A multiverzum: Gyanúsan valószínűtlen, hogy világegyetemünk létezne – hacsak nem egy a sok közül

Könnyű elképzelni más univerzumokat, amelyeket a fizika kissé eltérő törvényei szabályoznak, és amelyekben nem keletkezhet intelligens élet, sőt semmiféle szervezett komplex rendszer. Meg kell tehát lepődnünk azon, hogy létezik egy univerzum, amelyben elő tudtunk lépni?

Ez a kérdés a fizikusoknak, köztük nekem is próbáltak válaszolni évtizedek óta. De nehéznek bizonyul. Bár a kozmikus történelmet magabiztosan visszavezethetjük az Ősrobbanás utáni egy másodpercig, az előtte történteket nehezebb felmérni. Gyorsítóink egyszerűen nem tudnak elegendő energiát előállítani ahhoz, hogy megismételjék az első nanoszekundumban uralkodó szélsőséges körülményeket.

De arra számítunk, hogy a másodperc első apró töredékében nyomultak rá univerzumunk legfontosabb jellemzői.

Az univerzum körülményei leírhatók a „alapvető állandók” – rögzített mennyiségek a természetben, mint például a gravitációs állandó (úgynevezett G) vagy a fénysebesség (úgynevezett C). Ezek közül körülbelül 30 olyan paraméterek méretét és erősségét reprezentálja, mint a részecsketömeg, az erők vagy az univerzum tágulása. De elméleteink nem magyarázzák meg, hogy ezeknek az állandóknak milyen értékekkel kell rendelkezniük. Ehelyett meg kell mérnünk őket, és értékeiket be kell illesztenünk az egyenleteinkbe, hogy pontosan leírhassuk a természetet.

Az állandók értékei abban a tartományban vannak, amely lehetővé teszi összetett rendszerek, például csillagok, bolygók, szén és végső soron az emberek fejlődését. Fizikusok felfedezték hogy ha e paraméterek egy részét csak néhány százalékkal módosítanánk, az élettelenné tenné az univerzumunkat. Ezért az élet létezésének ténye némi magyarázatot igényel.

Egyesek azt állítják, hogy ez csak egy szerencsés véletlen. Alternatív magyarázat azonban az, hogy a multiverzum, amely különböző fizikai törvényekkel és alapvető állandók értékeivel rendelkező tartományokat tartalmaz. A legtöbbjük teljesen alkalmatlan az életre. De néhánynak statisztikailag életbarátnak kell lennie.

Közelgő forradalom?

Mekkora a fizikai valóság mértéke? Meggyőződésünk, hogy kiterjedtebb, mint az a terület, amelyet a csillagászok valaha is megfigyelhetnek, még elvileg is. Ez a tartomány határozottan véges. Ez alapvetően azért van, mert mint az óceánon, van egy horizont hogy nem látunk tovább. És ahogy azt hisszük, hogy az óceán nem áll meg közvetlenül a látóhatárunkon túl, úgy számítunk arra is, hogy a megfigyelhető univerzumunk határain túli galaxisok jelenjenek meg. Gyorsuló univerzumunkban távoli leszármazottaink sem lesznek képesek megfigyelni őket.

A legtöbb fizikus egyetért abban, hogy vannak galaxisok, amelyeket soha nem láthatunk, és ezek száma meghaladja a megfigyelhető galaxisokat. Ha elég messzire nyúlnak, akkor minden, amit el tudtunk képzelni, megismétlődhet újra és újra. A horizonton túl mindannyiunknak lehetnek avatárjai.

Ez a hatalmas (és főleg nem megfigyelhető) terület a „mi” Ősrobbanásunk utóhatása lenne – és valószínűleg ugyanazok a fizikai törvények szabályoznák, amelyek az univerzum azon részein uralkodnak, amelyeket megfigyelhetünk. De vajon a mi ősrobbanásunk volt az egyetlen?

A az infláció elmélete, ami azt sugallja, hogy a korai univerzum olyan időszakon ment keresztül, amikor mérete a másodperc minden billiód billiód részében megkétszereződött. megfigyelési támogatás. Ez a magyarázata annak, hogy miért olyan nagy és sima az univerzum, kivéve a fluktuációkat és hullámzásokat, amelyek a galaxisok kialakulásának „magvai”.

De a fizikusok, köztük Andrei Linde kimutatták hogy az ókori korszak bizonytalan fizikájára vonatkozó bizonyos konkrét, de elfogadható feltételezések alapján az ősrobbanások „örök” létrejötte lesz – mindegyik egy új univerzumot eredményez.

Húrelmélet, amely egy kísérlet a gravitáció és a mikrofizika törvényeinek egyesítésére, sejtések szerint az univerzumban minden apró, vibráló húrokból áll. De abból indul ki, hogy több dimenzió létezik, mint amit tapasztalunk. Ezek az extra méretek, azt sugallja, olyan szorosan össze vannak tömörítve, hogy észre sem vesszük őket. És az egyes tömörítési típusok különböző mikrofizikával rendelkező univerzumot hozhatnak létre – így a többi ősrobbanásra, amikor lehűlnek, más törvények vonatkozhatnak.

