Ali obstajajo vzporedni svetovi?

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Fizična realnost je lahko veliko obsežnejša kot le kos prostora v času, ki mu pravimo Vesolje. Naše vesoljsko okolje je mogoče zgraditi v neverjetnem obsegu, naši astronomski instrumenti pa so neverjetno omejeni. Mi, kot mravlje, ne vemo, kako velik je svet zunaj mravljišča.

Nekateri teoretični fiziki torej resno razmišljajo o teoriji multiverzuma, po kateri je naš svet le eden izmed mnogih. Poleg tega smo z uporabo kvantne teorije v vesolju prisiljeni priznati, da obstaja hkrati v številnih stanjih.

Z drugimi besedami, z dovoljenjem uporabe kvantnih nihanj v vesolju smo praktično prisiljeni priznati obstoj vzporednih svetov. Zanimivo je tudi, da kombinacija teorije strun in "večne" različice inflacijske kozmologije (če govorimo o inflacijskem modelu Vesolja) daje naravno podlago za tako imenovani "krajinski multiverse".

Teorija multiverzuma: inflacija

Za začetek se koncept multiverzuma pojavlja na več področjih fizike (in filozofije) hkrati, najbolj presenetljiv primer pa je teorija inflacije, ki opisuje hipotetični dogodek, ki se je zgodil, ko je bilo naše vesolje zelo mlado - manj kot druga stara. Po podatkih Nase je vesolje v neverjetno kratkem času šlo skozi obdobje hitrega širjenja, »otekanja«, postajalo vse večje in večje.

Menijo, da se je inflacija v našem vesolju končala pred približno 14 milijardami let. Vendar se inflacija ne konča povsod hkrati. Raziskovalci menijo, da se morda, ko se inflacija konča v eni regiji, nadaljuje v drugih.

Medtem ko se je inflacija v našem vesolju končala, bi lahko obstajala druga, veliko bolj oddaljena območja, kjer se je inflacija nadaljevala – in se nadaljuje prav zdaj. Poleg tega lahko posamezna vesolja po LiveScience "odščipnejo" večja, nabrekla, širijo se vesolja in ustvarijo neskončno morje večne inflacije, napolnjeno s številnimi posameznimi vesolji.

V tem scenariju večne inflacije bi vsako vesolje nastalo s svojimi zakoni fizike, svojo zbirko delcev, lastno razporeditvijo sil in lastnimi vrednostmi temeljnih konstant, pravijo raziskovalci.

To lahko pojasni, zakaj ima naše vesolje lastnosti, ki jih ima, in zlasti tiste, ki jih je težko razložiti s koncepti, kot sta temna snov ali kozmološka konstanta. "Če bi obstajal multivesolje, bi imeli naključne kozmološke konstante v različnih vesoljih in je zgolj naključje, da tisti, ki ga imamo v našem vesolju, vzame vrednost, ki jo opazimo," pravi Dan Heling, kozmolog z univerze. Arizona in strokovnjak za teorijo multiverse.

Teorija multiverse: Opažanja in dokazi

Zanimivo je, da so še en dokaz obstoja risanke opazovanja – v našem vesolju se je moralo zgoditi toliko stvari, da se zdi obstoj življenja neverjeten. In če bi obstajalo samo eno vesolje, najverjetneje v njem ne bi smelo biti življenja. Toda v multiverzumu je verjetnost življenja veliko večja. Toda te teorije težko imenujemo prepričljiva, zato večina znanstvenikov ostaja skeptična glede ideje multiverse.

In vendar so mnogi poskušali najti več fizičnih, prepričljivih dokazov o njegovem obstoju. Na primer, če se je sosednje vesolje že zdavnaj znašlo v bližini našega, je morda trčilo vanj in pustilo opazen odtis.

