Hvis du trodde at alt var begrenset til det vi fant utover den kosmiske horisonten, må du gjøre deg klar til å ombestemme deg.
“Det er vanskelig å bygge inflasjonsmodeller som ikke fører til en multiverse. Dette er ikke umulig, så jeg er sikker på at mer forskning er nødvendig. Men de fleste inflasjonsmodeller fører til en multiverse, og beviset for inflasjon vil presse oss mot alvorlig aksept [av flere universer],”sa Alan Guth, den amerikanske fysikeren og kosmologen som var banebrytende for ideen om inflasjon, eller kosmisk ekspansjon, en gang.
Se for deg at universet som vi observerer - fra ende til ende - bare er en dråpe i det kosmiske havet. At utover det vi ser, er det mer plass, flere galakser, mest av alt, utallige milliarder lysår lenger enn vi noen gang kan nå. Og så enormt som universet kan være, like mange kan være antall lignende universer - noen større og eldre, noen mindre og yngre - spredt over rom-tid. Og like raskt som disse universene utvides, utvides romtiden som inneholder dem enda raskere, trekker dem lenger fra hverandre og sikrer at ingen to universer noensinne vil møtes. Høres ut som science fiction? Dette er den vitenskapelige ideen om multivers, eller flere universer. Men hvis det vitenskapelige synet vi tar i dag er riktig,denne ideen vil ikke bare være tilstrekkelig, men også en uunngåelig konsekvens av våre grunnleggende lover, sier fysiker Ethan Siegel.
Ideen om flere univers er forankret i fysikken som er nødvendig for å beskrive universet vi ser og bebor i dag. Gjennom himmelen ser vi stjerner og galakser samlet i et stort kosmisk nett. Men jo lenger ut i rommet vi ser, jo lenger tilbake i tid kommer vi. Jo lenger vekk galaksene er, jo yngre er de, og derfor mindre utviklet. Stjernene deres har færre tunge elementer, de virker mindre fordi det er færre sammenslåinger, flere spiraler og færre ellipser (fordi sistnevnte tar tid), og så videre. Hvis vi beveger oss til grensen for det synlige, vil vi finne de aller første stjernene i universet, og utover dem - et område av mørke der det bare er ett lys: ettergløden til Big Bang.
Big Bang selv - som skjedde for 13,8 milliarder år siden - var ikke begynnelsen på rom og tid, men snarere begynnelsen på vårt observerbare univers. Før det var det en epoke kjent som kosmisk inflasjon, da selve rommet ekspanderte eksponentielt, fylt med energien som ligger i stoffets romtid. Kosmisk inflasjon er i seg selv et eksempel på en teori som kom og erstattet den som kom før den:
”Det var i samsvar med alle suksesser med Big Bang-teorien og dekket hele den moderne kosmologien.
- Hun forklarte en rekke problemer som Big Bang ikke kunne forklare, inkludert hvorfor universet var overalt den samme temperaturen, hvorfor det er romlig flatt, og hvorfor det ikke var noen relasjoner med høy energi som magnetiske monopol igjen.
Salgsfremmende video:
”Og hun kom med mange nye spådommer som kunne testes observasjonelt, og de fleste ble bekreftet.
Det var imidlertid en konsekvens, som inflasjonsteorien spådde. Vi vet ikke om vi kan bekrefte det eller ikke: flere universer.
Inflasjon fører til en eksponentiell utvidelse av rommet, noe som veldig raskt kan resultere i at et hvilket som helst eksisterende buet rom vil fremstå flatt.
Inflasjonen får plass til å ekspandere eksponentielt. Det vil si at du tar alt som eksisterte før Big Bang og blir mye, mye, mye mer enn det var. Så langt passer dette oss: det forklarer hvordan vi fikk et homogent og enormt univers. Når inflasjonen slutter, er universet fylt med materie og stråling, som vi ser på som en rødglødende Big Bang. Og det er her ododitetene begynner. For at inflasjonen skal ta slutt, uansett hvilket kvantefelt som er ansvarlig for det, må den gå fra en ustabil tilstand med høy energi til en lavenergi og stabil. Denne overgangen og "gli" ned i dalen er det som bringer inflasjonen til en slutt og forårsaker Big Bang.
