WISE teleskoobi tehtud Carina tähtkuju infrapunavaade.
(Pilt: © NASA / JPL-Caltech / UCLA)
Paul M. Sutter on astrofüüsik juures Ohio Riiklik Ülikool, host "Küsi kosmosemehelt" ja "Kosmoseraadio, "ja" autoriSinu koht universumis"Sutter tegi selle artikli kaastöötajaks Space.comi eksperthääled: op-ed ja teadmised.
See on mitmeaastane ulme lemmik: muud maailmad, muud universumid, muud võimalused, otse teada oleva kosmose piiridest kaugemal või lihtsalt võluvälgu välguga. Võib-olla on teised maailmad õudselt sarnased omadega, välja arvatud mõned veidrad väikesed muudatused ajaloos. Võib-olla on nad kardinaalselt erinevad, uutmoodi ja veidrate ja imeliste eluviisidega. Võib-olla on nad nii erinevad, et füüsika põhireeglid seal isegi ei kehti.
Ma räägin muidugi multiversumist - võimalusest, et kuskil väljas on ka teisi eraldiseisvaid universumeid.
Kuid kas nad on olemas?
Puhutavad mullid
Mitmekesine idee levib mitmetes erinevates teaduse, filosoofia ja isegi religiooni valdkondades. Füüsikas endas ilmneb kvantmehaanikas teiste maailmade võimalus (eriti "paljude maailmade" tõlgenduse kaudu, mille korral iga juhuslik tulemus interaktsiooni hargneb uute universumite vahel, kus iga tulemus realiseerub) ja stringiteooria (milles erinevad korraldused) väikestest, kokku keeratud lisamõõtmetest tulenevad erinevad füüsikad nende enda universumites).
Nendest ideedest on lõbus rääkida, kuid võib-olla on kõige köitev tee mitmeversioonini läbi meie arusaamise universumi enda varaseimatest hetkedest: inflatsiooniperioodist.
Nagu kõige paremini võime öelda, läbis erakordselt varane universum uskumatult kiire laienemine: inflatsioon. Teadlased teoreetiliselt väidavad, et seda ajastut juhtis eksootiline kvantväli - kosmose aja enda vaakumisse küpsetatud vahutav energia, mis põhjustas universumi peaaegu laienemise intensiivsusega eraldumise. Kuid varsti kaotas see väli oma kõmu ja lagunes osakeste süle, mis elavad tänapäeva universumis.
Ja just sellel inflatsiooni ajastul oli multiversioon tal oli elujõuline esinemisvõimalus. Kujutage varast, inflatsiooni domineerivat universumit hiiglasliku tõusva leivapätsina. Minu äsja jutustatud lugu eeldab, et inflatsioon algab ja peatub kogu kosmoses ühtlaselt; terve päts peatub samal hetkel tõustes.
Kuid mis iganes inflatsiooni tõstis, oli kvantväli, mis tähendab, et me ei saa eeldada, et asjad on nii lihtsad. Mõned väljad olid lihtsalt juhuslikult energilisemad kui teised, teised kohad olid sedaatsemad. See on lihtsalt elu juhuslik laad kvantmaailmas.
Nii et meie leivapäts pole täpselt ühtlane. Mõni selle osa võib peatuda, näppides ennast ära ja isoleerumast, ülejäänud päts jätkub tõusmisel. Ja kuna alati tuleb mõni osa pätsist, mis tõuseb keskmisest kiiremini, võite nüüd ette kujutada leiba, mis tõuseb jätkuvalt igavikku, kus siin-seal on väikeste juppide ja taskutega juhuslikult aeglane portsjon kinni ja näputäis.
Igaüks neist väljalõigatud bittidest on oma ainulaadne universum, vaid üks mull paljudest multiversioonis. Veelgi enam, inflatsiooni lõpu üksikasjad määravad hulga olulisi füüsikalisi omadusi, nagu loodusjõudude tugevus ja osakeste massid (üksikasjad sõltuvad konkreetsest inflatsioonimudelist). Me räägime selliseid asju nagu elektroni mass ja osakeste arv. Päris oluline kraam.
Ja kuna igaüks neist muljumisest, mullide universumitest lõpetab inflatsiooni omal ainulaadsel ja erilisel moel, saab iga mull universum oma füüsika ainulaadse komplekti.
Ristavad vastused
Kuna kogu leivapäts tõuseb jätkuvalt (kuna seal on alati osa keskmisest kiirema inflatsioonimääraga), saate väga kiiresti terve hulga universumeid, kes kõik mullivad üksteise ümber. Multiverse. Iga universum on sisuliselt igavesti teistest suletud. Siiski on mõned juhtumid, kus nad võivad ristuda.
Kui kaks universumit näpistavad suhteliselt kiiresti üksteise järel ja suhteliselt lähestikku, siis võivad nad enne ülejäänud igavikuks üksteisest eemale paisumist korraks ristuda. Ja kui nad seda teevad, võib ristmik jätta jäljendi kosmiline mikrolaine taust nendest universumitest - allesjäänud fossiilne kest, mis tekkis ajast, kui universum oli 380 000 aastat vana.
Kujutage ette, kuidas kaks seebimullid üksteise vastu hõõruvad; see jäljend toimub taevalaotuseta ringi moodustava ringi kujul (kus "veiderlikkus sõltub sellest, millist universumit me võiksime ristuda). Loomulikult ei ole me selliseid multiversi jälgi leidnud.
Ilma otseste tõenditeta on raske hinnata inflatsiooni mitmekesisuse idee elujõulisust. See võib olla kõigi inflatsiooniteooriate üldine tulemus, nii et kui suudame leida kindlamaid tõendeid inflatsiooni kohta, võime näidata ka mitmeversiooni olemasolu. Kuid praegu ei saa me inflatsiooni mehaanikast täielikult aru, nii et sellega pole eriti vaja minna.
Ja siin on veel üks küsimus, mida mõtiskleda. Kui muudaksite meie universumi füüsikat vaid natuke, siis oleks selline elu, nagu me teame, võimatu. Miks me leiame end sellisest erilisest universumist, kus meie elutüüp võib püsima jääda? Võib-olla on see võib-olla kõigi multiversumis olevate mullide tõttu, muidugi, kui me leiame end ühest vähestest, kes suudavad luureandmeid tekitada? (Või muidu poleks me sellest teadlikud.) Või on see midagi palju sügavamat? Kas see on isegi teaduse küsimus?
Võib-olla on mõnel teisel universumil kõik vastused.
Lisateavet saate episoodi kuulates "Kas me elame multiverssis?" saatest "Ask a Spaceman", mis on saadaval saidiliTunes ja veebis aadressilhttp://www.askaspaceman.com. Tänu @ProducerEv, Matthew A., Tom S., Taha, Oliver H., Wally H., Christiaan D., Keith G., Alex Z., Murtaza P., Kent L., Gabi P. ja Slinkerdeer küsimustele, mis selle tüki juurde viisid! Esitage Twitteris oma küsimus, kasutades #AskASpaceman või Paulit jälgides @PaulMattSutter ja facebook.com/PaulMattSutter.
- Paralleelsed universumid: teooriad ja tõendid
- Multiversiga vastamisi seismine: mida tähendaks „lõpmatud universumid”
- Multiverse või universum? Füüsikud arutlevad
