν. Θεωρούν δε ότι αυτό είναι
φτιαγμένο από μικροσκοπικές δομικές μονάδες του χωρόχρονου. Η ανακάλυψη τους θα
μπορούσε, επίσης, να βοηθήσει και στην ανάπτυξη μιας θεωρίας της κβαντικής βαρύτητας, η
οποία θα πάντρευε τις δύο πιο 'αποξενωμένες' φυσικές θεωρίες αυτής της περιόδου: την
κβαντική θεωρία και τη σχετικότητα.
Η κβαντική θεωρία περιγράφει τον μικροσκοπικό κόσμο - στην κλίμακα των 10-35
μέτρων (περίπου 1020 φορές μικρότερη από την ακτίνα ενός πρωτονίου).
Προβλέπει δε ότι σε αυτήν την κλίμακα η προφανώς λεία δομή του χώρου και του χρόνου
πρέπει να εκφυλίζεται σε ένα είδος "κβαντικού αφρού", στον οποίο οι συνδέσεις μεταξύ των
διαφορετικών σημείων συνεχώς εμφανίζονται και εξαφανίζονται.
Οι θεωρητικοί φυσικοί προσπαθούν εδώ και καιρό να υπολογίσουν πως αυτή η συγκεχυμένη
φύση του χωρόχρονου σε αυτήν την μικροσκοπική κλίμακα μπορεί να προκαλέσει το μεγάλο
Σύμπαν των τεσσάρων διαστάσεων που βλέπουμε γύρω μας, όπως περιγράφεται από τη θεωρία
του Einstein της σχετικότητας.
 Μικρά
πλακίδια φτιάχνουν το Σύμπαν
Και αυτοί που μελετούν το πρόβλημα υποθέτουν ότι κάθε μικροσκοπικό κομμάτι
του αφρού είναι ένα είδος τριγώνου τεσσάρων διαστάσεων, με τρεις χωρικές
διαστάσεις και μία χρονική. Η ομαλή δομή του χωρόχρονου μπορεί να φτιαχτεί 'κολλώντας'
μαζί αυτά τα μικροσκοπικά τρίγωνα, ακριβώς όπως μια ομαλά κυρτή επιφάνεια μπορεί να
γίνει από επίπεδα, δισδιάστατα πλακάκια.
Επειδή ο κβαντικός αφρός μπορεί να έχει όλων των ειδών τις διαμορφώσεις, η
κατασκευή του φυσικού Σύμπαντος σημαίνει ότι προστίθενται όλα οι πιθανές μορφές αυτών
των επιστρώσεων. Μπορείτε να σκεφτείτε ότι αυτό θα παρήγαγε αναπόφευκτα ένα Σύμπαν
τεσσάρων διαστάσεων κόσμο - αλλά δεν είναι έτσι. Οι πρώτοι ερευνητές διαπίστωσαν ότι
έφτιαχναν ένα χωρόχρονο είτε με έναν άπειρο αριθμό διαστάσεων είτε ακριβώς με δύο.
Κανένα όμως από αυτά τα μοντέλα δεν ταιριάζουν καθόλου με το Σύμπαν μας.
Η κατασκευή
 Η
Renate Loll από το πανεπιστήμιο της Ουτρέχτη στην Ολλανδία και οι συνάδελφοι της έχουν
βρει αυτή την εποχή έναν τρόπο για να συγκεντρώσουν τα κομμάτια έτσι ώστε αυτά
αναπόφευκτα να παράγουν ένα Σύμπαν των τεσσάρων διαστάσεων. Αντί όμως να υποθέσουν ότι
όλες οι μορφές των επιστρώσεων από μικρά τμήματα επιτρέπονται, επιβάλλουν δύο
περιορισμούς.
Κατ' αρχάς, η θεωρία της σχετικότητας πρέπει να ισχύει μέσα σε κάθε μεμονωμένο
μικροσκοπικό πλακάκι (έτσι ώστε τίποτα να μη μπορεί να ταξιδέψει μέσω αυτού γρηγορότερα
από το φως) και δεύτερον, η συνάθροιση πρέπει να διατηρεί την αιτιότητα. Αυτό σημαίνει
ότι κανένα κομμάτι του χωρόχρονου δεν μπορεί να κατασκευαστεί κατά τέτοιο τρόπο ώστε ένα
"γεγονός" - κάποια μεταβολή στο Σύμπαν - να προηγείται της αιτίας του.
Επιβάλλοντας όμως αυτά τα κριτήρια στους υπολογισμούς τους, οι ερευνητές κατέληξαν με
σύμπαντα με τρεις χωρικές διαστάσεις και μία χρονική διάσταση - ακριβώς όπως είμαστε.
"Μαγευτήκαμε εντελώς", λέει η Loll.
Αλλά ακόμα πιο εκπληκτικό ήταν όταν διαπίστωσαν ότι τα τυπικά σύμπαντα που παρήγαγαν με
αυτόν τον τρόπο, ξεκινούσαν μικρά και συνεχώς μεγάλωναν - αυτά επεκτάθηκαν, ακριβώς όπως
το πραγματικό Σύμπαν έκανε από την εποχή του Big Bang. Το
αποτέλεσμα αυτό ήταν απολύτως απροσδόκητο - δεν υπήρχε τίποτα στους κανόνες της
επίστρωσης των μικρών κομματιών, που να δείχνει ότι το απαιτούσε. "Μείναμε έκπληκτοι",
αναφέρει η Loll.
Η ίδια αναγνωρίζει ότι δεν υπάρχει κανένας a priori λόγος να ζητήσει πως ο
κβαντικός χωρόχρονος πρέπει να τηρεί την αιτιότητα: οι ερευνητές την βάζουν στις
εξισώσεις τους χειροκίνητα. Αλλά αυτός ο τρόπος φαίνεται να είναι ο μόνος τρόπος για να
καταλήξει με έναν ρεαλιστικό Σύμπαν. |
