Στη Νευτώνεια φυσική, ο χρόνος και ο χώρος συγκροτούν ένα υπόβαθρο, όπου συμβαίνουν τα φαινόμενα και τα γεγονότα, το οποίο όμως δεν επηρεάζεται από αυτά. Ο χρόνος ήταν διαχωρισμένος από τον χώρο.

Με την εμφάνιση της θεωρίας της γενικής σχετικότητας, ο χώρος συνδυάστηκε και ενσωματώθηκε με τον χρόνο, στον  χωροχρόνο, ο οποίος όμως παραμορφώνεται από την ύπαρξη της ύλης και της ενέργειας.

Στην κβαντική μηχανική, ο χωροχρόνος παραμένει καθορισμένος και σταθερός, ενώ η ύλη γίνεται ακαθόριστη. Οι τροχιές των υλικών σωματιδίων μπορούν να εκφραστούν μόνο ως “νέφη” πιθανοτήτων.

 Έρχεται τώρα η θεωρία της κβαντικής βαρύτητας, γνωστή ως βαρύτητα βρόχων και κβαντική γεωμετρία, ως μία κβαντική θεωρία του χωροχρόνου, η οποία προσπαθεί να συμφιλιώσει τις φαινομενικά ασυμβίβαστες θεωρίες της κβαντομηχανικής και της γενικής σχετικότητας. Η κβαντική βαρύτητα βρόχων θεωρεί ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι κβαντοποιημένοι και ακριβώς όπως η ύλη, συγκροτούνται από ελάχιστες και διακριτές - δηλαδή, κβαντισμένες - ποσότητες.

Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, η οποία συνδυάζει τα χαρακτηριστικά της κβαντικής θεωρίας και της βαρύτητας, ο χωροχρόνος πρέπει να είναι και παραμορφώσιμος και 'συγκεχυμένος'. 

Το χωροχρονικό, πλέον, συνεχές αντικαθίσταται από έναν κόσμο ο οποίος αποτελείται από μικροσκοπικά, αδιαίρετα “άτομα” χώρου και χρόνου. Στην νέα θεωρία το μήκος, η επιφάνεια και ο όγκος του χώρου δεν μπορούν να έχουν μέγεθος μικρότερο από κάποιες τιμές, οι οποίες προσδιορίζονται από το μήκος Planck, που ισούται με 10^-33εκατοστά, ενώ κάθε“κβάντο χρόνου” έχει μέγεθος που αντιστοιχεί στον χρόνο Planck:10^-43 δευτερόλεπτα.

Οι μονάδες Planck αντιστοιχούν σε μία εποχή - πολύ κοντά στη Μεγάλη Έκρηξη – κατά την οποία η βαρύτητα ήταν ενοποιημένη με τις άλλες τρεις αλληλεπιδράσεις της φύσης, την ηλεκτρομαγνητική, την ισχυρή και ασθενή πυρηνική.

Επομένως ένα “κβάντο όγκου”, δηλαδή ο μικρότερος όγκος αυτού του κβαντισμένου χώρου, είναι 10^-99 κυβικά εκατοστόμετρα και αντιστοιχεί σε ένα κόμβο, που το φως χρειάζεται χρόνο 10^-43 δευτερόλεπτα, για να τον διασχίσει.

Επειδή αυτές οι μονάδες όγκου είναι πάρα πολύ μικρές, μπορούν να παρασταθούν με σημεία, από τα οποία ξεκινούν έξι (6) γραμμές ως έδρες του κύβου. Όταν δύο τέτοιοι κύβοι συνδέονται, τότε παριστάνονται με δύο τελείες που ενώνονται με μία γραμμή, η οποία συμβολίζει την κοινή τους έδρα, ενώ άλλες 5 γραμμές προεξέχουν από την κάθε τελεία.

Με τον τρόπο αυτό μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα δίκτυο, λεγόμενο “δίκτυο σπιν”, τέτοιων κύβων, κβάντων χώρου, ο ιστός δηλαδή του μακροσκοπικού χώρου, όπως εμείς τον κατανοούμε. Οι συνδυασμοί, βέβαια, μπορεί να είναι πολύπλοκοι και εκτός από κύβους να σχηματίζουν και άλλα πολύεδρα!

