Říká se: ‚Co se stalo, nedá se odestát.‘ Ale co kdyby ano? Jaké by to bylo, kdybyste v minulosti učinili jiná rozhodnutí než ta, která padla, a zvolili jiné cesty než ty, po kterých jste kráčeli? Odpovědí na tyto a další otázky by mohl být multivesmír. Respektive teorie o mnohadimenzionální realitě, která se za ním skrývá.
Stále více se ukazuje, že vědeckofantastický žánr, který si s myšlenkou paralelní reality už pěkných pár let pohrává, je možná velmi blízko pravdě. Nepřekvapí proto, když se i běžní smrtelníci – v našem případě s nadsázkou řečeno ti nepolíbení vysokou matematikou a teoretickou fyzikou – s některou z následujících teorií již setkali. Nikoliv ale studiem vědeckých análů, ale četbou, poslechem a sledováním tvorby s prvky sci-fi a fantasy.
Pusťte se spolu s námi na výpravu do oblasti, ve které se fyzika a matematika snoubí s filozofií a science fiction.
Dvě rozdílné teorie a žádné sjednocení
Největším mozkům naší planety (tedy hlavně těm fyzikálně a matematicky zaměřeným) nedají spát dvě proti sobě stojící teorie. Pravdivost obou byla skrze jejich předpovědi opakovaně velmi dobře prokázána experimentálními pozorováními, jedna druhou však nedokáže vysvětlit. Skloubíme-li je, prostě nefungují.
O čem že je tu řeč? O dvou největších teoriích současnosti: o kvantové teorii malých částic a o obecné teorii relativity velkých vesmírných těles. A proč je vlastně dávat dohromady? Třeba proto, abychom zjistili, co se děje uvnitř velmi velkých vesmírných objektů. Nebo jak je to s časem, se kterým obě teorie zacházejí jinak.
Za snahami o spojení kvantové teorie a teorie relativity stojí touha po nalezení obecného principu.
Kvantová mechanika a teorie pole
Jsou součástí kvantové teorie zkoumající svět pohledem na velmi, ale opravdu velmi malé částice – atomy a subatomární částice. Stav těchto mikročástic pak popisují skrze vlnovou funkci, zároveň ale pomíjí jejich gravitaci. Zajímavostí plynoucí z této teorie je známý paradox Schrödingerovy kočky ukazující, že dokud neznáme data z pozorování skrytého objektu, teoreticky existuje tento objekt v několika stavech zároveň. O co jde?
Roku 1935 formuloval teoretický fyzik Erwin Schrödinger myšlenkový experiment s kočkou. Představte si kočku uzavřenou do krabice, v níž je jedovatý plyn, který se ovšem uvolní jen s 50% pravděpodobností. Kočku v krabici nevidíte a tudíž nevíte, zda žije, anebo zemřela. Z vašeho hlediska tak existuje ve dvou stavech zároveň: může být živá i mrtvá. Která z nich to bude poznáte až po otevření krabice. Reálně je to samozřejmě hloupost – není možné, aby byla kočka živá i mrtvá současně, jde tu pouze o interpretaci myšlenky, že dokud neprovedeme pozorování, existuje více variant výsledků.
Pozor, Schrödinger neměl v úmyslu kočku zabíjet, ani ji vůbec vystavovat nebezpečí. Prezentovaný pokus byl pouze myšlenkový. Nezkoušejte to prosím ani vy ;-)
Cítíte už v kostech lehké mrazení? Právě zde (a jak se dočtete posléze nejenom zde) se otevírá prostor pro úvahy nad paralelní realitou. Nemyslíte?
Teorie relativity
Je označována za jednu z nejkrásnějších teorií soudobé fyziky s důležitými astrofyzikálními aplikacemi kde jednou z nich je prokázání existence černých děr. Tato teorie staví na pojmu časoprostoru (někdy také prostoročasu), což je veličina spojující prostor a čas do jedné. Čas se, coby čtvrtá dimenze přidává ke třem předchozím, prostorovým. Což pro nás není nic nového – právě od Einsteinových dob standardně vnímáme svět jako čtyřrozměrný, což si můžeme ukázat na vypůjčeném příkladu od Briana Greena z knihy Elegantní vesmír:
Když si chcete dát s někým rande, sdělíte mu, kde se setkáte. Třeba na rohu ulice Masarykovy a Nádražní v Brně. To ale nestačí – musíte ještě přidat kdy. Třeba ve středu v 15. hodin. A voilà, hned máme událost určenou čtyřmi hodnotami: třemi prostorovými a jednou časovou.