Ta odtis bi lahko bil v obliki popačenj v kozmičnem mikrovalovnem sevanju ozadja ali reliktnem sevanju (svetloba, ki je ostala od takrat, ko je bilo vesolje milijonkrat manjše kot je danes) ali v čudnih lastnostih galaksij v smeri trka, glede na dokument, ki so ga objavili raziskovalci na University College London …

Nekateri astrofiziki so šli še dlje in iskali posebne vrste črnih lukenj, ki bi lahko bile artefakte iz delov našega vesolja, ki so se s postopkom, imenovanim kvantno tuneliranje, odcepili v svoje vesolje.

Če bi nekatera področja našega vesolja razdelili na ta način, bi za seboj pustili "mehurčke" v našem vesolju, ki bi se spremenili v te edinstvene črne luknje, ki po mnenju raziskovalcev "lahko obstajajo danes".

"Možno odkritje teh črnih lukenj bi potem lahko kazalo na obstoj multiverzuma," pravijo teoretiki. Vendar vse te vrste iskanj doslej niso pripeljale nikamor, tako da danes Multiverse ostaja hipotetičen.

Teorija multiverse: sevanje ozadja

Leta 1964 sta fizika Arno Penzias in Robert Wilson delala v Bell Laboratories v Holmdelu v New Jerseyju in ustvarila ultra občutljive mikrovalovne sprejemnike za opazovanja radioastronomije. A karkoli so storili, niso uspeli znebiti sprejemnikov radijskega hrupa v ozadju, za katerega se je, nenavadno, zdelo, da prihaja iz vseh smeri hkrati.

Penzias je stopil v stik s fizikom Univerze Princeton Robertom Dickejem, ki je teoretiziral, da bi lahko radijski šum bil kozmično mikrovalovno sevanje ozadja (CMB), ki je primarno mikrovalovno sevanje, ki napolnjuje vesolje.

To je zgodba o odkritju CMB, preprostega in elegantnega. Za svoje odkritje sta Penzias in Wilson leta 1978 prejela Nobelovo nagrado za fiziko in to z dobrim razlogom. Njihovo delo je uvedlo novo obdobje kozmologije, ki je znanstvenikom omogočilo preučevanje in razumevanje vesolja kot še nikoli doslej.

Zanimivo je, da je delo fizikov pripeljalo tudi do enega najbolj neverjetnih odkritij v novejši zgodovini: edinstvene značilnosti reliktnega sevanja so lahko prvi neposredni dokaz, da neskončno število svetov zunaj znanega vesolja resnično obstaja. Vendar, da bi pravilno razumeli to nenavadno izjavo, se je treba odpraviti na potovanje na začetek časa.

Teorija multiverse: Veliki pok

Po splošno sprejeti teoriji o nastanku vesolja je bilo v prvih nekaj sto tisoč letih po velikem poku naše vesolje napolnjeno z neverjetno vročo plazmo, sestavljeno iz jeder, elektronov in fotonov, ki so razpršili svetlobo.

Približno 380.000 let ga je nenehna širitev našega vesolja ohladila na temperature pod 3000 Kelvinov, kar je omogočilo, da so se elektroni združili z jedri in tvorili nevtralne atome, absorpcija prostih elektronov pa je omogočila svetlobi, da osvetli temo.

Dokaz za to - v obliki prej omenjenega CMB - je tisto, kar sta našla Penzias in Wilson. Njihovo odkritje je na koncu pomagalo vzpostaviti teorijo velikega poka.

V mnogih eonih je nenehna širitev ohladila naše vesolje na temperaturo le okoli 2,7 K, vendar je ta temperatura neenakomerna. Temperaturne razlike nastanejo zaradi dejstva, da je snov neenakomerno razporejena po vesolju. Domneva se, da je to posledica majhnih nihanj v kvantni gostoti, ki so se zgodila tik po velikem poku.

Leta 2017 so raziskovalci na Univerzi v Durhamu v Združenem kraljestvu objavili članek, ki nakazuje, da so odtisi CMB (imenovani hladne lise) lahko dokaz drugih svetov. Avtorji so domnevali, da so se lise v sevanju mikrovalovnega ozadja pojavile kot posledica trka med našim in drugim vesoljem.