Men uansett hvilket felt som er ansvarlig for inflasjon, som på alle andre områder som overholder fysikkens lover, må det iboende være et kvantefelt. Som alle kvantefelt, er det beskrevet av en bølgefunksjon, med sannsynligheten for bølgeforplantning over tid. Hvis størrelsen på feltet sakte ruller inn i dalen, vil kvanteutbredelsen av bølgefunksjonen være raskere enn avrullingen, noe som betyr at det er mulig - til og med sannsynlig - at inflasjon gradvis vil føre til Big Bang.
Hvis inflasjon var et kvantefelt, ville feltets omfang avvike over tid, med forskjellige romregioner som tar forskjellige realisasjoner av feltets verdi. I mange regioner vil verdien av feltet falle til bunnen av dalen og avslutte inflasjonen, men i mange andre vil inflasjonen fortsette så lenge du vil i fremtiden.
Siden plass utvides med en eksponentiell hastighet under inflasjon, betyr dette at det eksponensielt skapes flere romområder over tid. I noen områder vil inflasjonen ende: der feltet glir ned i en dal. Men i andre vil inflasjonen fortsette, og skape mer og mer plass rundt hvert område der inflasjonen slutter. Inflasjonsgraden er mye raskere enn til og med den maksimale ekspansjonsgraden for universet fylt med materie og energi, derfor, på kortest mulig tid, dekker inflasjonsområdene alt. I henhold til mekanismene som gir oss tilstrekkelig inflasjon til å skape det universet vi ser, er vår romregion der inflasjonen er slutt, omgitt av mye flere andre regioner - der inflasjonen fortsetter eller ikke slutter umiddelbart.
Inflasjonen fortsetter på ubestemt tid, til tross for områdene der den endte
Det er her fenomenet kjent som evig inflasjon oppstår. Der inflasjonen slutter, blir Big Bang født og universet - som den vi ser - ligner vårt eget. Men der inflasjonen ikke ender, fødes mer inflasjonsrom, noe som gir opphav til andre regioner der det vil være store smell, atskilt fra vår, og andre regioner der inflasjonen starter.
Hvor stort vårt univers er, dette er bare en liten brøkdel av alt som virkelig er
Dette bildet av enorme universer, mye større enn den magre delen som vi er i stand til å observere, konstant skapt av hevelsesrommet, er mangfoldig. Det er viktig å forstå at multiversen ikke er en vitenskapelig teori i seg selv. Det gir ikke spådommer og observerbare fenomener som vi kan nå. Nei, selve multiversen er en teoretisk prediksjon som følger av fysikkens lover som vi har utledet til dags dato. Kanskje er dette til og med en uunngåelig konsekvens av disse lovene: hvis du tar et inflasjonsunivers styrt av kvantefysikk, får du dette.
Kanskje er vår forståelse av denne tilstanden før Big Bang feil, og at vår forståelse av inflasjon er helt feil. I et slikt tilfelle vil eksistensen av flere universer ikke være den endelige konsekvensen. Men spådommen om evig inflasjon, som inneholder utallige lommeunivers, er en direkte konsekvens av våre beste teorier, hvis riktig.
Hva er mangfoldig, da? Det kan gå utover fysikken og bli den første fysisk motiverte "metafysikken" vi noen gang har møtt. For første gang forstår vi grensene for hva vårt univers kan lære oss. Inntil da kan vi forutsi, men vi kan ikke bekrefte eller avkrefte det faktum at universet vårt bare er en liten del av et større rike: multiversen.
Ilya Khel