V teorii relativity je čtyřdimenzionální časoprostor působením hmotných těles zakřivený a objekty v něm se pohybují po drahách – jako když do vodorovně natažené punčochy vhodíte těžkou kouli, která v ní vytvoří prohlubeň a pak k ní přihodíte ještě pingpongový míček. Jeho pohyb v punčoše nebude přímka, bude se pohybovat po zakřivené dráze. A právě tato dráha je v teorii relativity chápána jako gravitace.
Co to znamená konkrétněji? Z pohledu Einsteinovy obecné relativity třeba to, že Země kolem Slunce neobíhá kvůli gravitaci, ale kvůli zakřivení časoprostoru, který kolem sebe Slunce zakřivilo. Gravitace je pouze pozorovaný důsledek, nikoliv příčina. Zdaleka se přitom nejedná jen o naši planetu. Čas a prostor kolem sebe zakřivuje každé hmotné těleso – některé jej křiví více, jiné méně. To přímo vybízí k otázce: ,Je-li časoprostor zakřiven, je zakřiven i sám čas?‘
Zakřivení času v obecné relativitě
To, co by se mohlo zdát jako výmysl tvůrců sci-fi, bylo poprvé prokázáno a potvrzeno pokusem provedeným pány J. Hafelem a R. Keatingem, kteří měřili časové odchylky v roce 1971 při přeletu v různých výškách nad Zemí. V dalších letech bylo jejich měření potvrzeno a dnes již s principy obecné teorie relativity – konkrétně se zakřivením času – pracuje i GPS, která by, bez započítávání časových odchylek mezi družicí a přijímačem v autě, nemohla vůbec fungovat.
Různě vysoko nad povrchem Země plyne čas různě, s čímž pracuje i polohovací systém GPS.
Rychlá odpověď na předešlou otázku proto zní: ‚Ano, zakřivením časoprostoru plyne čas v různých vzdálenostech od hmotného tělesa různě’. Přitom k námi pozorovatelným a měřitelným časovým odchylkám dochází jen u obřích vesmírných těles (jakým je třeba naše Země).
Proč se kvantovka s relativitou nesnesou?
Zřejmě vás už nepřekvapí, že Einsteinovský prostor bez hmotných těles vykazuje nulovou gravitaci. Žádné hmotné těleso = žádná prohlubeň v časoprostoru. Při velkém zvětšení na úroveň kvantového světa ale žádný klid neexistuje. Všechno – včetně gravitačního pole – je zatíženo fluktuacemi. Zdánlivý klid velkých těles mizí a mění se v zuřivou bouři kvant.
Vzhledem k nekonzistenci obou teorií se největší osobnosti vědy snaží nalézt něco, co by obě sjednotilo do jedné. Obecný princip. Představit si jej můžete jako Teorii všeho. Jejím základním kamenem se zdá být dosud nejznámější a nejpřesnější teorie (super)strun. Ta je nejenom fantaskní, ale přímo famózní, protože na vše – ať už jsou to malé subatomární částice jako třeba fotony, anebo gigantické planety, nahlíží skrze tóny, které struny vyluzují.
Teorie strun
Je v současnosti nejprogresivnější fyzikálně matematická teorie snažící se vysvětlit a predikovat jak chování elementárních částic, tak obřích vesmírných těles. Teorie je založena na představě vibrujících strun, jejichž vibrace tvoří základní částice a zároveň obsáhne i Einsteinovu relativitu.
Základní částice, kterých je obrovské množství a fyzikové stále nalézají nové a nové, jsou podle teorie strun chápány jako tóny, které struna vydává. Nejnižší oktávy takové superstruny jsou přitom považovány za subatomární částice pozorovatelné v přírodě.
Teoretický fyzik J. Robert Oppenheimer – „otec atomové bomby“ – prý jednou dokonce prohlásil, že: „Nobelova cena za fyziku by měla být udělena tomu fyzikovi, jenž v daném roce žádnou novou částici neobjeví.“ Podle teorie strun je přitom takové množství částic, kolik tónů mohou vyloudit.
A jak je to ve strunné teorii s gravitací? Zakřivení prostoročasu predikovaného Einsteinem, je tvořeno pohybem superstruny v prostoročasu. Další zajímavostí je to, že aby byla teorie životaschopná, nemohla existovat v soudobém čtyřrozměrném světě. Bylo nutné přidat další rozměry, a to ke čtyřem známým celkem šest nových. Protože těchto šest je ale námi nepozorovatelných, teoretičtí fyzikové a matematici se shodli, že musí být jen velmi malé, tzv. svinuté (přesněji svinuté do tzv. Calabi-Yauovy variety).
