Živeti u multiverzumu

Ako ne pročitate pažljivo ovaj tekst ili ga eventualno ne budete u celini razumeli, ne očajavajte – neki od vaših dvojnika u nekom od paralelnih svemira svakako neće imati tih problema! Kao što ću pokušati da vas uverim, gotovo je izvesno da svako od nas ima ne jednog već mnogobrojne dvojnike, i to na više različitih nivoa paralelnih svetova. I to ni izdaleka nije najšokantnija ili najdramatičnija posledica promena u našem shvatanju fizičke realnosti na velikim skalama koja skorašnja istraživanja na poljima kosmologije, kvantne fizike i filozofije donose.

Prve ideje o paralelnom svetu potekle su (kao uostalom i skoro sve ostale bitne ideje) iz antičke Grčke. Drevni Pitagorejci su učili da se Zemlja okreće oko Sunca, ali da se po istoj orbiti, uvek sa suprotne strane Sunca kreće anti-Zemlja, na kojoj je sve po formi slično, ali po smislu suprotno od stanja na našoj planeti. Ovu ideju kreativno je iskoristio veliki rusko-američki pisac Vladimir Nabokov u jednom od svojih najboljih romana, Ada (ili strast). Radnja ovog sjajnog i maštovitog romana (objavljenog 1969. godine) odigrava se upravo na anti-Zemlji na kojoj su sve poznate geografske odrednice izmešane, tako da Rusi, recimo, žive u gradovima i na imanjima ruskih imena u Severnoj Americi, dok Mongoli vladaju Evropom, itd.

Sve do najnovijih vremena, termin “svet” odnosio se prevashodno na našu planetu, Zemlju, tako da su diskusije o “mnoštvu svetova” zapravo bile diskusije o planetama nalik Zemlji. U međuvremenu su se, napretkom nauke, naše saznajne ambicije znatno povećale, tako da, naročito u poslednjih oko četvrt veka, u kontekstu kosmologije, kvantne fizike, ali i filozofije nauke, govorimo o tome postoji li “mnoštvo svemira”, tj. multiverzum.

Rascepljeni svetovi

Sika 2 - Majkl Murkok

Mali broj bilo kvantnih fizičara, bilo kosmologa zna da sam termin multiverzum potiče iz naučnofantastične književnosti, i to iz opusa velikog britanskog majstora ovog žanra (i mnogih drugih!) Majkla Murkoka. Prvi put se ovaj izraz pojavljuje u njegovom romanu Rascepljeni svetovi (Sundered Worlds) iz 1961. godine, nakon što je prethodno nagovešten u romanu Večni šampion (Eternal Champion) iz 1957. godine. Rascepljeni svetovi su zanimljivi, između ostalog, i po tome što se u tom, literarno ne baš najuspelijem Murkokovom ostvarenju, pojavljuje čitav niz uspelih predviđanja, i to ne samo tehnoloških, poput veštačke inteligencije i senzora velikog dometa, već i čisto naučnih, poput crnih rupa i fizike haosa, koja deluju znatno impresivnije (ili čarobnije).

Kao semantička suprotnost izrazu univerzum, multiverzum označava mnoštvo svetova koji su, u Murkokovoj verziji, relativno slični našem sa fizičkog stanovišta (razlike koje postoje su svakako velike, ali predstavljaju razumnu ekstrapolaciju raznovrsnosti fizičkih uslova koje percipiramo oko nas: svetovi okovani večnim ledom, pustinjski svetovi, svetovi većeg ili manjeg uređenja u odnosu na naš, alternativno-istorijski svetovi, itd.) i svakako nastanjeni inteligentnim (mada ne nužno ljudskim) posmatračima. Videćemo već da je u tom smislu Murkokov multiverzum jeste literarna verzija Everetovog multiverzuma u kome se jedna te ista početna istorija fizičke stvarnosti neprestano grana i otvara put brojnim mogućnostima, od kojih smo samo jedne neposredno svesni. Multiverzum za Murkoka nije tek uzgredni neologizam, već okosnica gotovo čitavog njegovog literarnog opusa. Kao izvore inspiracije za ovaj koncept, Murkok navodi tako raznovrsne autore kao što su otac teorije fraktala Benoa Mandelbrot i slavni mistik-antropozofista Rudolf Štajner; međutim, prelomljene kroz Murkokovo stvaralačko ogledalo ove stavke iz istorije ideja postaju duboko skrivene metafizičke tajne čijih delića protagonisti tek sa mukom i uz najveće napore i iskušenja postaju svesni.

U nizu romana, novela i pripovedaka, Murkok promoviše ideju o arhetipskom paralelizmu situacija, likova, etičkih i metafizičkih dilema u svetovima raskošne raznovrsnosti. Najnovija dela iz opusa englesko-američkog autora (Murkok već decenijama živi u Sjedinjenim Državama) pokazuju da i gotovo pola veka kasnije, ista ideja sadrži dovoljno kreativne inspiracije; mnogobrojne epigone i podražavaoce da i ne pominjemo.

