Eksistensen av parallelle universer kan virke som et fantastisk spørsmål som bare science fiction-forfattere kan stille seg selv og som ikke har noe med moderne teoretisk fysikk å gjøre. Men ideen om at vi lever i et mangfoldig univers av parallelle universer har lenge vært ansett som vitenskapelig forsvarlig - om enn svært kontroversiell. Likevel er letingen etter måter å teste denne teorien, inkludert skanning av himmelen etter kollisjoner med andre universer, godt i gang.
Det er viktig å huske på at flere universsteorier ikke egentlig er en teori, men snarere en konsekvens av vår nåværende forståelse av teoretisk fysikk. Dette er en viktig forskjell. Vi kan ikke gi opp og si: "Greit, la oss få en multiverse." At universet vårt kan være et av mange andre følger av nåværende teorier som kvantemekanikk og strengteori.
Tolkning av mange verdener
Du har kanskje hørt om tankeeksperimentet med Schrödingers katt, et skummelt dyr som bor i en lukket kasse. Åpningen av boksen gjør det mulig for oss å finne ut en av de mulige historiene om vår fremtidige katt, inkludert den der han er både levende og død. Årsaken til at dette virker umulig er fordi vår menneskelige intuisjon ganske enkelt ikke er kjent med dette utfallet.
I henhold til de rare reglene for kvantemekanikk er en slik fremtid ganske mulig. Årsaken til at dette kan skje er på grunn av det enorme rommet med muligheter i kvantemekanikk. Matematisk er en kvantemekanisk tilstand summen (superposisjonen) av alle mulige tilstander. Når det gjelder Schrödingers katt, er katten i en superposisjon av de "levende" og "døde" tilstandene.
Men hvordan kan vi bringe alt dette i tråd med vår sunne fornuft? Det kan antas at bare alle disse tilstandene er "objektivt sanne": som vi observerer. Men det kan antas at alle mulighetene er sanne og at de eksisterer i forskjellige universer i et flere univers.
Salgsfremmende video:
Strengelandskap
Strengteori er et av våre mest (om ikke de mest) lovende forskningsområder som kan kombinere kvantemekanikk og tyngdekraft. Dette er ekstremt vanskelig, siden gravitasjonskraft er vanskelig å beskrive på små avstander, der atomer og subatomære partikler fungerer - i kvantemekanikkens område.
Men strengteori, som hevder at alle grunnleggende partikler er laget av endimensjonale strenger, kan beskrive alle kjente krefter i naturen samtidig: tyngdekraft, elektromagnetisme og kjernefysiske interaksjoner.
For strengteori for å fungere matematisk, krever det imidlertid minimum ti fysiske dimensjoner. Siden vi bare kan observere fire dimensjoner: høyde, bredde, dybde (romlig) og tid (tidsmessig), må de ekstra dimensjonene til strengteori være skjult på en eller annen måte.
For å bruke denne teorien for å forklare de fysiske fenomenene vi kjenner, må disse ekstra dimensjonene "komprimeres", krølles sammen slik at de ikke kan sees. Kanskje er det på hvert punkt i de fire hoveddimensjonene våre seks ekstra skillelige dimensjoner.
Problemet, eller som noen vil si, med strengteori er at det er mange måter å gjøre denne komprimeringen på - 10 ^ 500 muligheter. Hver av disse komprimeringene fører til et univers med forskjellige fysiske lover - med forskjellige masser av elektroner og gravitasjonskonstanter. Imidlertid er det også energiske innvendinger mot komprimeringsmetodikken, slik at problemet ikke kan anses som løst.
Fra alt dette oppstår spørsmålet: i hvilket av de mulige strenglandskapene lever vi? Stringteorien i seg selv gir ikke en mekanisme for denne prediksjonen, noe som gjør den ubrukelig på grunn av dens uprøvelige natur. Heldigvis, ideen bak vår utforskning av kosmologien til det tidlige universet gjorde denne feilen til en funksjon.
Tidlig univers
Allerede før Big Bang gjennomgikk universet en periode med akselerert ekspansjon - inflasjon. Inflasjonen var opprinnelig ment å forklare hvorfor temperaturen i det nåværende observerbare universet er nesten ensartet.
Imidlertid spådde denne teorien også et spekter av temperatursvingninger rundt denne likevekten, noe som senere ble bekreftet av Cosmic Backgroung Explorer, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe og PLANCK romfartøy.
Selv om de nøyaktige detaljene i denne teorien fremdeles diskuteres varmt, blir inflasjonen godt mottatt av fysikere. Implikasjonen av denne teorien er imidlertid at det må være andre deler av universet som fremdeles akselererer.
På grunn av kvantumsvingninger i romtiden vil noen deler av universet imidlertid aldri nå den endelige inflasjonstilstanden. Dette betyr at universet, i det minste i henhold til vår nåværende forståelse, vil være i en tilstand av evig inflasjon. Noen av delene kan til slutt bli andre universer, de er på sin side forskjellige. En slik mekanisme produserer et uendelig antall universer.
Hvis du kombinerer dette scenariet med strengteori, er det en mulighet for at hvert av disse universene har en annen komprimering av ekstra dimensjoner, og derfor forskjellige fysiske lover.
Testing av teorien
Slike universer, spådd av streng- og inflasjonsteori, som lever i samme fysiske rom (i motsetning til mange kvantemekaniske universer som lever i matematisk rom), kan overlappe hverandre eller kollidere. De vil uunngåelig kollidere, og etterlate mulige signaturer på den kosmiske himmelen som vi kan prøve å se etter.
De nøyaktige detaljene for disse signaturene avhenger av spesifikke modeller - fra kalde til varme steder i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen til anomale tomrom i fordelingen av galakser. Men siden kollisjoner med andre univers må skje i en bestemt retning, forventes alle signaturer å bryte enhetligheten i vårt observerbare univers.
Forskere leter aktivt etter disse signaturene. Noen kikker inn i avtrykkene fra den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, ettergløden til Big Bang. Ingen slike underskrifter er imidlertid ennå funnet. Andre leter etter indirekte bekreftelse i form av gravitasjonsbølger, krusninger i stoffets rom-tid som vises når massive gjenstander passerer gjennom den. Slike bølger kan direkte bekrefte eksistensen av inflasjon, noe som vil styrke teorien om flere universer ytterligere.
Hvorvidt vi kan bevise deres eksistens eller ikke, er fremdeles ukjent. Men gitt de enorme implikasjonene av slike bevis, er søket absolutt verdt å fortsette.
ILYA KHEL
