Multiverset: Universet vårt er mistenkelig usannsynlig å eksistere – med mindre det er ett av mange

Det er lett å se for seg andre universer, styrt av litt andre fysikklover, der intet intelligent liv, og heller ikke noen form for organiserte komplekse systemer, kunne oppstå. Bør vi derfor bli overrasket over at det eksisterer et univers der vi var i stand til å dukke opp?

Det er et spørsmål fysikere inkludert meg har prøvd å svare i flere tiår. Men det viser seg vanskelig. Selv om vi trygt kan spore kosmisk historie tilbake til ett sekund etter Big Bang, er det vanskeligere å måle hva som skjedde før. Akseleratorene våre kan ganske enkelt ikke produsere nok energi til å gjenskape de ekstreme forholdene som rådet i det første nanosekundet.

Men vi forventer at det er i den første brøkdelen av et sekund at hovedtrekkene i universet vårt ble innprentet.

Forholdene i universet kan beskrives gjennom dets "grunnleggende konstanter”—faste mengder i naturen, som gravitasjonskonstanten (kalt G) eller lysets hastighet (kalt C). Det er omtrent 30 av disse som representerer størrelsen og styrken til parametere som partikkelmasser, krefter eller universets ekspansjon. Men våre teorier forklarer ikke hvilke verdier disse konstantene bør ha. I stedet må vi måle dem og koble verdiene deres inn i ligningene våre for å beskrive naturen nøyaktig.

Verdiene til konstantene er i området som gjør at komplekse systemer som stjerner, planeter, karbon og til syvende og sist mennesker kan utvikle seg. Fysikere har oppdaget at hvis vi justerte noen av disse parameterne med bare noen få prosent, ville det gjøre universet vårt livløst. Det faktum at livet eksisterer krever derfor litt forklaring.

Noen hevder at det bare er en heldig tilfeldighet. En alternativ forklaring er imidlertid at vi bor i en multiverse, som inneholder domener med forskjellige fysiske lover og verdier for fundamentale konstanter. De fleste kan være helt uegnet for livet. Men noen få burde statistisk sett være livsvennlige.

Forestående revolusjon?

Hva er omfanget av den fysiske virkeligheten? Vi er sikre på at det er mer omfattende enn domenet som astronomer noen gang kan observere, selv i prinsippet. Det domenet er definitivt begrenset. Det er egentlig fordi, som på havet, det er en horisont som vi ikke kan se utover. Og akkurat som vi ikke tror havet stopper like utenfor vår horisont, forventer vi galakser utenfor grensen for vårt observerbare univers. I vårt akselererende univers vil våre fjerntliggende etterkommere heller aldri kunne observere dem.

De fleste fysikere er enige om at det er galakser som vi aldri kan se, og at disse er flere enn de vi kan observere. Hvis de strakte seg langt nok, så kan alt vi noen gang kunne forestille oss skje, gjentas om og om igjen. Langt utenfor horisonten kunne vi alle ha avatarer.

Dette enorme (og hovedsakelig uobserverbare) domenet ville være kjølvannet av "vårt" Big Bang – og ville sannsynligvis bli styrt av de samme fysiske lovene som råder i de delene av universet vi kan observere. Men var vårt Big Bang den eneste?

De teori om inflasjon, som antyder at det tidlige universet gjennomgikk en periode da det doblet seg i størrelse hver trilliondel av en trilliondel av en trilliondel av et sekund har ekte observasjonsstøtte. Det forklarer hvorfor universet er så stort og jevnt, bortsett fra svingninger og krusninger som er "frøene" for galaksedannelse.

Men fysikere inkludert Andrei Linde har vist at under noen spesifikke, men plausible antakelser om den usikre fysikken i denne eldgamle epoken, ville det være en "evig" produksjon av Big Bangs - som hver gir opphav til et nytt univers.

Strengteori, som er et forsøk på å forene tyngdekraften med mikrofysikkens lover, antar at alt i universet består av små, vibrerende strenger. Men det antar at det er flere dimensjoner enn de vi opplever. Disse ekstra dimensjonene, antyder det, er komprimert så tett sammen at vi ikke legger merke til dem alle. Og hver type komprimering kan skape et univers med forskjellig mikrofysikk – slik at andre Big Bangs, når de avkjøles, kan styres av forskjellige lover.