Multiverzum je definitivno u modi. Razmotrimo njegove različite varijante, polazeći od najprozaičnijih i najbolje naučno utemeljenih ka sve bizarnijim i spekulativnijim verzijama. Svaku možemo ilustrativno povezati sa po jednom ličnošću čiji je istraživački rad najbliži relevantnom scenariju.

1. Astronomski (Fridmanov) multiverzum

Slika 3 - Satelit WMAP na putu ka Langranževoj taèki

Astronomskim multiverzumom se može nazvati sveukupnost domena koji postoje prostim “nastavljanjem” svemira iza granica onog koji nam je dostupan (“vidljivog svemira”) i u njemu nema ničeg problematičnog... bar naizgled. Svakako je jasno da vidljivi svemir mora biti ograničen – površ koja ga ograničava naziva se kosmološkim horizontom, isto kao što sa na dvodimenzionoj površi Zemlje linija koja odvaja vidljivi deo od ostatka naziva (običnim) horizontom. Horizont postoji – veoma grubo govoreći – zato što konačnoj brzini prostiranja svetlosti, i bilo kog drugog uzročnog dejstva, odgovara samo konačna udaljenost za vreme proteklo od Velikog praska do danas.

Šta se nalazi iza horizonta? S obzirom da ne može biti nikakve kauzalne veze sa tim regionima, možemo biti skeptici i tvrditi da je potpuno nevažno, pa čak i nenaučno postavljati to pitanje jer se nijedna hipoteza o tome, pa čak ni hipoteza da je iza horizonta svemir ispunjen ružičastim plišanim zečevima velikim poput galaksija, ne može ni u principu empirijski opovrgnuti. Pošto ovakav ekstremni falsifikacionizam danas malo ko zastupa, gotovo je izvesno da će vam svi kosmolozi na ovo pitanje odgovoriti da se iza horizonta nalazi isto što i “sa ove strane”: naime pre svega galaksije, jata galaksija i druga struktura na velikoj skali koja izgleda slično, ako već ne u dlaku isto kao i ova koju posmatramo našim teleskopima. Dokle se to prostire? Pa, najjednostavniji i najpopularniji kosmološki model današnjice – a koji je direktni naslednik klasičnih rešenja koja je 1922. dao veliki ruski kosmolog i meteorolog Aleksandar Fridman – sugeriše da je odgovor u beskonačnost.

Ovaj Fridmanov model predviđa da svako od nas ima dvojnika u galaksiji koja je udaljena približno 1028 metara odavde. Ova udaljenost je daleko, daleko veća od svih uobičajenih astronomskih udaljenosti, i mi sasvim sigurno čak ni u principu ne možemo videti dalje od našeg kosmološkog horizonta (koji je na skromnih 1032 metara udaljen!), ali to ne čini ni tu galaksiju, ni našeg dvojnika u njoj ništa manje realnim.

Ova procena načinjena je uz pomoć elementarnog računa verovatnoće i čak ni ne pretpostavlja ništa od spekulativne moderne fizike (kao drugi multiverzumi, vidi dole), samo da je prostor beskonačan (ili čak samo dovoljno veliki) i da važi princip homogenosti i izotropije materije na velikim skalama, što posmatranja unutar našeg horizonta obilato potvrđuju (uključujući i najnovija i najspektakularnija merenja anizotropija kosmičke mikrotalasne pozadine korišćenjem WMAP satelita).

U beskonačnom svemiru, čak i najneverovatniji događaji se moraju negde odigravati! Postoji beskonačno mnogo galaksija, beskonačno mnogo zvezda, beskonačno mnogo nastanjivih planeta (pa makar postojala i samo jedna po galaksiji!), uključujući i onaj sićušni podskup gde žive bića sa istim izgledom, imenom i sećanjima kao i vi, koji predstavljaju sve moguće permutacije događaja i izbora koje ste tokom života učinili!

2. Komosloški (Lindeov) multiverzum

Slika 4 - Inflacija Lindeovih univerzuma

Kosmološki (ili, kako bi bilo preciznije istaći, kvantno-kosmološki) multiverzum sastoji se od skupa svih “mehurova” nastalih tokom procesa koji se naziva kosmološkom inflacijom. Više nego bilo koja varijanta multiverzuma, da bismo njega razumeli valja razumeti rad jednog savremenog naučnika – Andreja Lindea. Pre tačno četvrt veka, on je otpočeo sa jednom od onih tihih revolucija koje će u decenijama koje dolaze najdublje promeniti naš način života i pogled na svet.

Rođen je u Moskvi, gde je i postigao većinu naučnih razultata o kojima ćemo ovde govoriti, a od 1990. godine predaje na univerzitetu Stenford u Kaliforniji. 1982. godine, Linde je počeo sa razvijanjem radikalno nove teorije univerzuma – ona koja je otpočela kao poboljšanje standardne kosmologije Velikog praska, ali koja nam danas sugeriše postojanje ogromnog, možda i beskonačnog broja drugih svemira! Danas on standardno koristi kompjuterske simulacije u većem delu svog istraživačkog rada, a nedavno je sugerisao čak i da bi naš svemir mogao biti rezultat eksperimenta fizičara-hakera! Ova još uvek relativno nova i spekulativna paradigma naziva se kosmološkom inflacijom.

