Ζούμε σε ένα ολογραφικό σύμπαν;
ΠΡΩΤΗ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΗ 12 Δεκεμβρίου 2013
Από τον Σπύρο Mαργέτη (*)
Μήπως το σύμπαν είναι ένα κοσμικό ολόγραμμα; Νέες θεωρίες της κβαντικής φυσικής υποδεικνύουν ότι το σύμπαν δεν είναι τόσο πραγματικό όσο θέλουμε να πιστεύουμε.
Σύμφωνα με το νέο μοντέλο θεώρησης του κόσμου, το σύμπαν είναι δισδιάστατο, όμως κάθε τμήμα του περιέχει όλες εκείνες τις πληροφορίες που χρειαζόμαστε για να το αντιλαμβανόμαστε ως τρισδιάστατο. Όπως σε ένα ολόγραμμα. Πηγή: Supplied
v
O ΑΪΝΣΤΑΪΝ έκανε λάθος. O Νεύτωνας απείχε πολύ από την αλήθεια και ο Στήβεν Χόκινγκ είναι απασχολημένος με τις μαύρες τρύπες και τους εξωγήινους για να αντιληφθεί ότι το σύμπαν που μελετά δεν είναι πια το ίδιο. Για την ακρίβεια, έχει αλλάξει εδώ και καιρό. Αυτό τουλάχιστον το συμπέρασμα εξάγεται από μια αξιόλογη πειραματική εργασία που έλαβε χώρα στο Πανεπιστήμιο του Παρισιού.
Εκεί, ο φυσικός Αλαίν Ασπέ (Alain Aspect) και η ομάδα του οδηγήθηκαν στη συγκλονιστική ανακάλυψη ότι τα υποατομικά σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια, μπορούν να επικοινωνούν στιγμιαία μεταξύ τους, άσχετα με την απόσταση που τα χωρίζει.
«Και λοιπόν;» θα ρωτήσετε. «Ποιο είναι το συγκλονιστικό νέο;»
Το νέο είναι πως οτιδήποτε θεωρούσαμε δεδομένο σχετικά με το σύμπαν και τη θέση μας σ’ αυτό, καταρρίπτεται. Με άλλα λόγια, το σύμπαν δεν είναι τόσο πραγματικό όπως θέλουμε να πιστεύουμε.
v
Ταχύτερα από το φως και το χρόνο
Το πώς βλέπουμε το σύμπαν οφείλεται κυρίως σε δύο κορυφαίες μορφές της επιστήμης: τον Ισαάκ Νεύτωνα και τον Άλμπερτ Αϊνστάιν. O Νεύτωνας, ούτε λίγο ούτε πολύ, είναι αυτός που «δημιούργησε» το σύμπαν έτσι όπως το γνωρίζουμε, με πλανήτες να περιστρέφονται γύρω από άστρα και… μήλα που πάντα προσγειώνονται πάνω στα κεφάλια των φυσικών που προσπαθούν να συλλάβουν τη φύση του κόσμου.
O Αϊνστάιν εκλέπτυνε τη δουλειά του Νεύτωνα και συμπεριέλαβε στο όραμα του τελευταίου την ιδέα ότι τίποτε –απολύτως τίποτε– δεν μπορεί να ταξιδέψει πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός. Δυστυχώς για όσους τον πίστεψαν, τα πειράματα του Αλαίν Ασπέ έδειξαν ότι αυτό δεν είναι αλήθεια.
Ο Γάλλος φυσικός Αλαίν Ασπέ. Πηγή: J. Chatin/CNRS
O Aλαίν Aσπέ ανακάλυψε ότι τα υποατομικά σωματίδια επικοινωνούν στιγμιαία μεταξύ τους, είτε βρίσκονται σε απόσταση δυο χιλιομέτρων είτε δυο εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Και καθώς αυτό απαιτεί ταχύτητα επικοινωνίας, η οποία είναι μεγαλύτερη από αυτή του φωτός (και κατά συνέπεια ταχύτερη από το χρόνο), η ανακάλυψη αυτή προκάλεσε κάτι περισσότερο από έναν μικρό σεισμό στην επιστημονική κοινότητα.
Για να πούμε την αλήθεια, οι περισσότεροι επιστήμονες πανικοβλήθηκαν. Κάποιες γενναίες ψυχές, ωστόσο, βρήκαν το θάρρος να υπαινιχθούν εκείνη τη μακρινή εποχή –το πείραμα εκτελέστηκε το 1982– ότι το φράγμα του φωτός δεν είχε καταρριφθεί και ότι η εξήγηση αυτού του φαινομένου μπορεί να ήταν πολύ πιο ριζοσπαστική απ’ ό,τι οι περισσότεροι επιστήμονες θα τολμούσαν να οραματιστούν.
