Multiverse: Universumimme on epäilyttävän epätodennäköistä – ellei se ole yksi monista

On helppo kuvitella muita universumeja, joita hallitsevat hieman erilaiset fysiikan lait, joissa ei voisi syntyä älyllistä elämää eikä edes minkäänlaisia ​​järjestäytyneitä monimutkaisia ​​järjestelmiä. Pitäisikö meidän siksi olla yllättynyt siitä, että on olemassa maailmankaikkeus, jossa pystyimme syntymään?

Tämä on kysymys fyysikoista, mukaan lukien minä ovat yrittäneet vastata Vuosikymmenten ajan. Mutta se on osoittautunut vaikeaksi. Vaikka voimme luottavaisesti jäljittää kosmisen historian sekuntiin alkuräjähdyksen jälkeen, sitä, mitä tapahtui ennen, on vaikeampi mitata. Kiihdyttimemme eivät yksinkertaisesti pysty tuottamaan tarpeeksi energiaa toistaakseen äärimmäisiä olosuhteita, jotka vallitsivat ensimmäisessä nanosekunnissa.

Mutta odotamme, että maailmankaikkeutemme tärkeimmät piirteet jäivät jäljelle tuossa sekunnin ensimmäisessä murto-osassa.

Universumin olosuhteet voidaan kuvata sen "perusvakiot”—kiinteitä suureita luonnossa, kuten gravitaatiovakio (kutsutaan G) tai valon nopeus (kutsutaan C). Näitä on noin 30, jotka edustavat parametrien, kuten hiukkasten massojen, voimien tai maailmankaikkeuden laajenemisen, kokoa ja vahvuutta. Mutta teoriamme eivät selitä, mitä arvoja näillä vakioilla tulisi olla. Sen sijaan meidän on mitattava ne ja liitettävä niiden arvot yhtälöihimme, jotta voimme kuvata luontoa tarkasti.

Vakioiden arvot ovat alueella, joka mahdollistaa monimutkaisten järjestelmien, kuten tähdet, planeetat, hiili ja lopulta ihmiset, kehittymisen. Fyysikot ovat löytäneet että jos säätelemme joitain näistä parametreista vain muutamalla prosentilla, se tekisi universumistamme elottomaksi. Se tosiasia, että elämä on olemassa, vaatii siksi selitystä.

Jotkut väittävät, että se on vain onnekas sattuma. Vaihtoehtoinen selitys on kuitenkin, että elämme a multiverse, joka sisältää alueita, joilla on erilaiset fysikaaliset lait ja perusvakioiden arvot. Useimmat saattavat olla täysin sopimattomia elämään. Mutta muutaman pitäisi tilastollisesti katsoen olla elämänmyönteisiä.

Tuleva vallankumous?

Mikä on fyysisen todellisuuden laajuus? Olemme varmoja, että se on laajempi kuin alue, jota tähtitieteilijät voivat koskaan havaita, jopa periaatteessa. Tämä alue on ehdottomasti rajallinen. Se johtuu pääasiassa siitä, että, kuten meressä, siellä on horisontti jota emme voi nähdä pidemmälle. Ja aivan kuten emme usko valtameren pysähtyvän aivan horisonttimme takana, odotamme galakseja havaittavissa olevan universumimme rajojen ulkopuolella. Kiihtyvässä universumissamme etäiset jälkeläisemme eivät myöskään koskaan pysty tarkkailemaan niitä.

Useimmat fyysikot ovat yhtä mieltä siitä, että on olemassa galakseja, joita emme voi koskaan nähdä, ja että niitä on enemmän kuin voimme havaita. Jos ne venyvät riittävän pitkälle, kaikki mitä voimme kuvitella tapahtuvan, voidaan toistaa yhä uudelleen ja uudelleen. Kaukana horisontin takana meillä kaikilla voi olla avatarit.

Tämä laaja (ja pääosin havaitsematon) alue olisi "meidän" Big Bangin jälkimaining - ja sitä sääntelevät todennäköisesti samat fysikaaliset lait, jotka vallitsevat niissä universumin osissa, joita voimme havaita. Mutta oliko meidän alkuräjähdys ainoa?

- inflaatioteoria, mikä viittaa siihen, että varhainen maailmankaikkeus koki jakson, jolloin se kaksinkertaistui kooltaan sekunnin biljoonasta biljoonasta biljoonasta on aito havainnointitukea. Se selittää, miksi universumi on niin suuri ja tasainen, lukuun ottamatta vaihteluja ja aaltoilua, jotka ovat galaksien muodostumisen "siemeniä".

Mutta fyysikot mukaan lukien Andrei Linde on näyttänyt että joidenkin erityisten mutta uskottavien oletusten perusteella tämän muinaisen aikakauden epävarmasta fysiikasta syntyisi "ikuinen" alkuräjähdys - jokainen synnyttäisi uuden universumin.

Säieteoria, joka on yritys yhdistää painovoima mikrofysiikan lakien kanssa, arvelee, että kaikki maailmankaikkeudessa koostuu pienistä, värähtelevistä kielistä. Mutta se tekee oletuksen, että ulottuvuuksia on enemmän kuin ne, joita koemme. Se ehdottaa, että nämä ylimääräiset mitat tiivistyvät niin tiukasti yhteen, että emme huomaa niitä kaikkia. Ja jokainen tiivistystyyppi voisi luoda universumin, jolla on erilainen mikrofysiikka - joten muita alkuräjähdyksiä, kun ne jäähtyvät, voitaisiin ohjata eri laeilla.