Da bismo adekvatno razumeli značaj inflatorne slike sveta, a naročito Lindeove tzv. haotične verzije inflacije, potrebno je da se podsetimo klasičnih problema teorije Velikog praska, među kojima su najpoznatija četiri i to dva pretežno fizičke, a dva filozofske prirode. Od fizičkih problema, jedan se zasniva na primeni na kosmologiju kvantne teorije polja, a naročito tzv. teorija Velikog objedinjenja (engl. GUT – Grand Unified Theory) koje spajaju elektromagnetnu, slabu i nuklearnu silu. Ove teorije predviđaju nastanak, u ranim fazama evolucije kosmosa, ogromne količine čestica koje se nazivaju magnetnim monopolima. Svi makroskopski magneti uvek moraju imati dva pola, ali teorija predviđa da na mikronivou postoje izolovani magnetni polovi, koji se nazivaju monopolima (ili Dirakovim monopolima, po slavnom britanskom fizičaru koji ih je prvi predvideo). Problem je, jednostavno, u tome što niko nikad nije pronašao nijedan jedini magnetni monopol, dok primena teorija Velikog objedinjenja na klasičnu kosmologiju predviđa da bi ih morao postojati ogroman broj – zapravo, njihov broj bi morao biti veći od broja svih drugih čestica materije u svemiru!

I ne samo to, već bi toliki broj monopola značio da bi gustina materije u svemiru morala biti mnogo redova veličine veća nego ona koju vidimo oko nas, te da bi shodno tome univerzum prestao da se širi i kolapsirao prema Velikom zdrobljavanju (vremenski preokrenutom Velikom prasku) u veoma davnoj prošlosti – što se očigledno nije desilo!

Drugi fizički problem leži u tome što klasična kosmologija nije u stanju da objasni zašto udaljeni delovi kosmosa, koji nikad nisu bili u međusobnom kauzalnom kontaktu, liče jedan na drugi. Ovo je tzv. problem horizonta. On se manifestuje, na primer, kroz savršeno ujednačenu temperaturu kosmičkog mikrotalasnog pozadinskog zračenja preko čitavog neba. Ali ako pogledamo u jednom pravcu, a zatim onom udaljenom od njega 180°, jasno je da te dve oblasti nikada nisu bile u kontaktu jedna sa drugom ukoliko se svemir širio sporije od svetlosti, što je klasična teorija Velikog praska uzimala zdravo za gotovo; kako je to moguće?

Zatim dolaze teška filozofska pitanja. Kako je materija nastala ni iz čega? Odavno je poznato da klasična kosmologija predviđa početne uslove koji narušavaju zakone održanja (energije, impulsa, itd.) u početnoj singularnosti. Ovo, međutim, nije uistinu filozofski zadovoljavajuće. Drugi problem je poreklo niske početne entropije, odnosno visoke uređenosti našeg Velikog praska. Zašto je naš svemir tako atipičan u odnosu na nekakav “generički” svemir nastao iz “prosečnog” Velikog praska? Ovo je tek nova verzija starog filozofskog problema strele vremena – ako hoćemo da razumemo zašto se svi fizički procesi oko nas dešavaju samo u jednom smeru (od jaja se može napraviti kajgana, ali niko nikad nije video obratan proces), moramo postulirati niz prethodnih stanja, svako sa sve manjom i manjom entropijom. Koliko daleko to može ići unazad? Pa, samo do Velikog praska koji je morao, očigledno, predstavljati stanje sa najmanjom entropijom. Ali zašto je ono bilo toliko uređeno? (Naravno, o ovome se pitamo ukoliko želimo da izbegnemo poznati teistički odgovor da je to zato što je svemir dizajniran da bude visokouređen.)

Na sva ova pitanja klasična teorija Velikog praska, ona povezana sa imenima Fridmana, Lemetra, Gamova i Piblsa, ne daje nikakav odgovor. Neke od odgovora smo, u poslednjih četvrt veka, počeli da naslućujemo kroz razvitak inflatornih modela svemira, a naročito one njihove podvrste koja se naziva haotičnom ili večnom inflacijom.

Inflatorna kosmologija je na lošem glasu zbog ogromnog broja različitih i međusobno isključivih modela. Prvi su krajem 1970-tih razvili ruski fizičari Gliner i Starobinski u Moskvi, ali on je bio previše složen. Zatim je, 1981. godine, daleko jednostavniju hipotezu predložio Alen Gut, fizičar sa MIT-a; taj se model često naziva starom inflacijom. Gut je jednostavno uzeo klasični model Velikog praska i sugerisao da se u prvom milijardu-milijardu-milijarditom (!) delu sekunde svemir širio eksponencijalno – i daleko brže od svetlosti!

Ovo ubrzano širenje – koje je dobilo naziv inflacija – rešava, između ostalog, problem zašto ne vidimo monopole (jer su se razredili onoliko koliko se svemir naglo proširio) i zašto različiti delovi danas vidljivog svemira podsećaju jedni na druge (zato što je sve što vidimo poteklo iz veoma malog i homogenog regiona koji se naglo proširio). Ona predviđa i postojanje velikog broja mehura-svemirova koji su nastali nadsvetlosnom ekspanzijom drugih takvih malih delića.