O διακεκριμένος φυσικός και προστατευόμενος του Αϊνστάιν, Ντέιβιντ Μπομ, ήταν ο πρώτος που έδωσε μια λογική εξήγηση του φαινομένου, προτείνοντας ταυτόχρονα μια νέα θεώρηση του σύμπαντος. Τόλμησε να υπαινιχθεί ότι, παρά τα φαινόμενα, το σύμπαν δεν είναι τίποτε άλλο από μια γιγαντιαία ψευδαίσθηση – ένα απέραντο ολόγραμμα, αν προτιμάτε.
Μια από τις πιο αξιοσημείωτες ιδιότητες του ολογράμματος είναι πως, αντίθετα με μια συνηθισμένη φωτογραφία, κάθε επιμέρους τμήμα του περιέχει όλες τις πληροφορίες που περιέχονται στο ολόγραμμα ως σύνολο.
Αυτό σημαίνει πως αν διαιρέσουμε ένα ολόγραμμα, κάθε τμήμα του θα διατηρήσει μια μικρότερη σε μέγεθος εκδοχή (μια μικρογραφία, αν προτιμάτε) της συνολικής εικόνας.
Αυτό δημιουργεί πρόβλημα στους επιστήμονες, οι οποίοι συνήθως ανακαλύπτουν τον τρόπο λειτουργίας ή τη φύση ενός πράγματος αναλύοντάς το εις τα εξ ων συνετέθη. Χωρίζουν δηλαδή κάθε πράγμα στα συστατικά του και εξετάζουν τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα συστατικά στοιχεία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Όπως όμως είναι προφανές, στην περίπτωση του ολογράμματος, αυτή τεχνική δεν λειτουργεί.
v
Το μυστήριο της μνήμης
O Ντέιβιντ Μπομ δεν ήταν ο μόνος που συνέλαβε την ιδέα ότι ο κόσμος μας, αν και φαντάζει στερεός, δεν είναι παρά ένα ολόγραμμα. O νευροεπιστήμονας του Πανεπιστημίου Τζορτζτάουν στην Ουάσιγκτον, Καρλ Πράιμπραμ (Karl Pribram, 1919-2015), διεξάγοντας ανεξάρτητες έρευνες, πείστηκε επίσης για την ολογραφική φύση της πραγματικότητας.
Ο νευροεπιστήμονας Καρλ Πράιμπραμ.
O Πράιμπραμ προβληματιζόταν για το πώς οι αναμνήσεις αποθηκεύονται στον εγκέφαλο. Στη διάρκεια της δεκαετίας του 1920, ο νευροφυσιολόγος Καρλ Λάσλεϋ, έκανε μια περίφημη ανακάλυψη: όποιο μέρος του εγκεφάλου ενός ποντικού κι αν αφαιρούσε, ο ποντικός ήταν πάντα σε θέση να φέρνει σε πέρας τα καθήκοντα που είχε μάθει πριν την εγχείρηση. Δυστυχώς, κανείς δεν μπορούσε να εξηγήσει πώς λειτουργούσε αυτός ο μηχανισμός της μνήμης, όπου το όλον περιλαμβανόταν σε κάθε μεμονωμένο κομμάτι. Καθώς εξέταζε ένα ολόγραμμα, ο Πράιμπραμ συνειδητοποίησε ότι είχε βρει μια εξήγηση.
Ανακάλυψε πως οι αναμνήσεις αποθηκεύονται σε πρότυπα νευρικών ερεθισμάτων που διασχίζουν διασταυρούμενα τον εγκέφαλο με τον ίδιο τρόπο που οι ακτίνες λέιζερ διασταυρώνονται για να δημιουργήσουν μια ολογραφική εικόνα.
Με άλλα λόγια, ο εγκέφαλός μας είναι ο ίδιος ένα ολόγραμμα, ικανό να αποθηκεύει τεράστιες ποσότητες πληροφοριών σε πολύ μικρό χώρο, όπως ακριβώς σε ένα κυβικό εκατοστόμετρο μιας ολογραφικής μεμβράνης μπορούν να αποθηκευτούν πάνω από δέκα δισεκατομμύρια δυαδικά ψηφία πληροφοριών.
v
Όπως ένα κουπί βυθισμένο στο νερό
O συνδυασμός της δουλειάς του Πράιμπραμ με εκείνη του Ντέιβιντ Μπομ, παρέχει μια από τις πιο θαυμαστές ερμηνείες του μυστηρίου της ανθρώπινης συνείδησης που συνέλαβε ποτέ η επιστήμη, μια ερμηνεία που τοποθετεί την ανθρώπινη συνείδηση κοντά στα συγγενικά βασίλεια της μαγείας και του παραφυσικού.
Σύμφωνα με τον Πράιμπραμ, ο εγκέφαλός μας αποπειράται συνεχώς να κατασκευάσει μια «συγκεκριμένη» πραγματικότητα, τη στιγμή που αυτή η ίδια η πραγματικότητα –ο κόσμος που βλέπουμε γύρω μας– δεν είναι περισσότερο πραγματική από οποιαδήποτε άλλη ολογραφική εικόνα.