A „természet törvényei” tehát ebben a még nagyszerűbb perspektívában a saját kozmikus foltunkat szabályozó helyi szabályzatok lehetnek.

Ha a fizikai valóság ilyen, akkor valódi motiváció van az „ellentétes” univerzumok felfedezésére – különböző gravitációjú, eltérő fizikájú helyek és így tovább – annak feltárása érdekében, hogy a paraméterek milyen tartománya teszik lehetővé a komplexitás kialakulását, és amelyek steril vagy „ halva született” kozmosz. Izgalmas módon ez folyamatban van, vele a legújabb kutatások azt sugallja, hogy elképzelhet olyan univerzumokat, amelyek még a miénknél is életbarátabbak. A fizikai állandók legtöbb „módosítása” azonban egy univerzumot holtan születne.

Mondjuk néhány nem tetszik a multiverzum fogalma. Attól tartanak, hogy az alapelmélet reményét hiábavalóvá tenné az állandók magyarázatára Kepler numerológiai küldetése hogy a bolygópályákat a beágyazott platóni szilárd testekhez kapcsolják.

De a mi preferenciáink lényegtelenek a fizikai valóság valóságában – ezért mindenképpen nyitottnak kell lennünk egy közelgő nagy kozmológiai forradalom lehetőségére. Először a kopernikuszi felismerés volt, hogy a Föld nem a Naprendszer középpontja, hanem a Nap körül kering. Aztán rájöttünk, hogy galaxisunkban milliónyi bolygórendszer található, és hogy a megfigyelhető univerzumunkban milliónyi galaxis található.

Lehetséges tehát, hogy a megfigyelhető tartományunk – sőt az ősrobbanásunk – egy sokkal nagyobb és valószínűleg változatos együttes apró része?

Fizika vagy metafizika?

Honnan tudhatjuk, mennyire atipikus univerzumunk? Ennek megválaszolásához ki kell dolgoznunk az állandók minden kombinációjának valószínűségét. Ez pedig egy doboz féreg, amelyet még nem tudunk kinyitni – hatalmas elméleti előrelépésre kell várnia.

Végül nem tudjuk, hogy vannak-e más ősrobbanások. De ezek nem csak metafizika. Egy napon okunk lehet azt hinni, hogy léteznek.

Pontosabban, ha lenne olyan elméletünk, amely a fizikát a rendkívül korai ősrobbanás extrém körülményei között írja le – és ha ezt az elméletet más módon is megerősítették volna, például néhány megmagyarázhatatlan paraméter származtatásával a részecskefizika standard modelljében –, akkor ha többszörös ősrobbanást jósolt, komolyan kell vennünk.

A kritikusok néha azzal érvelnek, hogy a multiverzum tudománytalan, mert soha nem tudunk más univerzumokat megfigyelni. De nem értek egyet. A fekete lyukak belsejét nem tudjuk megfigyelni, de hisszük, milyen fizikus Roger Penrose mondja arról, hogy mi történik ott – elmélete azáltal nyert hitelt, hogy sok mindennel egyetért, amit megfigyelhetünk.

Körülbelül 15 évvel ezelőtt részt vettem egy panelen a Stanfordban kérdezték tőlünk mennyire vettük komolyan a multiverzum koncepciót – a „fogadna rá az aranyhalára, a kutyájára vagy az életére” skálán. Azt mondtam, hogy majdnem kutyaszinten vagyok. Linde azt mondta, hogy majdnem az életét tenné. Később, amikor ezt elmondták neki, fizikus Steven Weinberg azt mondta, boldogan fogadna Martin Rees kutyájára és Andrei Linde életére.

Sajnos azt gyanítom, hogy Linde, a kutyám és én mind meghalunk, mielőtt választ kapnánk.

Valójában még abban sem lehetünk biztosak, hogy megértjük a választ – ahogyan a kvantumelmélet is túl nehéz a majmoknak. Elképzelhető, hogy a gépi intelligencia képes feltárni egyes húrelméletek geometriai bonyolultságait, és például a szabványos modell néhány általános jellemzőjét kivetni. Akkor bíznánk az elméletben, és komolyan vennénk a többi előrejelzését.

De soha nem élhetnénk meg azt az „aha” betekintési pillanatot, ami a legnagyobb elégedettség egy teoretikus számára. A fizikai valóság a legmélyebb szintjén olyan mélyreható lehet, hogy a feltárása a poszthumán fajokra várna – ízlés szerint akár lehangoló vagy izgalmas is. De ez nem ok arra, hogy a multiverzumot tudománytalannak tekintsük.

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

Kép: Lanju Photographie / Unsplash 

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://singularityhub.com/2023/04/09/the-multiverse-our-universe-is-suspiciously-unlikely-to-exist-unless-it-is-one-of-many/