Slika 5 - Duboki svemir

Međutim, kako to u nauci često biva, ispostavilo se da Gutova inflacija ima teorijski problem koji uzrokuje da su i nakon završetka inflatornog širenja (sve duboko unutar prve sekunde po Velikom prasku!) dobijeni mehurovi-svemiri suviše homogeni! Drugim rečima, lek se pokazuje prejakim: objašnjavajući sličnosti različitih delova vidljivog svemira, on čini problematičnim upravo postojanje različitosti (poput zasebnih galaksija, zvezda ili planeta) koje su neophodne za postojanje života, pa i nas samih!

Tada na scenu stupa Andrej Linde koji je oko 1984. godine otkrio novu klasu modela za koju nije bilo neophodno da univerzum uopšte počinje u vrućem i gustom stanju koje postulira klasična teorija Velikog praska! Retko ko bi bio u toj meri hrabar kao što je to bio Linde – da odbaci jedan od centralnih koncepata čitave astronomske nauke, a da zadrži nešto u toj meri spekulativno i neistraženo, kao što je inflacija! No, on je upravo to učinio i time postao rodonačelnik savremene kvantne kosmologije, i najtipičnije savremene verzije inflatornog modela koji se naziva haotičnom ili večitom inflacijom. U ovom modelu, inflacija može otpočeti bilo gde i bilo kada i odvija se suštinski nekorelisano i nepredvidljivo (otuda i atribut “haotična”).

Osnovni koncept koji je neophodan za razumevanje ma koje varijante inflacije jeste skalarno polje. Skalar je tehnički izraz za običan broj, nešto što je jednostavnije od, recimo, vektora koji je pored dužine (broja) opisan i pravcem i smerom u prostoru. Kad govorimo o temperaturama u raznim gradovima na Zemlji, govorimo o skalarnom polju: postoji specifičan dobro definisan broj koji odgovara svakoj tački na karti. Postavlja se pitanje da li pored ovih skalarnih polja (ograničenih na Zemlju), postoje i univerzalna skalarna polja, ona koja ispunjavaju čitav svemir. Fizičari još ne znaju empirijski odgovor na to pitanje, ali su gotovo jednoglasni da takva polja moraju postojati. Dva skalarna polja od posebnog značaja za inflatorne teorije se nazivaju inflatonskim poljem i Higsovim poljem. Ova polja pokazuju svoj uticaj menjajući osobine elementarnih čestica. Potpuno uniformno skalarno polje je neuhvatljivo, baš kao što je teško utvrditi prisustvo konstantnog vazdušnog pritiska ili konstantnog naelektrisanja.

Kada na nekom mestu vlada ekstremno visok pritisak u odnosu na okolinu, onda nastaje vetar; kada postoji ekstremno visoko naelektrisanje, pojavljuju se varnice.

Slično tome, kada univerzalno skalarno polje koje se naziva inflatonskim poljem ima u nekoj oblasti veoma veliku vrednost u odnosu na okruženje, dolazi do naglog širenja samog prostora. Kvantna mehanika nam kazuje da, baš kao i svi drugi sistemi u prirodi, i skalarna polja moraju imati nepredvidljive fluktuacije kao rezultat slavnog Hajzenbergovog principa neodređenosti. Ako se negde pojavi mesto gde ove slučajne fluktuacije daju inflatonskom polju ekstremnu vrednost, na tom mestu počinje nagla inflatorna ekspanzija svemira koja stvara veliku količinu novog prostora, gde, između ostalog, i mi možemo živeti.

Fluktuacije koje generišu inflaciju mogu nastajati neprestano iznova na raznim mestima, sasvim nepredvidljivo, zbog suštinske neizvesnosti koju princip neodređenosti unosi u naše jednačine. Ovo čini univerzum (ili multiverzum!) samo-reprodukujućim; on naime stalno iznova generiše nove kosmološke domene najrazličitijih osobina. Moglo bi se tvrditi da standardna, pre-inflatorna kosmologija Velikog praska opisuje homogeni svemir nalik na jedan jedini mehur prostorvremena. Ali, ako uzmemo u obzir kvantne efekte, sugeriše Lindeov rad, samo-reprodukujući inflatorni svemir je poput mehura koji rađa nove mehuriće, koji sami proizvode nove mehuriće, itd. u beskonačnost – poput beskonačne pene.

Slika 6 - Svet fraktala

Ova vrsta ponavljajuće šare je ono što matematičari nazivaju fraktalom. Fraktalnu figuru odlikuje osobina da mali delovi figure predstavljaju samo umanjene slike slike celine. Hrastova grančica je, na primer, poput fraktala, pošto jedna grančica podseća na umanjeno čitavo stablo hrasta. Slično je sa mnogim geografskim objektima, poput planina: mali deo planine, čak i samo jedna stena, liči na čitavu planinu, samo umanjenu. Fraktalno ponašanje je sveprisutno u prirodi.