"Naturlovene" kan derfor, i dette enda større perspektivet, være lokale vedtekter som styrer vår egen kosmiske lapp.

Hvis den fysiske virkeligheten er slik, så er det en reell motivasjon for å utforske "kontrafaktiske" universer - steder med forskjellig tyngdekraft, forskjellig fysikk og så videre - for å utforske hvilket spekter av parametere som ville tillate kompleksitet å dukke opp, og som ville føre til sterile eller " dødfødt" kosmos. Spennende nok pågår dette, med nyere forskning foreslår at du kan forestille deg universer som er enda mer vennlige mot livet enn vårt eget. De fleste "justeringer" av de fysiske konstantene ville imidlertid gjøre et univers dødfødt.

Når det er sagt, noen liker ikke konseptet med multivers. De bekymrer seg for at det ville gjøre håpet om en grunnleggende teori for å forklare konstantene like fåfengt som Keplers numerologiske søken å relatere planetariske baner til nestede platoniske faste stoffer.

Men våre preferanser er irrelevante for hvordan den fysiske virkeligheten faktisk er – så vi bør absolutt være åpne for muligheten for en forestående storslått kosmologisk revolusjon. Først fikk vi den kopernikanske erkjennelsen at Jorden ikke var sentrum av solsystemet – den dreier seg rundt solen. Så innså vi at det er zillioner av planetsystemer i galaksen vår, og at det er zillioner av galakser i vårt observerbare univers.

Så kan det være at vårt observerbare domene – faktisk vårt Big Bang – er en liten del av et langt større og muligens mangfoldig ensemble?

Fysikk eller metafysikk?

Hvordan vet vi hvor atypisk universet vårt er? For å svare på det må vi regne ut sannsynlighetene for hver kombinasjon av konstanter. Og det er en boks med ormer som vi ennå ikke kan åpne – den må vente på store teoretiske fremskritt.

Vi vet til syvende og sist ikke om det finnes andre Big Bangs. Men de er ikke bare metafysikk. Vi kan en dag ha grunner til å tro at de eksisterer.

Spesielt, hvis vi hadde en teori som beskrev fysikk under de ekstreme forholdene til det ultratidlige Big Bang - og hvis den teorien hadde blitt bekreftet på andre måter, for eksempel ved å utlede noen uforklarlige parametere i standardmodellen for partikkelfysikk - så hvis den spådde flere Big Bangs, vi bør ta det på alvor.

Kritikere hevder noen ganger at multiverset er uvitenskapelig fordi vi aldri kan observere andre universer. Men jeg er uenig. Vi kan ikke observere det indre av sorte hull, men vi tror det fysikeren Roger Penrose sier om hva som skjer der - teorien hans har fått troverdighet ved å være enig i mange ting vi kan observere.

For omtrent 15 år siden var jeg i et panel på Stanford hvor vi ble spurt hvor seriøst vi tok multivers-konseptet - på skalaen "ville du satse gullfisken din, hunden din eller livet ditt" på det. Jeg sa at jeg var nesten på hundenivå. Linde sa at han nesten ville satse på livet sitt. Senere, etter å ha blitt fortalt dette, fysiker Steven Weinberg sa at han "med glede ville satse på Martin Rees hund og Andrei Lindes liv."

Dessverre mistenker jeg at Linde, hunden min, og jeg alle vil være døde før vi har et svar.

Faktisk kan vi ikke engang være sikre på at vi forstår svaret – akkurat som kvanteteori er for vanskelig for aper. Det er tenkelig at maskinintelligens kan utforske de geometriske forviklingene til noen strengteorier og spy ut, for eksempel, noen generiske trekk ved standardmodellen. Vi vil da ha tillit til teorien og ta dens andre spådommer på alvor.

Men vi ville aldri ha det "aha"-innsiktsøyeblikket som er den største tilfredsstillelsen for en teoretiker. Den fysiske virkeligheten på sitt dypeste nivå kan være så dyp at belysningen av den måtte avvente posthumane arter – uansett deprimerende eller spennende, alt etter smak. Men det er ingen grunn til å avfeie multiverset som uvitenskapelig.

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Bilde Credit: Lanju Fotografie / Unsplash 

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• kilde: https://singularityhub.com/2023/04/09/the-multiverse-our-universe-is-suspiciously-unlikely-to-exist-unless-it-is-one-of-many/