다중 우주: 우리 우주는 존재하지 않을 가능성이 높습니다. 많은 우주 중 하나가 아닌 이상

약간 다른 물리 법칙에 의해 지배되는 다른 우주를 상상하는 것은 쉽습니다. 여기서 지적 생명체나 어떤 종류의 조직화된 복잡한 시스템도 발생할 수 없습니다. 그러므로 우리가 출현할 수 있었던 우주가 존재한다는 사실에 놀라야 합니까?

저를 포함한 물리학자들의 질문입니다 대답하려고 노력했다 수십 년간. 그러나 그것은 어려운 것으로 판명되고 있습니다. 우리는 빅뱅 이후 XNUMX초까지 우주의 역사를 자신 있게 추적할 수 있지만 이전에 일어난 일은 측정하기가 더 어렵습니다. 우리의 가속기는 XNUMX나노초 동안 만연한 극한 조건을 재현하기에 충분한 에너지를 생산할 수 없습니다.

그러나 우리는 우리 우주의 주요 특징이 각인된 첫 번째 아주 작은 순간에 있을 것으로 예상합니다.

우주의 조건은 "로 설명될 수 있습니다.기본 상수”— 중력 상수(G라고 함) 또는 빛의 속도(C라고 함)와 같은 자연의 고정된 양. 입자 질량, 힘 또는 우주 팽창과 같은 매개변수의 크기와 강도를 나타내는 약 30가지가 있습니다. 그러나 우리의 이론은 이러한 상수가 어떤 값을 가져야 하는지 설명하지 않습니다. 대신, 우리는 자연을 정확하게 묘사하기 위해 그것들을 측정하고 그것들의 값을 우리의 방정식에 연결해야 합니다.

상수의 값은 별, 행성, 탄소, 궁극적으로 인간과 같은 복잡한 시스템이 진화할 수 있는 범위에 있습니다. 물리학자 발견하다 이러한 매개 변수 중 일부를 단 몇 퍼센트만 조정하면 우주에 생명이 없게 됩니다. 그러므로 생명이 존재한다는 사실은 어느 정도 설명이 필요합니다.

어떤 이들은 그것이 단지 운이 좋은 우연의 일치일 뿐이라고 주장합니다. 그러나 대안적인 설명은 우리가 다원 우주, 물리적 법칙과 기본 상수 값이 다른 도메인을 포함합니다. 대부분은 삶에 완전히 부적합할 수 있습니다. 그러나 소수는 통계적으로 말하면 생명 친화적이어야 합니다.

임박한 혁명?

물리적 현실의 범위는 무엇입니까? 우리는 그것이 천문학자들이 관찰할 수 있는 영역보다 더 광범위하다고 확신합니다. 그 영역은 분명히 유한합니다. 본질적으로 바다에서처럼 지평선이 있다 우리는 그 너머를 볼 수 없습니다. 그리고 우리가 바다가 우리의 지평선 너머에서 멈출 것이라고 생각하지 않는 것처럼, 우리는 관측 가능한 우주의 한계 너머에 은하를 기대합니다. 가속하는 우주에서 우리의 먼 후손들도 결코 그들을 관찰할 수 없을 것입니다.

대부분의 물리학자들은 우리가 결코 볼 수 없는 은하가 있고 우리가 관찰할 수 있는 것보다 많다는 데 동의할 것입니다. 그것들이 충분히 확장된다면 우리가 상상할 수 있는 모든 일이 계속해서 반복될 수 있습니다. 지평선 너머 멀리, 우리 모두는 아바타를 가질 수 있습니다.

이 광대한(그리고 주로 관찰할 수 없는) 영역은 "우리" 빅뱅의 여파가 될 것이며 아마도 우리가 관찰할 수 있는 우주의 일부에서 지배하는 것과 동일한 물리 법칙에 의해 지배될 것입니다. 근데 우리 빅뱅만 그런거였어?

XNUMXD덴탈의 인플레이션 이론, 이는 초기 우주가 XNUMX조분의 XNUMX초마다 크기가 두 배가 되는 기간을 겪었음을 시사합니다. 관찰 지원. 그것은 은하 형성의 "씨앗"인 요동과 잔물결을 제외하고 우주가 왜 그렇게 크고 매끄러운지를 설명합니다.

그러나 물리학자를 포함한 안드레이 린데 보여 주었다 이 고대 시대의 불확실한 물리학에 대한 구체적이지만 그럴듯한 가정 하에서 빅뱅의 "영원한" 생성이 있을 것이며, 각각은 새로운 우주를 일으킬 것입니다.

끈 이론중력을 미시 물리학의 법칙과 통합하려는 시도인 는 우주의 모든 것이 진동하는 작은 끈으로 구성되어 있다고 추측합니다. 그러나 그것은 우리가 경험하는 것보다 더 많은 차원이 있다고 가정합니다. 이러한 여분의 차원은 너무 촘촘하게 압축되어 있어 우리가 모두 알아차리지 못한다고 제안합니다. 그리고 압축의 각 유형은 서로 다른 미시 물리학을 가진 우주를 만들 수 있습니다. 따라서 다른 빅뱅이 냉각되면 서로 다른 법칙이 적용될 수 있습니다.