Zašto onda i čitav svemir ne bi imao osobinu fraktalnosti? Veliki prasak i čitav narativ klasične kosmologije služe kao dobar približan opis pojedinačnog mehura, ali ne mogu opisati čitav kosmološki fraktal, večito granajuće drvo na kome je svaka grančica novi svemir sa kompleksnom strukturom, a možda i stanovnicima! U fraktalnom modelu nema stvarnog razloga zašto bi celina materijalnog sveta – multiverzum – ikada prestala da raste. Uistinu, Lindeove jednačine i računarske simulacije ukazuju da bi ona mogla rasti i granati se u nove oblasti, nove univerzume zauvek!

Novi univerzumi mogli bi imati različite zakone prirode. Ovo zavisi od drugog pomenutog skalarnog polja, onog koje se po škotskom fizičaru Piteru Higsu naziva Higsovim poljem. Higsovo polje je odgovorno za neke od najtemeljnijih zakona našeg sveta, pre svega za mase koje imaju elementarne čestice materije, kao i prenosioci fundamentalnih interakcija. Higsovo polje može imati isto tako različite, fluktuirajuće vrednosti u raznim delovima multiverzuma, tako da ti delovi mogu imati različitu fiziku. Drugim rečima, postoji jedinstveni objedinjeni zakon za ceo multiverzum – zakon koji predstavlja kvantnu dinamiku Higsovog polja – ali fluktuacije samog polja obezbeđuju različite realizacije tog istog dubinskog zakona. Ovo je slično postojanju supstanci poput vode u različitim agregatnim stanjima u prirodi.

Oblasti multiverzuma koje rastu brže od drugih sadrže i veću zapreminu, tako da bi se moglo očekivati da, ako su uopšte nastanjive, sadrže i više inteligentnih posmatrača. Ovo može imati ukupan efekat sličan sposobnosti preživljavanja u Darvinovoj teoriji evolucije. Ovime rešavamo i drevni problem nastanka sveta ni iz čega koji je mučio još jonske filozofe; prosto, iako svaki pojedinačni svemir koji nastaje haotičnom inflacijom ima konačnu starost, čitav multiverzum je večna, odugovek postojeća fraktalna celina.

3. Kvantni (Everetov) multiverzum

Slika 7 - Šredingerova maèka

Kvantna fizika, revolucionarna teorija mikrosveta razvijena u prvim decenijama 20. veka objasnila je ponašanje molekula, atoma i elementarnih čestica koje nije saglasno sa klasičnom Njutnovom fizikom, ali ni sa svim našim svakodnevnim iskustvom i intuicijom. Uprkos očiglednim uspesima ove teorije (bez koje bi i čitanje i pisanje ovog teksta, na primer, bili nemogući) i dalje traje dosta žustra debata oko toga šta ona zapravo znači.

Kvantna teorija specifikuje stanje nekog fizičkog sistema ne kroz klasične veličine, poput položaja i brzina čestice, već kroz matematički objekt nazvan talasna funkcija. Prema slavnoj Šredingerovoj jednačini, ovo stanje evoluira sa vremenom na način koji matematičari nazivaju unitarnim, što grubo govoreći znači da se vektor koji označava talasnu funkciju rotira oko koordinatnog početka u jednom apstraktnom vektorskom prostoru nazvanom Hilbertovim prostorom. Iako se kvantna mehanika često opisuje kao slučajna i neodređena, talasna funkcija se menja na potpuno predvidljiv, deterministički način, baš kao i u klasičnoj fizici. Nema ničeg slučajnog ili neodređenog u vezi sa talasnom funkcijom.

Nezgodan trenutak je, međutim, kako povezati talasnu funkciju sa onim što posmatramo u eksperimentima. Mnoge sasvim legitimne talasne funkcije odgovaraju neintuitivnim i bizarnim situacijama – najpoznatiji primer je misaoni eksperiment sa Šredingerovom mačkom (Slika 7) gde nam talasna funkcija govori kako je mačka istovremeno i živa i mrtva u stanju koje fizičari nazivaju superpozicijom.

Nils Bor i njegovi učenici razvili su tokom 1920-tih i 30-tih godina ideju da se takve bizarnosti otklanjaju postuliranjem “kolapsa” talasne funkcije u neko definitivno klasično stanje kad god neko posmatra pojavu ili eksperiment. Ovo svakako pomaže da se objasne posmatranja (ko god posmatra, uvek će videti mačku ili kao živu ili kao mrtvu), ali istovremeno pretvara elegantnu, unitarnu, determinističku teoriju u ružnu, kabastu, neunitarnu, indeterminističku verziju. Ovo gledište (pojednostavljeno govoreći), dobilo je naziv “Kopenhagenška interpretacija” kvantne mehanike.

Tokom proteklih decenija pojavile su se mnoge alternative ovom gledištu (koje je i dalje, nažalost, dominantno u udžbenicima), a najveću popularnost je stekla ona koju je razvio 1957. godine prinstonski postdiplomac Hju Everet, koji je pokazao da je postuliranje kolapsa talasne funkcije zapravo nepotrebno. “Čista” kvantna teorija ne sadrži, zapravo nikakve kontradikcije, i mi treba da prihvatimo bizarni zaključak eksperimenta sa Šredingerovom mačkom! Iako kvantna teorija predviđa da se jedna klasična realnost zapravo cepa u superpozicije mnogo takvih realnosti, posmatrači subjektivno opažaju ovo cepanje samo kao malu slučajnost i neodređenost, sa verovatnoćama koje su u skladu sa onima iz starog postulata o kolapsu. Ova superpozicija klasičnih svetova predstavlja kvantni, ili Everetov, multiverzum.

