Η Ανακάλυψη της Εξίσωσης Wheeler-DeWitt και η Εξαφάνιση του Χρόνου
Το 1967, δύο φυσικοί, ο John Wheeler και ο Bryce DeWitt, συναντήθηκαν σε ένα αεροδρόμιο για δύο ώρες και συνέγραψαν μια εξίσωση που κλόνισε τα θεμέλια της πραγματικότητας: την εξίσωση Wheeler-DeWitt. Αυτή η εξίσωση είναι άγνωστη στους περισσότερους ανθρώπους.
Ο στόχος των Wheeler και DeWitt δεν ήταν να καταργήσουν τον χρόνο, αλλά να συνδυάσουν την θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν με την κβαντομηχανική—ένα εγχείρημα στο οποίο όλες οι προηγούμενες προσπάθειες είχαν αποτύχει, καθώς τα μαθηματικά είτε οδηγούσαν σε άπειρα είτε παρήγαγαν απαντήσεις χωρίς φυσική σημασία.
Ο DeWitt έφτασε με την ιδέα να αντιμετωπίσουν ολόκληρο το σύμπαν όπως ο Schrödinger αντιμετώπιζε ένα μόνο άτομο. Αναρωτήθηκε: Τι θα συνέβαινε αν η ίδια η πραγματικότητα είχε μια συνάρτηση κύματος (wave function, μαθηματική περιγραφή της κβαντικής κατάστασης)—μια κοσμική εξίσωση που περιέγραφε όχι σωματίδια εντός του χώρου, αλλά τον ίδιο τον χώρο;
Όταν όμως ολοκλήρωσαν την εξίσωση, εμφανίστηκε ένα παράδοξο: όταν επιχειρείται η περιγραφή ολόκληρου του σύμπαντος στο κβαντικό επίπεδο, τα μαθηματικά λειτουργούν τέλεια, εκτός από ένα κραυγαλέο πρόβλημα: η μεταβλητή του χρόνου εξαφανίζεται. Ο χρόνος δεν εξαφανίζεται μεταφορικά ή κατά προσέγγιση, αλλά κυριολεκτικά.
Οι Συνέπειες της Αχρονικότητας
Στο πιο θεμελιώδες μαθηματικό επίπεδο, το σύμπαν δεν έχει μεταβλητή χρόνου, ούτε χτύπο ρολογιού, ούτε ροή από το παρελθόν στο μέλλον. Αυτό σημαίνει είτε ότι η εξίσωση είναι λανθασμένη, είτε ότι όλα όσα πιστεύουμε για τον χρόνο είναι μια ψευδαίσθηση που κατασκευάζει ο εγκέφαλός μας για να κατανοήσει κάτι πολύ πιο παράξενο.
Άλλες βασικές επιπτώσεις:
Στατικό Σύμπαν: Η εξίσωση Wheeler-DeWitt δεν συμπεριφέρεται όπως άλλες εξισώσεις της κβαντομηχανικής (οι οποίες συνήθως δείχνουν πώς εξελίσσονται τα πράγματα δευτερόλεπτο προς δευτερόλεπτο). Δεν περιγράφει αλλαγή, κίνηση ή αιτία και αποτέλεσμα. Αντίθετα, είναι στατική, σιωπηλή, ένα στιγμιότυπο ολόκληρου του σύμπαντος όπου τα πάντα απλά είναι.
Το Σύμπαν ως Γεγονότα: Στο κβαντικό επίπεδο, οι διάρκειες είναι τόσο σύντομες που δεν μπορούν να διαιρεθούν, και ο χρόνος δεν υπάρχει. Το σύμπαν δεν αποτελείται από πράγματα που επιμένουν μέσω του χρόνου, αλλά από γεγονότα που δεν έχουν καθόλου διάρκεια. Η συνεχής ύπαρξή μας μπορεί να είναι η μεγαλύτερη ψευδαίσθηση που δημιουργήθηκε ποτέ.
Η Αλλαγή ως Σχέση: Η εξίσωση δεν λέει ότι η αλλαγή είναι αδύνατη, αλλά ότι η αλλαγή είναι σχέση. Στην στοιχειώδη γραμματική του κόσμου, δεν υπάρχει ούτε χώρος ούτε χρόνος, παρά μόνο διαδικασίες που μετασχηματίζουν φυσικές ποσότητες η μία σε άλλη. Ουσιαστικά, το σύμπαν είναι ένας τεράστιος ιστός σχέσεων μεταξύ γεγονότων.