Αν ισχύει αυτό, τότε τι γίνεται η αποκαλούμενη «αντικειμενική πραγματικότητα»; Μήπως παύει να υπάρχει;
v
H ιδέα ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι φυσικό ολόγραμμα προέρχεται από το έργο του νευροφυσιολόγου Kαρλ Πράιμπραμ. Σε εργαστηριακά πειράματα με ποντίκια, διαπιστώθηκε ότι η μνήμη, όπως ακριβώς οι πληροφορίες ενός ολογράμματος, υπάρχει κατανεμημένη σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Πηγή: Supplied
v
Η ιδέα δεν είναι και τόσο καινούρια. Εδώ και χιλιάδες χρόνια, η αρχαία ελληνική φιλοσοφία πρόβαλλε την οπτική πως ο υλικός κόσμος δεν είναι τίποτε άλλο από μια ψευδαίσθηση (φαινόμενον), όπως ακριβώς ψευδής είναι και η αντίληψη του εαυτού μας ως «υλικού» όντος που κινείται μέσα σε έναν «υλικό» κόσμο.
Λέει, για παράδειγμα, ο Δημόκριτος:
«Όλα βρίσκονται μέσα στο άπειρο. Οι μεταβολές των πραγμάτων είναι φαινομενικές και υποκειμενικές και δεν ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα, αλλά φαίνονται έτσι, όπως ένα κουπί διαθλάται όταν είναι βυθισμένο μέσα στο νερό».
Όλα, λοιπόν, είναι ζήτημα αποδοχής. Αντιλαμβανόμαστε ένα χειροπιαστό σύμπαν, επειδή έχουμε σιωπηρά συμφωνήσει να το αντιλαμβανόμαστε ως τέτοιο.
Αυτό που είναι αξιοθαύμαστο σχετικά με τη δουλειά των Μπομ και Πράιμπραμ είναι ότι μέσα από τη συνειδητοποίησή τους αυτή, η επιστήμη άρχισε να ανακαλύπτει τα πρώτα ίχνη αποδείξεων που καταξιώνουν αυτές τις παλιές πεποιθήσεις.
Αν και αρκετοί επιστήμονες παραμένουν δύσπιστοι –στο κάτω της γραφής αυτή είναι η δουλειά τους– μια μικρή αλλά αυξανόμενη ομάδα ακαδημαϊκών πιστεύουν πως η δουλειά των Μπομ και Πράιμπραμ πιθανότατα απεικονίζει το πιο ακριβές μοντέλο της πραγματικότητας που παρήγαγε ποτέ η επιστήμη.
Ακόμη πιο εντυπωσιακή είναι η σημασία του μοντέλου αυτού σε χώρους όπου η επιστήμη και το παραφυσικό έρχονται σε σύγκρουση.
Μέχρι τώρα δεν υπήρχε καμιά ικανοποιητική επιστημονική εξήγηση για τους περισσότερους από τους ισχυρισμούς των ερευνητών του παραφυσικού.
Ξαφνικά, έχουμε ένα μοντέλο του σύμπαντος, το οποίο όχι μόνο έχει χώρο για το παραφυσικό, αλλά είναι κι ένα μοντέλο στο οποίο το παραφυσικό είναι μια αναμενόμενη συνέπεια του ενιαίου πλέγματος της ύπαρξης.
O 20ός αιώνας ξεκίνησε με το κυνήγι της Μεγάλης Ενοποιημένης Θεωρίας, μιας θεωρίας που θα συνδύαζε τις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης, όπως τη βαρύτητα, τον ηλεκτρομαγνητισμό, την ασθενή πυρηνική δύναμη κτλ. Μοιάζει πρέπον, λοιπόν, να διασχίσουμε τον 21ο αιώνα με μια νέα και πολύ πιο φιλόδοξη θεωρία, μια θεωρία που μπορεί επιτέλους να συμφιλιώσει τους εμπόλεμους κόσμους της επιστήμης και του παραφυσικού.
Η ιδέα του ολογραφικού σύμπαντος ενισχύθηκε πρόσφατα με μια νέα μελέτη που παρουσιάστηκε στις 19 Μαρτίου 2015 στην επιθεώρηση Physical Review Letters. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία πεδίου, το σύμπαν είναι δισδιάστατο, όμως κάθε τμήμα του περιέχει όλες εκείνες τις πληροφορίες που χρειαζόμαστε για να το αντιλαμβανόμαστε ως τρισδιάστατο. Όπως ακριβώς σε ένα ολόγραμμα…
__________________
(*) Ο δρ. Σπύρος Μαργέτης έχει συμμετάσχει ως πειραματικός φυσικός στα πειράματα του CERN “STAR”, “CERN-NA35” και “CERN-NA49”, καθώς και στο Μπρουκχέιβεν στο Λονγκ Άιλαντ της Νέας Υόρκης. Είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Κεντ του Οχάιο.