Za razliku od Fridmanovog ili Lindeovog multiverzuma koji se nalaze bezmerno daleko, Everetov multiverzum je baš ovde, svuda oko nas. Šredingerova mačka je živa u jednom univerzumu, mrtva u drugom; to su dva majušna segmenta čitavog multiverzuma. Iz “ptičje perspektive”, neka inteligencija koja bi bila u stanju da sagleda materijalni svet “spolja” videla bi Everetov multiverzum kao neobično jednostavan: postoji samo jedna univerzalna talasna funkcija čitavog svemira, i ona evoluira glatko i deterministički – to je sve! Ona u sebi sadrži ogroman broj paralelnih klasičnih istorija, koje se stalno cepaju, ali i stapaju, kao i jedan broj potpuno kvantnih fenomena koji nemaju nikakav klasični opis. Iz naše “žablje” perspektive, mi opažamo samo majušni delić ukupne realnosti (kao i kod drugih multiverzuma). Druge delove Everetovog multiverzuma (one u kojima smo napravili drugačije izbore, ili kod kojih je Šredingerova mačka u onom drugom stanju od ovog koje vidimo) ne vidimo zbog procesa koji se naziva dekoherencija – koji, pojednostavljeno, imitira kolaps talasne funkcije ali očuvava unitarnost i druge poželjne osobine.

Kadgod posmatrači imaju neki izbor, recimo “nastaviti sa čitanjem ovog teksta” ili “prekinuti čitanje ovog teksta”, kvantni efekti u mozgu posmatrača vode do superpozicije ishoda; iz ptičje perspektive, akt odluke čini da se osoba deli u višestruke kopije: kopiju koja nastavlja da čita i onu koja to ne čini. Iz žablje perspektive, međutim, svaki od ovih dvojnika je nesvestan drugih i opaža ovo grananje talasne funkcije kao malu neodređenost: izvesnu verovatnoću da će nastaviti sa čitanjem ili ne.  

Everetov multiverzum proslavljen je i detaljno razrađen u popularnoj knjizi jednog od najvećih savremenih fizičara, oca kvantnih računara, Dejvida Dojča, “Tkanje stvarnosti” gde se susreće praktično na svakoj stranici (David Deutsch, The Fabric of Reality, Penguin Press, London, 1997). Funkcionisanje samih kvantnih računara, tih uzbudljivih teorijskih (za sada!) mašina koje su u stanju da u realnom vremenu rešavaju probleme poput faktorisanja velikih brojeva na proste činioce za koje bi svim kompjuterima sveta bile potrebne milijarde godina, najlakše se razume upravo kroz sliku ovog kvantnomehaničkog multiverzuma. Dojčovim rečima: kvantni kompjuter je jednak velikom broju klasičnih kompjutera koji istovremeno rade u paralelnim svetovima Everetovog multiverzuma!

Zanimljivo je pomenuti da bi univerzalna talasna funkcija, koja je za Evereta bila izvorište ideje o multiverzumu, odgovarala pojmu arupyadhatu iz budističke filozofije, kojim se označava nad-domen koji sadrži sve svetove, dok je sam nepromenljiv, nasuprot čulno dostupnom domenu (“univerzumu”) koji Budisti nazivaju kamadhatu, i čija je najznačajnija osobina fizička promenljivost u vremenu. Nije nemoguće da je ova koncepcija uticala na Majkla Murkoka, oca termina “multiverzum”, preko Rudolfa Štajnera, velikog poznavaoca orijentalnih filozofskih tradicija.

4. Matematički (Tegmarkov) multiverzum

Slika 8 - Matematièke strukture

Pitanje realnosti matematičkih objekata, poput kompleksnog broja, trougla ili fraktala, jedno je od najstarijih i najdubljih pitanja nauke i filozofije. Dva suprotstavljena pogleda sežu unazad do dvojice slavnih Atinjana, Platona i Aristotela (ovaj drugi bio je, doduše, tek naturalizovani Atinjanin, budući rođen u Stagiri). Prema Aristotelu i njegovom “fizičkom” pristupu, matematički objekti su apstrakcije koje je stvorio ljudski um po nesavršenim uzorima iz prirode koja je jedina “prava” stvarnost.

Ovo je “zdravorazumski” pogled na svet, onaj po kome smo vaspitavani od detinjstva. Nasuprot tome, Aristotelov učitelj Platon zagovarao je ideju da matematički objekti ne samo postoje na isti način na koji postoje svakodnevni objekti oko nas, već su upravo oni temeljni vid postojanja, dok je fizički svet oko nas “senka” tih savršenih arhetipskih formi. To odmah postavlja jednostavno pitanje: zašto je onda fizički svet baš takav kakav jeste? Za aristotelovca, ovo je besmisleno pitanje: svet jednostavno jeste. Međutim, platonista ne može da izbegne pitanje zašto je, od svih mogućih matematičkih struktura (i od daleko manjeg broja onih koje su ljudski matematičari otkrili do danas; nepotpuni pregled se vidi na Slici 8), samo jedan veoma mali broj izdvojen da opiše fizički svet?