Ο Χρόνος ως Εμφανιζόμενη Αντίληψη
Αν ο χρόνος δεν είναι θεμελιώδης, τότε τί είναι η εμπειρία μας για τη ροή του χρόνου;
Σύγκριση Μεταβλητών: Αυτό που αποκαλούμε χρόνο είναι ο τρόπος μας να παρακολουθούμε πώς συσχετίζονται αυτές οι σχέσεις. Ποτέ δεν μετράμε τον χρόνο αυτόν καθαυτόν. Μετράμε την ταλάντωση των ατόμων, τη φθορά των σωματιδίων, τη θέση της Γης σε σχέση με τον Ήλιο. Συγκρίνουμε τη μεταβλητή Α με τη μεταβλητή Β και ονομάζουμε αυτή τη διαφορά «χρόνο».
Έλλειψη Κεντρικού Ρολογιού: Στο θεμελιώδες επίπεδο, δεν υπάρχει κεντρικό ρολόι ή καθολικός μετρονόμος. Ο χρόνος είναι ένα fluke (τυχαίο γεγονός, συμπτωματική συνέπεια), ένα προϊόν του πλανήτη στον οποίο βρισκόμαστε και της σχέσης του με το περιβάλλον, όχι κάτι εγγενές στο σύμπαν.
Η Στατιστική Φύση της Ροής: Ο φυσικός Carlo Rovelli υποστηρίζει ότι η έντονη διάκριση μεταξύ παρελθόντος και μέλλοντος είναι στην πραγματικότητα στατιστική. Οφείλεται μόνο στη θολή αλληλεπίδρασή μας με την πραγματικότητα. Ο εγκέφαλός μας θολώνει το σύμπαν, εστιάζοντας σε ένα μικροσκοπικό υποσύνολο σχέσεων, και αυτή η θόλωση δημιουργεί την αίσθηση της ροής.
Εντροπία και το Βέλος του Χρόνου
Αν ο χρόνος δεν ρέει, γιατί παρατηρούμε ότι τα αυγά δεν ξεσυντίθενται και τα σώματα γερνούν; Αυτή η παρατήρηση δεν είναι ο χρόνος που ρέει, αλλά η αύξηση της εντροπίας (entropy, η μετάβαση από την τάξη στην αταξία).
Υποκειμενική Εντροπία: Η εντροπία είναι υποκειμενική. Αυτό που ονομάζουμε τακτοποιημένο ή ατακτοποίητο εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τις μεταβλητές στις οποίες δίνουμε σημασία. Ένα ανακατεμένο αυγό είναι «ατακτοποίητο» μόνο από την οπτική κάποιου που ενδιαφέρεται για ένα άθικτο αυγό.
Στατιστική Μετάβαση: Από την οπτική του σύμπαντος, πρόκειται απλώς για αναδιάταξη μορίων σε μια στατιστικά πιο πιθανή διαμόρφωση. Δεν υπάρχει κοσμικός νόμος που να λέει ότι η εντροπία πρέπει να αυξηθεί· απλώς, υπάρχουν πολύ περισσότεροι τρόποι για να είναι τα πράγματα ατακτοποίητα παρά τακτοποιημένα. Οι εγκέφαλοί μας ερμηνεύουν αυτή τη στατιστική μετατόπιση ως το βέλος του χρόνου.
Σχέση με την Πραγματικότητα: Ο Rovelli υποστηρίζει ότι το βέλος του χρόνου δεν είναι ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό της πραγματικότητας, αλλά ένα χαρακτηριστικό της σχέσης μας με την πραγματικότητα. Σε διαφορετικές περιοχές του σύμπαντος, ο χρόνος μπορεί να λειτουργεί διαφορετικά ή να μην υπάρχει με ουσιαστικό τρόπο.
Άπειρες Λύσεις και το Πρόβλημα του Επιλογέα
Η εξίσωση Wheeler-DeWitt περιγράφει τις δυνατότητες, αλλά οδηγεί σε ένα βαθύ παράδοξο:
Άπειρες Διαμορφώσεις: Η εξίσωση παραδέχεται άπειρες λύσεις—όχι μία, αλλά άπειρες. Περιγράφει κάθε πιθανή διαμόρφωση ολόκληρου του σύμπαντος (ύλη, ενέργεια, χώρος). Όλες αυτές οι διαμορφώσεις είναι μαθηματικά έγκυρες και ικανοποιούν την εξίσωση.
Το Ερώτημα της Επιλογής: Αν η εξίσωση περιέχει άπειρα πιθανά σύμπαντα και διαμορφώσεις, τί καθορίζει ποια από αυτές βιώνουμε αυτή τη στιγμή; Ο νόμος της φυσικής περιγράφει απλώς το «μενού» των δυνατοτήτων. Κάτι, κάποια διαδικασία ή μηχανισμός που δεν κατανοούμε, επιλέγει από αυτό το μενού στιγμή προς στιγμή.
