Το σύμπαν στο οποίο υπάρχουμε μπορεί να μην είναι το μόνο που υπάρχει εκεί έξω. Ίσως να είναι μόνο ένα από άπειρα σύμπαντα τα οποία στο σύνολό τους αποτελούν αυτό που ονομάζουμε Πολυσύμπαν. Αυτό το θέμα των παράλληλων συμπάντων ανήκε στον τομέα της επιστημονικής φαντασίας, όμως και οι σύγχρονοι κοσμολόγοι υποθέτουν ότι το σύμπαν μας μπορεί απλώς να είναι μιά μονάδα σε ένα διαρκώς πολλαπλασιαζόμενο δίκτυο από παράλληλα σύμπαντα, του Πολυσύμπαντος. Αυτή η πιθανότητα είναι αποτέλεσμα πρόσφατων παρατηρήσεων που έχουν συνδιαστεί με λίγη δημιουργική φαντασία. Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει μερικές από τις ιδέες και τους τρόπους που έχουν προταθεί για την ύπαρξη του Πολυσύμπαντος.
| Τύπος Πολυσύμπαντος | Περιγραφή | Θεωρητική Βάση |
|---|---|---|
| Άπειρο | Θα πρέπει να υπάρχουν επαναλαμβανόμενες κόπιες κάθε σύμπαντος εάν το δείγμα είναι αρκετά μεγάλο | Άπειρο μέγεθος του Κόσμου |
| Πληθωριστικό | Σύμπαντα-φυσαλλίδες δημιουργούνται στη περίπτωση αέναου πληθωρισμού | Πληθωριστική θεωρία |
|
Μεμβράνη --- Κυκλικό --- Ανοιχτό τοπίο |
Τα σύμπαντα ανήκουν σε τρισδιάστες μεμβράνες Κόσμοι-μεμβράνες αλληλεπιδρούν παράγοντας αέναους κύκλους κοσμικής επέκτασης Τα σύμπαντα διαμένουν στις κοιλάδες του ενεργειακού χάρτη του Κενού |
Θεωρία Υπερχορδών |
| Κβαντικό | Το Πολυσύμπαν δημιουργείται μέσα από την πραγμάτωση όλων των πιθανών κβαντικών καταστάσεων | Κβαντική θεωρία |
| Μαθηματικό | Όλα τα πιθανά μαθηματικά συστήματα έχουν αντίστοιχα φυσικά σύμπαντα | Φιλοσοφία |
Πίνακας: Τα πέντε βασικά σενάρια για την ύπαρξη Πολυσύμπαντος
1. Άπειρα σύμπαντα
Οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι για την μορφή, την γεωμετρική υφή του χωρόχρονου αλλά πρόσφατες παρατηρήσεις δείχνουν ότι είναι μάλλον επίπεδος (Ευκλείδιος) και όχι καμπύλος (Ρημάνιος) ή σε σχήμα ντόνατ, και ότι πιθανώς εκτείνεται επ' άπειρον. Όμως εάν ο χωρόχρονος είναι άπειρος τότε σε κάποιο σημείο θα πρέπει να επαναλαμβάνεται, γιατί υπάρχει μόνο ένας περιορισμένος αριθμός συνδυασμών των σωματιδίων της ύλης, υποθέτοντας ότι οι συνδυασμοί είναι τυχαίοι.
Έτσι εάν κοιτάξουμε αρκετά μακριά στο διάστημα θα πρέπει να συναντήσουμε μια άλλη κόπια του εαυτού μας - στην πραγματικότητα μάλιστα, άπειρες κόπιες του εαυτού μας. Μερικοί από τους δίδυμούς μας θα κάνουν ακριβώς ό,τι κάνουμε και εμείς αυτήν την στιγμή, ενώ άλλοι θα έχουν φορέσει άλλη μπλούζα, και άλλοι θα έχουν κάνει τελείως διαφορετικές επιλογές για την καρριέρα και την ζωή τους απ΄ ό,τι εμείς.