Ovo se može formulisati i na drugačiji način. Ajnštajn, Vigner, Viler i drugi veliki fizičari 20. veka su se pitali o “začuđujućoj efikasnosti matematike” u opisivanju i modeliranju pojava u stvarnom (fizičkom, hemijskom, biološkom, itd.) svetu. Stvar je naime u tome što mi, po mišljenju ovih naučnika, nemamo pravo da a priori verujemo da će neke apstraktne matematičke strukture (npr. Hilbertov prostor) toliko detaljno opisivati delove fizičke stvarnosti (npr. stanja fizičkih sistema u kvantnoj mehanici) – posebno ako podozrevamo da matematički objekti poput kompleksnog broja, trougla ili skupa nisu “stvarni” u istom onom smislu u kome su stvarni neka stolica, ptica ili semafor, već su bar delimično proizvod ljudskog apstraktnog mišljenja. A ipak, upravo to se dešava! I ne samo to, već je često formalni matematički opis omogućio da se predvide potpuno novi fenomeni, koji prethodno u prirodi nisu bili opaženi.

Kao što je Nikola Tesla prvi sugerisao, čak i potpuno tuđinska vanzemaljska civilizacija koja sa nama nema ničeg zajedničkog, možda čak ni hemijske elemente na kojima su njeni pripadnici zasnovani, ipak bi delila sa nama istu matematiku. Zbog čega bi neko pomislio da je neka kompleksna i bogata matematička struktura, recimo Mandelbrotov skup (koji vidimo na Slici 9), manje stvarna od, recimo, nekog drveta, kanjona ili zvezde?

Sledeći korak je postavljanje ključnog pitanja koje je nedavno ponovo otvorio savremeni švedski fizičar i kosmolog Maks Tegmark: ako se složimo da svi matematički objekti i strukture koje su nam poznate postoje – zašto onda u prirodi oko nas opažamo samo veoma mali deo njih? Prirodan odgovor, čini se Tegmarku, jeste da je stvar u našoj ograničenoj percepciji, a ne u njihovom postojanju ili nepostojanju.

Slika 9 - Mandelbrotov skup

Stoga, on sugeriše smeli korak dalje: sve matematičke strukture uistinu postoje – i čine matematički multiverzum u kome su sve mogućnosti uređenja sveta fizički realizovane. To što mi opažamo samo mali delić tog ogromnog bogatstva različitosti (mnogo, mnogo većeg – i to je ovde prosto teško rečima izraziti, ljudski jezik je neprilagođen tako velikim razlikama u redovima veličine), stvar je selekcionog efekta – mi možemo videti samo one strukture koje omogućuju fizičke uslove za naše postojanje!

Elementi ovog multiverzuma ne nalaze se u istom prostoru, već leže van prostora i vremena kako ih mi sagledavamo (plus što neki od njih imaju svaki mogući broj prostornovremenskih dimenzija!). Većina njih je sasvim sigurno lišena kompleksnosti i stabilnosti neophodnih za nastanak inteligentnih posmatrača – samo izolovana “ostrvca” u tom ogromnom okeanu različitih matematičkih zakona uređenja su nastanjiva ili uistinu, poput našeg univerzuma, nastanjena.

Nasuprot onome što bi se moglo na prvi mah pomisliti, Tegmarkov matematički multiverzum nudi i neka potencijalno vrlo proverljiva predviđanja. Ono najznačajnije jeste da, kako se sve više približavamo potpunoj teoriji našeg fizičkog sveta, utvrdićemo da su matematičke strukture kojima se ta buduća “teorija svega” služi generičke ili najtipičnije među onima saglasnim sa postojanjem posmatrača.

Drugim rečima, mi očekujemo da se – u skladu sa strahovito generalizovanom Kopernikanskom paradigmom – nalazimo negde blizu sredine našeg “ostrva nastanjivosti”, a ne negde na njegovom rubu, jer je tu jednostavno najveća apriorna verovatnoća da se tipični posmatrači pronadju. Jedino dalja teorijska istraživanja u fundamentalnoj fizici (kao i razumevanja zahteva za postojanje inteligentnih bića, što spada u domen astrobiologije) mogu pokazati da li je ova smela ideja prihvatljiva.

5. Filozofski (Luisov) multiverzum

Slika 10 - Dejvid Luis (1941–2001)

Savremeni američki filozof Dejvid Luis (David Lewis, 1941–2001) bio je nesumnjivo jedan od najdubljih i najprodornijih mislilaca moderne metafizike i analitičke filozofije. Njegova ključna ideja jeste takozvani modalni realizam – osnova najradikalnijeg oblika multiverzuma. U svojoj najčuvenijoj knjizi Mnoštvo svetova (The Plurality of Worlds, Oxford, 1986), Luis postavlja drastičnu hipotezu – da svaki logički mogući univerzum realno postoji.