"Luonnon lait" voivat siksi tässä vieläkin suuremmassa näkökulmassa olla paikallisia sääntöjä, jotka hallitsevat omaa kosmista laastaria.

Jos fyysinen todellisuus on tällainen, on olemassa todellinen motivaatio tutkia "vastakohtaisia" universumeja - paikkoja, joissa on erilainen painovoima, erilainen fysiikka ja niin edelleen - tutkiakseen, mikä parametrialue mahdollistaisi monimutkaisuuden ilmaantumisen ja mikä johtaisi steriileihin tai " kuolleena syntynyt" kosmos. Jännittävää, tämä jatkuu Viimeaikainen tutkimus ehdottaa, että voisit kuvitella maailmankaikkeuksia, jotka ovat vieläkin elämäystävällisempiä kuin omamme. Useimmat fyysisten vakioiden "säädöt" kuitenkin tekisivät universumista kuolleena.

Se sanoi, että jotkut en pidä multiversumi käsitteestä. He pelkäävät, että se tekisi toivosta perustavanlaatuiselle teorialle, joka selittää vakiot yhtä turhaan kuin Keplerin numerologinen tutkimus suhteuttaa planeettojen kiertoradat sisäkkäisiin platonisiin kiintoaineisiin.

Mutta mieltymyksillämme ei ole merkitystä fyysisen todellisuuden todellisen tavan suhteen – joten meidän tulee varmasti olla avoimia välittömän suuren kosmologisen vallankumouksen mahdollisuudelle. Ensin saimme kopernikaanisen oivalluksen, että Maa ei ollut aurinkokunnan keskus - se pyörii auringon ympäri. Sitten tajusimme, että galaksissamme on miljardeja planeettajärjestelmiä ja että havaittavassa maailmankaikkeudessamme on miljoonia galakseja.

Voisiko siis olla, että havaittava alueemme – itse asiassa alkuräjähdys – on pieni osa paljon suurempaa ja mahdollisesti monipuolisempaa kokonaisuutta?

Fysiikka vai metafysiikka?

Mistä tiedämme, kuinka epätyypillinen universumimme on? Jotta voimme vastata tähän, meidän on selvitettävä kunkin vakioyhdistelmän todennäköisyydet. Ja se on matopurkki, jota emme voi vielä avata – sen on odotettava valtavia teoreettisia edistysaskeleita.

Emme lopulta tiedä, onko muita alkuräjähdyksiä. Mutta ne eivät ole vain metafysiikkaa. Meillä saattaa olla jonakin päivänä syytä uskoa, että niitä on olemassa.

Tarkemmin sanottuna, jos meillä olisi teoria, joka kuvaisi fysiikkaa erittäin varhaisen alkuräjähdyksen ääriolosuhteissa – ja jos tämä teoria olisi vahvistettu muilla tavoilla, esimerkiksi johtamalla joitain selittämättömiä parametreja hiukkasfysiikan vakiomallissa – niin jos se ennusti useita alkuräjähdyksiä, meidän pitäisi ottaa se vakavasti.

Kriitikot väittävät joskus, että multiversumi on epätieteellinen, koska emme voi koskaan tarkkailla muita universumeja. Mutta olen eri mieltä. Emme voi tarkkailla mustien aukkojen sisäosia, mutta uskomme mitä fyysikkoa Roger Penrose kertoo siitä, mitä siellä tapahtuu - hänen teoriansa on saavuttanut uskottavuuden, koska se on samaa mieltä monista havaittavista asioista.

Noin 15 vuotta sitten olin paneelissa Stanfordissa meiltä kysyttiin kuinka vakavasti otimme multiversumikonseptin – asteikolla "lyötkö vetoa kultakalastasi, koirastasi vai hengestäsi" siitä. Sanoin olevani melkein koiran tasolla. Linde sanoi melkein panostavansa henkensä. Myöhemmin, kun tämä kerrottiin, fyysikko Steven Weinberg sanoi, että hän "lyö mielellään vetoa Martin Reesin koiran ja Andrei Linden hengestä".

Valitettavasti epäilen, että Linde, koirani, ja minä kaikki kuolemme ennen kuin saamme vastauksen.

Emme todellakaan voi olla varmoja, että ymmärrämme vastausta – aivan kuten kvanttiteoria on liian vaikeaa apinoille. On ajateltavissa, että koneäly voisi tutkia joidenkin merkkijonoteorioiden geometrisiä monimutkaisuuksia ja sylkeä esiin esimerkiksi joitain vakiomallin yleisiä piirteitä. Silloin luottaisimme teoriaan ja ottaisimme sen muut ennusteet vakavasti.

Mutta meillä ei koskaan olisi "aha" oivalluksen hetkiä, joka on teoreetikon suurin tyydytys. Fyysinen todellisuus syvimmällä tasollaan voi olla niin syvällinen, että sen selvittämistä joutuisi odottamaan posthumaaneja lajeja – masentavaa tai innostavaa se maun mukaan tahansa. Mutta ei ole syytä hylätä multiversumia epätieteellisenä.

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Kuva pistetilanne: Lanju valokuva / Unsplash 

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://singularityhub.com/2023/04/09/the-multiverse-our-universe-is-suspiciously-unlikely-to-exist-unless-it-is-one-of-many/