Τα δίκτυα σπιν που περιγράφουν τον χώρο στην κβαντική βαρύτητα μπορούν να συμπεριλάβουν και την έννοια του χωροχρόνου. Με την προσθήκη μίας νέας διάστασης του “χρόνου”, οι γραμμές των δικτύων σπιν μετατρέπονται σε δισδιάστατες επιφάνειες, ενώ τα σημεία μεταβάλλονται σε γραμμές, σχηματίζοντας ένα ακόμη πιο πολύπλοκο μωσαϊκό, το οποίο αποκαλείται “αφρός σπιν”. Κάθε δίκτυο σπιν θυμίζει ένα στιγμιότυπο, μία “παγωμένη” στιγμή του Σύμπαντος

Τα μαθηματικά που περιγράφουν τις διάφορες κβαντικές καταστάσεις του χώρου προσδιορίζουν τον τρόπο με τον οποίο ενώνονται κάθε φορά μεταξύ τους αυτές οι τελείες και οι γραμμές. Κάθε τέτοιο διάγραμμα αντιπροσωπεύει και μια διαφορετική κβαντική κατάσταση.

Αν θεωρήσουμε το δίκτυο των σπιν ότι δημιουργεί τον χώρο και την ύλη, τότε ο χώρος παύει να είναι ένας τόπος όπου συμβαίνει η κίνηση των σωματιδίων, αλλά αντίθετα γίνεται ένα καλειδοσκόπιο συνεχών αλλαγών δομών και διαδικασιών.

Στην εικόνα αυτή δεν υπάρχουν αντικείμενα, παρά μόνο γεωμετρικές σχέσεις.

Οι κώνοι φωτός μέσα στον χώρο 

 (Πάνω ο κώνος του μέλλοντος - στο κέντρο το τώρα, το παρόν - κάτω ο κώνος του παρελθόντος)

Οι “κώνοι φωτός”  δημιουργούνται από τη γραφική παράσταση της τροχιάς του φωτός σε συνάρτηση με τον χρόνο και ορίζει τις περιοχές του χωροχρόνου, όπου το φως ή οτιδήποτε άλλο σωμάτιο μπορεί να φτάσει σε κάποιο γεγονός. Ο τρισδιάστατος χώρος εδώ έχει απλουστευτεί μόνο σε δύο διαστάσεις, ορίζει όλες τις παρελθοντικές και μελλοντικές συνδέσεις ενός γεγονότος. Οι κώνοι φωτός μάς λένε ότι η αιτία προηγείται του αποτελέσματος.

Δεν είναι προφανές ότι οι κώνοι φωτός εμπλέκονται στα δίκτυα των σπιν. Τα δίκτυα αυτά διέπονται από τους νόμους της κβαντομηχανικής. Σ’ αυτή τη χώρα της απροσδιοριστίας, κάθε δίκτυο έχει τη δυνατότητα να εξελίσσεται σε άπειρα καινούρια, χωρίς να είναι αναγκασμένο να υπακούει στην αιτιότητα. Όμως βρέθηκε ότι με το να βάλει κανείς κώνους φωτός στους κόμβους των δικτύων, η εξέλιξή τους έγινε πεπερασμένη και δεν καταργείται η αιτιότητα.

Ολόκληρο το Σύμπαν αναπαριστάνεται από ένα δίκτυο σπiν. Στην κβαντική φυσική, όμως, τα αντικείμενα στο σύμπαν προσδιορίζονται ακριβώς μόνο μετά από μέτρηση.

Τότε όμως πρέπει να βρεθεί ο παρατηρητής εκτός του Σύμπαντος!

Θεωρείται ότι το Σύμπαν περιέχει τους παρατηρητές του στο εσωτερικό, οι οποίοι παριστάνονται ως κόμβοι στο δίκτυο. Οι κώνοι φωτός που εισάγουν την αιτιότητα στον κβαντικό χωροχρόνο, θα μπορούσαν να προσδιορίσουν την προοπτική κάθε παρατηρητή.

Δεν υπάρχει παρατηρητής μέσα στο Σύμπαν, ο οποίος να έχει πρόσβαση σε ολόκληρη την πληροφορία. Μπορεί εντούτοις να κατασκευάσει ένα πορτραίτο του Σύμπαντος βασισμένο στη μερική πληροφορία που μπορεί να λαμβάνει, πόσο μάλλον όταν το Σύμπαν είναι ένα Ολόγραμμα!

Σταμάτης Τσαχάλης

Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από κακόβουλη χρήση. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε την Javascript για να τη δείτε.