Τι είναι το “πολυσύμπαν”;

Στην απλούστερη μορφή της, η θεωρία του Πολυσύμπαντος υποθέτει ότι το “σύμπαν” μας αποτελεί μονάχα ένα κομμάτι μιας πολύ μεγαλύτερης συλλογής, που αποτελείται από πολλά “σύμπαντα”, με παρόμοιες ή διαφορετικές ιδιότητες με το δικό μας.

Ίσως μια αναλογία θα ήταν βοηθητική εδώ. Θα μπορούσαμε να φανταστούμε τα “συστατικά” του πολυσύμπαντος, σαν τις φουσκάλες του νερού που βράζει. Κάθε φουσκάλα αποτελεί το δικό της σύμπαν. Οι φουσκάλες μπορεί να είναι όμοιες ή και να διαφέρουν. Ακόμα, και ίσως πιο συναρπαστικά, θα μπορούσαν να αλληλεπιδράσουν η μία με την άλλη.

Μέχρι στιγμής αυτό που περιγράφουμε είναι μάλλον μια “ιδέα”, παρά μια φυσική θεωρία. Για να μετατραπεί η ιδέα του Πολυσύμπαντος σε θεωρία χρειάζεται ένας καλά θεμελιωμένος φυσικός μηχανισμός που να εξηγεί τη δημιουργία και εξέλιξη του Πολυσύμπαντος, καθώς και συγκεκριμένες, παρατηρήσιμες προβλέψεις, ώστε να μπορεί να ελεγχθεί. Τη στιγμή που γράφονται αυτές οι γραμμές, μάλλον καμία από τις δύο προϋποθέσεις δεν έχει τόσο γερές βάσεις.

Πως δημιουργείται;

Υπάρχουν πολλές δυνατές θεωρίες για τη δημιουργία του Πολυσύμπαντος. Οι πιο διαδεδομένες σχετίζονται με τη θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού, την κβαντική κοσμολογία (και κυρίως την ερμηνεία των “Πολλών κόσμων” της κβαντομηχανικής) και τη θεωρία χορδών.

Με απλά λόγια, η ερμηνεία των “πολλών κόσμων” λέει ότι κάθε φορά που πραγματοποιείται κάποια κβαντική μέτρηση, συμβαίνουν όλες οι πιθανές εκδοχές, κάθε μία σε ένα διαφορετικό σύμπαν.

Όσον αφορά τις άλλες δύο περιπτώσεις, η βασική ιδέα είναι παρόμοια: Έστω ότι υπάρχουν στο “σύμπαν” διάφορα βαθμωτά πεδία (όπως το πεδίο Χιγκς για παράδειγμα, ή το υποθετικό inflaton που σχετίζεται με τον κοσμικό πληθωρισμό) τα οποία έχουν διάφορα σημεία ελάχιστης ενέργειας. Θεωρητικά, καθώς κάθε πεδίο προσπαθεί να φτάσει στο σημείο ελάχιστης ενέργειας του, “δημιουργεί” ένα διαφορετικό και ξεχωριστό σύμπαν. Αυτά μπορεί να μοιάζουν με το δικό μας ή μπορεί να έχουν τελείως διαφορετικές ιδιότητες (φυσικές σταθερές & νόμους).

Η ύπαρξη πολλών διαφορετικών μοντέλων αποτελεί ένδειξη ότι ακόμα δεν έχουμε κατανοήσει πλήρως τις θεωρίες που ήδη αναφέρθηκαν, αλλά και την ιδέα του πολυσύμπαντος γενικότερα. Οπότε οφείλουμε να ξεκαθαρίσουμε ότι μιλάμε περισσότερο για υποθέσεις, παρά για κάποια ευρέως αποδεκτή προσέγγιση.

Πιθανότητες παρατήρησης;

Όσον αφορά τις πιθανότητες παρατήρησης, δυστυχώς οι προοπτικές είναι εξίσου απαισιόδοξες.

Θεωρητικά, οι υποστηρικτές της ιδέας αναφέρουν ότι τα διαφορετικά σύμπαντα θα μπορούσαν να αλληλεπιδράσουν, είτε να “συγκρουστούν”, είτε απλώς να υπάρξει κάποια βαρυτική αλληλεπίδραση. Με βάση αυτήν την υπόθεση υπήρξαν στο παρελθόν προβλέψεις για πιθανές ενδείξεις στη κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, οι οποίες ωστόσο δεν παρατηρήθηκαν.

Από την άλλη οι επικριτές της ιδέας υποστηρίζουν ότι τα πολυσύμπαντα είναι εξαρχής κάτι μη παρατηρήσιμο, ή ισοδύναμα ότι η ευελιξία στις προβλέψεις είναι τόσο μεγάλη, όπου τα πολυσύμπαντα θα μπορούσαν να ικανοποιήσουν οποιαδήποτε μελλοντική παρατήρηση με κατάλληλη επιλογή παραμέτρων.

Σε κάθε περίπτωση, αυτό που μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα είναι ότι μέχρι στιγμής δεν υπάρχει κάποια παρατηρησιακή ή πειραματική ένδειξη για την επιβεβαίωση κάποιας από τις θεωρίες του Πολυσύμπαντος.

Περαιτέρω διάβασμα:

• Για μία υποστηρικτική άποψη: “Cosmology for the Curious” by Perlov & Vilenkin
• Για μία κριτική προσέγγιση:
  • https://www.scientificamerican.com/article/does-the-multiverse-really-exist/,
  • https://www.youtube.com/watch?v=-dSua_PUyfM

Επιμέλεια απάντησης: Χάρης Τζερεφός