Εικόνα 1: Παράλληλα Σύμπαντα
Επειδή το σύμπαν που μπορούμε να παρατηρήσουμε εκτείνεται μόνο έως εκεί όπου το φως μπορεί να ταξιδέψει στα 13.7 δισεκατομμύρια χρόνια που μεσολάβησαν από την Μεγάλη Έκρηξη (δηλαδή απόσταση ίση με 13.7 έτη φωτός η οποία επίσης ονομάζεται 'ορίζοντας γεγονότων'), ο χωρόχρονος πέρα από αυτήν την απόσταση μπορεί να θεωρηθεί σαν άλλο, ξεχωριστό σύμπαν. Με αυτόν τον τρόπο, μια πολλαπλότητα από σύμπαντα υπάρχει το ένα δίπλα στο άλλο σαν σχέδιο σε ένα τεράστιο χαλί από σύμπαντα, όπου το σύμπαν μας δεν είναι παρά μιά κουκίδα. Οι πιθανοί συνδυασμοί των ατόμων της ύλης μέσα στο σύμπαν είναι πάρα πολλοί, είναι όμως πεπερασμένοι, άρα μιλώντας στατιστικά ένας παρόμοιος συνδυασμός θα επαναληφθεί αναγκαστικά εάν υπάρχει αρκετός χώρος. Η επικοινωνία όμως με αυτό το παράλληλο σύμπαν δεν είναι δυνατή λόγω της πεπερασμένης ταχύτητας του φωτός.
Η πιθανή ύπαρξη αυτών των παράλληλων κόσμων είναι αποτέλεσμα στοιχειώδους θεωρίας πιθανοτήτων και όχι σύγχρονης φυσικής. Το μόνο προαπαιτούμενο είναι ότι το διάστημα είναι άπειρο ή τουλάχιστον πολύ μεγάλο σχετικά με το μέγεθος του σύμπαντός μας, και ότι περιέχει ύλη όπως το δικό μας σύμπαν. Στην απειροσύνη ακόμη και το πιο σπάνια φαινόμενα πρέπει να λάβουν χώρα κάπου!
2. Σύμπαντα Φυσσαλίδες
Ένας άλλος τρόπος για την δημιουργία Πολυσύμπαντος είναι μέσω του μηχανισμού του 'αέναου πληθωρισμού'. Ο Πληθωρισμός στην κοσμολογία αναφέρεται στην ξαφνική και τεράστια διαστολή του σύμπαντος μετά τις πρώτες στιγμές της μεγάλης έκρηξης, κάτι σαν το απότομο φούσκωμα ενός μπαλονιού. Ο αέναος πληθωρισμός υπονοεί ότι ενώ ορισμένες περιοχές του σύμπαντος έχουν σταματήσει να 'φουσκώνουν' άλλες μπορεί να συνεχίζουν έτσι ώστε να σχηματίζονται εκεί άλλα "σύμπαντα-φυσαλλίδες" (όπως δείχνει και η εικόνα).
Έτσι μπορεί στο δικό μας σύμπαν να έχει σταματήσει ο πληθωρισμός, κάτι που επέτρεψε την δημιουργία άστρων και γαλαξιών, όμως υπάρχουν άλλες φυσαλλίδες που συνεχίζουν να φουσκώνουν και να δημιουργούν μέσα τους καινούργια σύμπαντα. Μέσα σε αυτά τα καινούργια σύμπαντα οι νόμοι της φυσικής μπορεί να είναι τελείως διαφορετικοί από τους δικούς μας κάνοντάς τα να είναι εντελώς παράξενα μέρη από την δική μας σκοπιά (δείτε επίσης και την εικόνα πιο κάτω η οποία δείχνει μερικές από τις συνέπειες εάν οι σταθερές της φυσικής αλλάξουν).
3 [a,b,c]. Παράλληλα Σύμπαντα Υπερχορδών
Μιά άλλη πιθανότητα παρουσιάζεται στην θεωρία των υπερχορδών η οποία έχει εισάγει την έννοια των 'κόσμων-μεμβράνες' - παράλληλα σύμπαντα τα οποία απλώς πλέουν στην άβυσσο πέρα από την δική μας επικράτεια, που είναι αδύνατο να τα προσεγγίσουμε. Η ιδέα ξεκινάει από την πιθανότητα ύπαρξης πολύ περισσότερων διαστάσεων στο κόσμο από τις τρεις χωρικές και μία χρονική που γνωρίζουμε. Εκτός από τον δικό μας τρισδιάστατο κόσμο-μεμβράνη μπορεί να υπάρχουν άλλοι παρόμοιοι τρισδιάστατοι κόσμοι-μεμβράνες αλλά σε άλλες, ανώτερες διαστάσεις.