Το Φαινόμενο της Θύελλας: Εφόσον ο χρόνος δεν είναι αληθινός, ούτε τα πράγματα που νομίζουμε ότι καταστρέφει ο χρόνος είναι αληθινά. Η πραγματικότητα παρομοιάζεται με μια θύελλα (μια συλλογή γεγονότων). Η θύελλα δεν είναι ένα πράγμα, αλλά μια διαδικασία, ένα προσωρινό μοτίβο. Εμείς δεν είμαστε «πράγματα» που επιμένουν μέσω του χρόνου, αλλά μοτίβα, μια θύελλα κβαντικών γεγονότων που διατηρούν προσωρινά τη συνοχή τους. Οι θύελλες δεν επιμένουν μέσω του χρόνου—είναι μοτίβα μέσα στην αχρονικότητα.
Η Συνείδηση ως Πλοηγός
Η κβαντική βαρύτητα (όπως η Κβαντική Βαρύτητα Βρόχων και η θεωρία χορδών) δείχνει ότι ο χρόνος εξατμίζεται στο βαθύτερο επίπεδο. Αυτό δεν είναι απλώς θεωρητική εικασία: ακόμη και οι δορυφόροι GPS πρέπει να λαμβάνουν υπόψη ότι ο χρόνος κυλά με διαφορετικούς ρυθμούς λόγω του βαρυτικού πεδίου της Γης, κάτι που δεν θα συνέβαινε αν ο χρόνος ήταν θεμελιώδης.
Εφόσον όλες οι διαμορφώσεις υπάρχουν ταυτόχρονα, η εξίσωση δίνει τροφή στην ερμηνεία των Πολλών Κόσμων της κβαντομηχανικής.
Ταυτόχρονη Ύπαρξη: Αν ο χρόνος δεν υπάρχει θεμελιωδώς, τότε όλα τα «κβαντικά κλαδιά» της πραγματικότητας δεν διαχωρίζονται διαδοχικά, αλλά υπάρχουν ταυτόχρονα μέσα στην αχρονική δομή της εξίσωσης Wheeler-DeWitt. Η συνάρτηση κύματος περιέχει πληροφορίες για όλες τις πιθανές διαμορφώσεις του σύμπαντος, όχι για το πώς εξελίσσεται.
Η Συνείδηση Κατασκευάζει τη Ροή: Δεν κινούμαστε μέσω του χρόνου επιλέγοντας ένα κλαδί. Είμαστε ένα μοτίβο στην αχρονική συνάρτηση κύματος. Η αίσθηση της επιλογής και της ροής του χρόνου είναι η συνείδηση που πλοηγείται μεταξύ διαφορετικών διαμορφώσεων στον κβαντικό αφρό (quantum foam, τη χαοτική δομή του χωροχρόνου σε μικροσκοπικό επίπεδο).
Ενεργή Συμμετοχή: Ο χρόνος μπορεί να είναι απλώς διαφορετικές διαμορφώσεις του σύμπαντος, με τη συνείδηση να «πηδά» μεταξύ τους, δημιουργώντας μια αφήγηση. Η συνείδηση δεν είναι παθητικός παρατηρητής, αλλά συμμετέχει ενεργά στο ποια ακολουθία θα γίνει πραγματική για τον συγκεκριμένο παρατηρητή. Εάν η συνείδηση επιλέγει την πορεία, τότε ίσως η εξίσωση δεν ανακάλυψε την πραγματικότητα, αλλά δημιούργησε οδηγίες για το πώς να πλοηγηθούμε σε αυτήν.
Επιλογή Πραγματικότητας: Αν όλες οι διαμορφώσεις υπάρχουν ήδη στην αχρονική συνάρτηση κύματος, η συνείδηση δεν δημιουργεί την πραγματικότητα, αλλά επιλέγει ποια πραγματικότητα θα κατοικήσει.
Ο Χρόνος ως Άγνοια και το Μυστήριο της Ύπαρξης
Το πρόβλημα του χρόνου (το γεγονός ότι η εξίσωση περιγράφει ποιες καταστάσεις είναι δυνατές, αλλά όχι πώς εξελίσσονται) μπορεί να είναι η απάντηση.
Ο Χρόνος είναι Άγνοια: Ο Rovelli γράφει ότι ο χρόνος είναι άγνοια. Θολώνουμε τον κόσμο για να εστιάσουμε, αγνοούμε σχεδόν όλες τις σχέσεις και μεταβλητές, εστιάζοντας στο μικροσκοπικό υποσύνολο που μπορούμε να παρακολουθήσουμε. Αυτή η εστίαση δημιουργεί την ψευδαίσθηση της ροής, του παρελθόντος και του μέλλοντος.