Ova ideja se može, u manje radikalnim oblicima, pratiti unazad do Lajbnica i njegove Teodikeje. Luis navodi niz intrigantnih – mada ne nužno ubedljivih – argumenata u prilog ove dramatične doktrine. Verovatno najzanimljiviji jeste filozofski argument da se o protivčinjeničnim situacijama (tj. onim kada kažemo “šta bi bilo da je” ili “šta bi bilo kad bi bilo”) može logički smisleno govoriti samo u kontekstu stvarnog postojanja takvih svetova u kojima su ove situacije tačne!

Po Luisu, ono što čini neku protivčinjeničnu tvrdnju, kao recimo “Svega ovoga ne bi bilo da je Pera otišao pravo u policiju” istinitom jeste postojanje sveta, isto tako konkretnog kao što je naš i veoma sličnog našem, u kome je Pera (odnosno Perin tamošnji dvojnik) doista i otišao u policiju. Mi imamo snažnu predstavu da se ovakvi protivčinjenični sudovi mogu podeliti na istinite i lažne; Luis je vrlo ubedljivo argumentisao da to proističe iz postojanja ili nepostojanja odgovarajućih svetova.

Luis je prihvatao da je teorija modalnog realizma suprotna “zdravom razumu” (koji i inače nije u savremenoj nauci na dobrom glasu!), ali je bio uveren da njene prednosti daleko nadmašuju ovu slabost – ako je to zaista slabost – i da toga ne bi trebalo da oklevamo da je prihvatimo! Naš svet je aktuelan, ali to je zato što se mi nalazimo u njemu, a ne zato što je on po samim svojim osobinama. Stvari koje su nužno tačne (kao recimo dokazane matematičke istine, poput 2 + 2 = 4) su one koje su tačne u svim svetovima Luisovog multiverzuma. Većina Luisovih svetova ne sadrže nikakve naše dvojnike, ali ako postoje, oni mogu biti proizvoljno bizarni. Ne možete, naravno, istovremeno imati pet prstiju na svakoj ruci i šest prstiju na svakoj ruci, pošto je to logički kontradiktorno (nužno lažno).

Ali, svetovi u kojima imate šest prstiju ili šest ruku ili šest glava postoje, kao i svaki drugi svet o kome se može misliti bez logičke kontradikcije. Mogu li prasići da lete? Naravno, jer nema ničeg kontradiktornog u vezi sa prasićima sa krilima. U beskonačnosti mogućih svetova postoje i zemlje Oz ili Mu, grčki bogovi na Olimpu, i gotovo sve što se može zamisliti. Svaki roman je mogući svet, dakle postojeći u Luisovom multiverzumu. Negde milioni Ahaba love kitove. Svaka vrsta svemira postoji ukoliko je logički konzistentna.

Veoma je značajno razdvojiti sliku sveta koju nam pruža modalni realizam od onih koje impliciraju drugi nivoi multiverzuma diskutovani gore. Postoji veoma raširena – i pogrešna! – predrasuda da je Luisov multiverzum samo varijanta Everetovog ili Tegmarkovog. Ovo nije slučaj pre svega zato što komponente Everetovog multiverzuma imaju bar delić zajedničke prošle istorije (do trenutka relevantnog izbora), što je daleko, daleko manji broj mogućnosti od svih zamislivih. Što se razlikovanja od matematičkog Tegmarkovog multiverzuma tiče, tu teškoće nastaju zbog toga što Luis nema potrebe da pretpostavlja istinitost platonizma, kao što to Tegmark mora učiniti. Naprotiv, Luisov multiverzum može uključivati i svetove u kojima matematika (nasuprot Ajnštajnu i Vigneru) ne funkcioniše valjano u opisivanju fizičkih pojava.

Revolucionarna sinteza

Slika 11 - Crab nebula

Nema verovatno termina u nauci koji ima bolje osnove da se smatra izrazom 21. veka od multiverzuma. Ovde smo pogledali samo par najuticajnijih i najinteresantnijih verzija multiverzuma. Fridmanov multiverzum je nesporan, a Lindeov postaje sve bliže tome. Ostale verzije su i dalje izrazito spekulativne – ali ih to ne čini išta manje ozbiljnom temom naučnog istraživanja!

Postoje i druge verzije, manje poznate ali ništa manje zanimljive, poput teorije savremenog američko-kanadskog fizičara Lija Smolina o svemirima koji se reprodukuju i evoluiraju na način karakterističan za biološku evoluciju kroz prirodnu selekciju.

Napomenimo za kraj da je u Everetovom, Tegmarkovom i Luisovom multiverzumu moguće putovanje kroz vreme, pošto se nikakvi logički paradoksi (poput paradoksa “ubistva dede”) u njima ne sreću. Kad odete u prošlost, vi ulazite u novi segment realnosti i ništa što u njemu učinite ne može biti kontradiktorno sa stanjem stvari u starom segmentu koji ste napustili.

U svakom svom izdanju i verziji, multiverzum obećava veliku i bogatu sintezu rezultata brojnih krajnje raznovrsnih naučnih disciplina. Ova uzbudljiva ideja svakako će u decenijama koje dolaze ostati sa nama. A i sa našim dvojnicima u paralelnim svetovima.