Ο φυσικός Μπράιαν Γκρήν περιγράφει αυτήν την πιθανότητα σαν "ο δικός μας κόσμος να είναι ένα από πολλά πιθανά κομμάτια που επιπλέουν σε ένα πολυδιάστατο χώρο, σαν μιά φέτα ψωμί σε ένα μεγαλειώδες κοσμικό καρβέλι" στο βιβλίο του Η κρυμέννη πραγματικότητα.
Μιά άλλη πτυχή αυτής της ιδέας υποθέτει ότι αυτοί οι κόσμοι-μεμβράνες δεν χρειάζεται να είναι παράλληλοι και απροσέγγιστοι. Μερικές φορές μπορεί να συγκρουστούν δημιουργώντας έτσι επαναλαμβανόμενες Μεγάλες Εκρήξεις οι οποίες να ξαναμηδενίζουν τα πάντα στο σύμπαν και ένα καινούργιο ξεκινάει πάλι από την αρχή.
4. Κβαντικοί Θυγατρικοί Κόσμοι
Η κβαντική θεωρία, η οποία δεσπόζει στην περιγραφή του μικρόκοσμου, προτείνει ένα εναλλακτικό τρόπο για την δημιουργία πολυσύμπαντος. Η κβαντομηχανική περιγράφει τον κόσμο με όρους πιθανοτήτων, αντί για σίγουρα αποτελέσματα, και τα μαθηματικά της θεωρίας προτείνουν για κάθε πείραμα μια σειρά από πιθανά αποτελέσματα. Μία περίπτωση, σύμφωνα με τις μαθηματικές ιδιότητες της θεωρίας είναι ότι όλα τα πιθανά αποτελέσματα συμβαίνουν - καθένα όμως στο δικό του ξεχωριστό σύμπαν. Για παράδειγμα εάν φτάσεις σε ένα σταυροδρόμι που μπορείς να κάνεις αριστερά ή δεξιά τότε το παρόν σύμπαν θα γεννήσει δύο θυγατρικά σύπμπαντα όπου στο ένα θα πας δεξιά και στο άλλο αριστερά!
Το ενδιαφέρον είναι ότι σε κάθε θυγατρικό σύμπαν θα υπάρχει και μιά κόπια σου που θα είναι ο μάρτυρας του κάθε αποτελέσματος και θα νομίζει - σφαλερά - ότι η δική του πραγματικότητα είναι και η μοναδική που υπάρχει!
5. Μαθηματικοί Κόσμοι
Οι επιστήμονες έχουν αναρωτηθεί εάν τα μαθηματικά είναι απλώς χρήσιμα εργαλεία ή εάν τα μαθηματικά τα ίδια αποτελούν την θεμελιώδη πραγματικότητα, ώστε οι παρατηρήσεις του κόσμου να είναι απλώς ατελείς αντιλήψεις της πραγματικής του μαθηματική φύσης.
Η αντιστοιχία ανάμεσα στην φυσική και στα μαθηματικά υπήρξε αντικείμενο συζητήσεων και διαφωνιών από την εποχή του Πλάτωνα και του Αριστοτέλη. Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη η φυσική πραγματικότητα είναι θεμελιώδης και τα μαθηματικά απλώς χρήσιμα εργαλεία. Ο Πλάτων όμως θεωρεί ότι η μαθηματική δομή είναι η αληθινή πραγματικότητα και ότι εμείς σαν παρατηρητές μπορούμε να έχουμε μια ατελή αντίληψή της (ο μύθος της σπηλιάς). Έτσι μια βασική ασυμμετρία φαίνεται να υπάρχει μέσα στην καρδιά της πραγματικότητας - γιατί μόνο μία, και μάλιστα αυτή η συγκεκριμένη μαθηματική δομή διαλέχτηκε για να περιγράψει το σύμπαν μας; Η καινούργια πρόταση προτείνει ότι υπάρχει πλήρης συμμετρία και ότι όλες οι πιθανές μαθηματικές δομές υπάρχουν σαν φυσικοί κόσμοι. Κάθε μαθηματική δομή αντιστοιχεί σε ένα παράλληλο σύμπαν με συνέπεια κάθε κόσμος να έχει τους δικούς του φυσικούς νόμους. Στον πίνακα του Ραφαέλλο 'Η Σχολή των Αθηνών' ο Αριστοτέλης (με μπλέ χιτώνα στο κέντρο) δείχνει προς τα κάτω, στην φυσική πραγματικότητα, ενώ δίπλα του ο Πλάτων δείχνει πάνω προς το Πολυσύμπαν.