따라서 "자연의 법칙"은 이 훨씬 더 큰 관점에서 우리 자신의 우주 패치를 관리하는 지역 조례일 수 있습니다.

물리적 현실이 이와 같다면 중력, 물리학 등이 다른 장소인 "반사실적" 우주를 탐색하여 복잡성이 나타날 수 있는 매개변수의 범위와 메마른 상태 또는 " 사산”우주. 흥미롭게도 이것은 진행 중입니다. 최근의 연구 우리 우주보다 생명체에게 훨씬 더 친숙한 우주를 상상할 수 있다고 제안합니다. 그러나 물리적 상수의 대부분의 "조정"은 우주를 사산으로 만들 것입니다.

즉, 일부 다중 우주의 개념이 마음에 들지 않습니다.. 그들은 상수를 설명하는 근본적인 이론에 대한 희망을 다음과 같이 헛된 것으로 만들지 않을까 걱정합니다. 케플러의 수비학적 탐구 행성 궤도를 내포된 플라토닉 솔리드에 연결합니다.

그러나 우리의 선호는 물리적 현실이 실제로 존재하는 방식과 관련이 없습니다. 따라서 우리는 임박한 대우주 혁명의 가능성에 대해 분명히 열린 마음을 가져야 합니다. 먼저 우리는 지구가 태양계의 중심이 아니라 태양 주위를 돈다는 코페르니쿠스적 깨달음을 얻었습니다. 그런 다음 우리 은하계에 수억 개의 행성계가 있고 관측 가능한 우주에는 수억 개의 은하가 있다는 것을 깨달았습니다.

그렇다면 우리의 관찰 가능한 영역, 즉 빅뱅이 훨씬 더 크고 아마도 다양한 앙상블의 작은 부분일 수 있을까요?

물리학 또는 형이상학?

우리 우주가 얼마나 비정형적인지 어떻게 알 수 있습니까? 이에 답하려면 각 상수 조합의 확률을 계산해야 합니다. 그리고 그것은 우리가 아직 열 수 없는 웜 캔입니다. 엄청난 이론적 발전을 기다려야 할 것입니다.

우리는 궁극적으로 다른 빅뱅이 있는지 알 수 없습니다. 그러나 그것들은 단순한 형이상학이 아닙니다. 우리는 언젠가 그들이 존재한다고 믿을 만한 이유를 갖게 될 것입니다.

특히, 초창기 빅뱅의 극한 조건에서 물리학을 설명하는 이론이 있고 그 이론이 입자 물리학의 표준 모델에서 일부 설명되지 않은 매개변수를 도출하는 것과 같은 다른 방식으로 확증되었다면 그것은 여러 빅뱅을 예측했고, 우리는 그것을 진지하게 받아들여야 합니다.

비평가들은 때때로 우리가 다른 우주를 관찰할 수 없기 때문에 다중 우주가 비과학적이라고 주장합니다. 하지만 동의하지 않습니다. 우리는 블랙홀의 내부를 관찰할 수 없지만 물리학자가 로저 펜로즈 그곳에서 일어나는 일에 대해 말합니다. 그의 이론은 우리가 관찰할 수 있는 많은 것들에 동의함으로써 신뢰를 얻었습니다.

약 15년 ​​전에 저는 스탠포드에서 패널로 참석했습니다. 우리는 물었다 "당신의 금붕어, 당신의 개, 또는 당신의 목숨을 걸겠습니까"라는 저울에서 우리는 다중 우주 개념을 얼마나 진지하게 받아들였습니까? 나는 거의 개 수준이라고 말했다. Linde는 거의 목숨을 걸겠다고 말했습니다. 나중에 이 말을 들은 물리학자는 스티븐 와인버그 그는 "Martin Rees의 개와 Andrei Linde의 목숨을 기꺼이 걸겠다"고 말했습니다.

슬프게도 내 개 Linde와 나는 답을 얻기 전에 모두 죽을 것 같습니다.

양자론이 원숭이에게 너무 어려운 것처럼 우리는 답을 이해할 수 있을지조차 확신할 수 없습니다. 기계 지능이 일부 끈 이론의 기하학적 복잡성을 탐색하고 예를 들어 표준 모델의 일부 일반적인 기능을 분출할 수 있다고 상상할 수 있습니다. 그런 다음 이론에 대한 확신을 갖고 다른 예측을 진지하게 받아들입니다.

그러나 우리는 이론가에게 가장 큰 만족을 주는 "아하" 통찰의 순간을 결코 가지지 못할 것입니다. 가장 깊은 수준의 물리적 현실은 너무나 심오할 수 있으므로 그에 대한 설명은 취향에 따라 우울하거나 신나는 포스트 휴먼 종을 기다려야 할 것입니다. 그러나 다중 우주를 비과학적인 것으로 일축할 이유는 없습니다.

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

이미지 신용 : 란주 사진 / Unsplash 

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