Na splošno lahko lise v reliktnem sevanju štejemo za prvi dokaz obstoja multiverzuma - milijard drugih vesolj, podobnih našemu, - pišejo raziskovalci.

Teorija multiverse: temna snov

Še en dokaz v zakladnico teorije Multiverse dodaja novo, izjemno zanimivo študijo. Njegovi rezultati, piše Vice, kažejo, da črne luknje, ki nastanejo iz strtih vesolj, ustvarjajo temno snov, naše lastno vesolje pa je lahko za tujce videti kot črna luknja.

Upoštevajte, da je temna snov nevidna snov, ki predstavlja večino mase vesolja - čeprav ne oddaja zaznavne svetlobe, še vedno obstaja, saj ima gravitacijski učinek na kopice galaksij in druge oddajne predmete v vesolju.

Predlagana je bila vrtoglava vrsta hipotez za razlago temne snovi, zdaj pa so znanstveniki predlagali, da so primordialne črne luknje, hipotetični objekti, ki segajo v zgodnje dni vesolja, "izvedljiv kandidat za temno snov". Do tega zaključka je prišla mednarodna skupina raziskovalcev iz Združenih držav Amerike, Japonske in Tajvana v članku, objavljenem v znanstveni reviji Physical Review Letters januarja letos.

In vendar so trenutno vsi ti koncepti špekulativni, čeprav fiziki pričakujejo, da bodo novi načini opazovanja s sofisticiranimi teleskopi v prihodnjih letih pomagali odgovoriti na številna vprašanja.

Teorija multiverzuma: Spet inflacija

Slavni britanski teoretični fizik Stephen Hawking je umrl 14. marca 2018, potem ko je zaradi trpljenja zaradi amiotrofične lateralne skleroze desetletja preživel na invalidskem vozičku in odvisen od govornega sintetizatorja. Zadnje raziskovalno delo znanstvenika, objavljeno le 10 dni pred njegovo smrtjo, je bilo napisano skupaj s profesorjem teoretične fizike Thomasom Hertogom in se je nanašalo na multiverzum.

V članku z naslovom "Gladen izhod iz večne inflacije?" Hawking in Hertog sta teoretizirala, da bi se lahko hitro širjenje prostor-časa po velikem poku ponovilo in ustvarilo več vesolj.

Njihovo delo je v bistvu razširitev teorije inflacije, ki nakazuje, da je bilo vesolje pred velikim pokom napolnjeno z energijo, ki je bila del samega prostora, in ta energija je povzročila eksponentno širjenje prostora. Prav ta energija je povzročila Veliki pok in o tem smo govorili prej.

Ker pa je inflacija, tako kot vse drugo, po naravi kvantna, to pomeni, da morajo v vesolju obstajati področja vesolja, kjer se inflacija konča in se začne Veliki pok. Vendar pa ta področja ne morejo nikoli trčiti med seboj, saj so ločena z območji napihnjenega prostora.

Teorija multiverse: kritika in sklepi

Za zaključek je treba povedati, da ko nekdo govori o teoriji multiverzuma, lahko zveni obenem premišljeno in skromno. Toda mnogi fiziki imajo popolnoma drugačno reakcijo: po njihovem mnenju je ideja o multiverzumu neznanstvena in morda celo "nevarna", saj lahko vodi v napačno usmerjena znanstvena prizadevanja.

Na primer, Paul Steinhardt, profesor naravoslovnih znanosti na univerzi Princeton, je teorijo multiverzuma imenoval "teorija česar koli", saj je združljiva s poljubnim opazovanjem in zato nima nobene empirične pristranskosti.

Tako ali drugače, kljub kritiki teorije pluralnosti svetov, podatki znanstvenih raziskav (nekatere so opisane v tem članku) omogočajo, da se postavijo celo takšne na videz nore teorije. Konec koncev, če se vrnemo k analogiji z mravljiščem, kaj vemo o svetu, v katerem živimo?