Trochu se nám to komplikuje, že? Pořádná jízda po tobogánu nás ale teprve čeká…
M-teorie neboli Teorie všeho
Teorie strun byla skutečně převratná a není tudíž divu, že se do zkoumání a odhalování nových možností zapojila světová inteligence. Z velkého ohlasu nakonec vzešlo 5 strunových teorií, které se posléze staly limitními příklady jedné vše sjednocující superstrunové teorie. Nazývané také M-teorie nebo Teorie všeho. Superstruny v ní existují v 11 rozměrech místo původních 10, přičemž ten poslední, jedenáctý, je věnován strunné vazebné konstantě.
Zatím vše nasvědčuje správnosti strunné M-teorie („M“ jako „mystérium“ nebo také „membrány“). Její aplikace předesílá neobyčejné objevy. Předpovídá existenci červích děr (ty známe ze Star Treku coby zkratky v prostoru), paralelních realit a mnohovesmírů. Teorie všeho založená na existenci superstrun je v současnosti nejvíce propracovaná teorie popisující chování kup galaxií i elementárních částic pomocí jednotných zákonů. Přesto, pro náročnost matematických výpočtů, stále není dopracovaná.
Paralelní světy krajiny superstrun
Podle M-teorie je náš svět jedna velká membrána obsahující kupy galaxií, černé díry, mlhoviny, vše co známe i neznáme. A co je ještě fantasknější, tahle membrána by měla být jen jednou z mnoha. Vesmírů podobných nebo zcela odlišných od toho našeho by mělo být až 10500. Jednotlivé membrány by do sebe měly narážet a částečně tak spolu interagovat. To je ostatně jeden ze způsobů, kterak se někteří průkopníci teorie snaží existenci multivesmírů dokázat.
Pokud se naše a cizí vesmíry dotýkají, mohli bychom v daných místech zaznamenat jakési otlaky. Naděje k jejich nalezení se může skrývat v datech z vesmírné sondy WMAP a družice Plank i v pokusech ve Velkém hadronovém urychlovači.
Navzájem se ovlivňující světy
Jejich představa – zejména ta o jejich spojení tzv. červími dírami – vede k nespočtu nových otázek. Podle teoretických fyziků by v dalších vesmírech mohly panovat stejné nebo úplně jiné fyzikální zákony, na druhou stranu by se mohlo jednat o jiné reality té naší. Za hranicemi našeho chápání možná existují světy, ve kterých se nalézá naše paralelní Já a ve kterých se to, co jsme prožili, vůbec nestalo. Anebo dopadlo úplně jinak.
Vzpomeňte na příklad Schrodingerorvy kočky: je možné, že by v mnohavesmírech existoval náš svět v 10500 jiných variací, se všemi možnými událostmi, jež jsou důsledkem všech možných stavů přicházejících do úvahy, dokud neprovedeme pozorování?
Úvahy můžeme vést i jiným směrem. Mohou být třeba předtuchy obrazy z paralelních vesmírů? Otisky událostí, které se „u nás“ ještě nestaly, ale mohly by se stát „i nám“? Víme, že podle teorie superstrun existujeme v 11rozměrném prostoru a také to, že časoprostor je podle předpovědí Einsteinovy relativity zakřiven. A tudíž i zde platí, že hmotné těleso kolem sebe vytváří dráhy, kterým říkáme gravitace. Protože máme ale 11 rozměrů, přičemž 7 z nich je skrytých – svinutých, je možné, že se v nich skrývají naše nehmotné myšlenky? Energie, která by ve zbývajících 7 rozměrech mohla být svým způsobem „hmotná“? Pokud ano, i ona by mohla na kvantové úrovni zakřivovat prostor a čas.
Říká se, že síla myšlenky je obrovská. Ostatně s myšlenkou, její energií, pracují i východní filozofie. Příkladem může být reiki – alternativní způsob léčitelství za pomocí energie, kterou lze nejen dotekem, ale i myšlenkou zasílat na velké vzdálenosti, a dokonce do minulosti i budoucnosti!
Mohla by být tato energie skrytá v 7 zbývajících dimenzích, odkud by spolu s myšlenkami putovala prostorem a časem?
Bylo by možné tímto způsobem ovlivnit i paralelní existenci sebe sama v jiné realitě?
Vyslat sám sobě myšlenkovou zprávu a na druhé straně – v jiném světě – ji přijmout?
Mohli právě z takové energie čerpat největší umělci a myslitelé, o kterých právem říkáme, že předběhli myšlení své doby i o sto a více let?
Další otázky čekají jen na vás.