Αιώνια Ύπαρξη: Δεδομένου ότι όλες οι διαμορφώσεις υπάρχουν ταυτόχρονα σε μια τεράστια κβαντική υπέρθεση (superposition, η ταυτόχρονη ύπαρξη πολλαπλών καταστάσεων):
Το Παρελθόν Υπάρχει: Κάθε στιγμή που βιώσαμε εξακολουθεί να υπάρχει ως μια πραγματική διαμόρφωση στην αχρονική δομή του σύμπαντος. Το παιδί που βίωνε εκείνο το πάρτι γενεθλίων υπάρχει αιώνια στην κυματοσυνάρτηση Wheeler-DeWitt.
Το Μέλλον Υπάρχει: Το μέλλον δεν έρχεται· είναι ήδη εκεί στην υπέρθεση. Οι επιλογές μας είναι η συνείδηση που πλοηγείται προς ένα από τα πολλά μέλλοντα που ήδη υπάρχουν ως δυνατότητα.
Ο Θάνατος είναι το Τέλος μιας Ακολουθίας: Ο θάνατος είναι το τέλος αυτής της συγκεκριμένης ακολουθίας διαμορφώσεων, αλλά οι ίδιες οι διαμορφώσεις, ως μόνιμες δομές, παραμένουν στα αχρονικά μαθηματικά του σύμπαντος.
Ο Παρατηρητής και η Συνείδηση
Το γεγονός ότι η εξίσωση έχει άπειρες λύσεις και δεν μπορεί να επιλέξει τη μία που βιώνουμε, οδηγεί στο ότι αυτό που επιλέγει δεν είναι γραμμένο στα μαθηματικά, ούτε καθορίζεται από τους νόμους της φυσικής.
Αυτός ο επιλογέας μπορεί να είναι η ίδια η επίγνωση, το μοναδικό πράγμα που δεν μπορεί να παρατηρηθεί, να μετρηθεί ή να αναχθεί σε μαθηματικά. Οι φυσικοί το αποκαλούν Παρατηρητή, οι μυστικιστές το εγώ (self, η αυτο-επίγνωση), και οι αρχαίοι την «ανάσα του σύμπαντος».
Η συνείδηση δεν είναι παγιδευμένη μέσα στο κρανίο μας. Είμαστε ο σιωπηλός μάρτυρας μέσω του οποίου ο κόσμος αποκτά επίγνωση του εαυτού του. Δεν είμαστε όντα που κινούνται μέσα στον χρόνο, αλλά ο χρόνος κινείται μέσα σε εμάς. Το σύμπαν ξεδιπλώνεται μέσα μας.
Όταν η ψευδαίσθηση του χρόνου διαλύεται, αυτό που μένει είναι η ίδια ακινησία που υπήρχε πριν από την πρώτη μας ανάσα. Αυτό που διέκριναν οι φυσικοί το 1967 ήταν η σκιά του απείρου—μια αχρονική πραγματικότητα όπου όλα όσα υπήρξαν, είναι και θα είναι, απλώς είναι. Η εξίσωση Wheeler-DeWitt δεν ήταν η καταστροφή του χρόνου, αλλά ο πρώτος ψίθυρος της αιωνιότητας.
Σύγκριση της Πραγματικότητας με μια Καταιγίδα
Ο Rovelli συγκρίνει την πραγματικότητα με μια καταιγίδα (storm, μια φυσική δυναμική διαδικασία), την οποία περιγράφει ως συλλογή γεγονότων.
Χρησιμοποιεί αυτή την αναλογία για να εξηγήσει ότι η καταιγίδα δεν είναι ένα πράγμα, αλλά μια διαδικασία, ένα προσωρινό μοτίβο στη ροή του αέρα και των υδρατμών.
Εφαρμόζοντας αυτή την έννοια σε εμάς, δεν είμαστε ένα πράγμα που επιμένει μέσω του χρόνου, αλλά ένα μοτίβο, μια καταιγίδα κβαντικών γεγονότων που διατηρεί εν συντομία τη συνοχή πριν διαλυθεί.
Οι καταιγίδες, κατά τον συλλογισμό αυτό, δεν επιμένουν μέσα στον χρόνο—είναι μοτίβα μέσα στην αχρονικότητα.
Κουίζ: Εξίσωση Wheeler-DeWitt
1. Πότε συνέγραψαν οι Wheeler και DeWitt την εξίσωσή τους;
0 Σχόλια