Multiwersum: Podejrzanie mało prawdopodobne jest istnienie naszego Wszechświata — chyba że jest to jeden z wielu

Łatwo wyobrazić sobie inne wszechświaty, rządzone nieco innymi prawami fizyki, w których nie mogłoby powstać żadne inteligentne życie ani żaden zorganizowany, złożony system. Czy zatem powinniśmy się dziwić, że istnieje wszechświat, w którym mogliśmy się pojawić?

To pytanie do fizyków, w tym do mnie próbowałem odpowiedzieć przez dekady. Ale okazuje się to trudne. Chociaż możemy z całą pewnością prześledzić kosmiczną historię do jednej sekundy po Wielkim Wybuchu, to, co wydarzyło się wcześniej, jest trudniejsze do zmierzenia. Nasze akceleratory po prostu nie są w stanie wyprodukować wystarczającej ilości energii, aby odtworzyć ekstremalne warunki panujące w pierwszej nanosekundie.

Ale spodziewamy się, że to właśnie w tym pierwszym ułamku sekundy kluczowe cechy naszego wszechświata zostały odciśnięte.

Warunki panujące we wszechświecie można opisać za pomocą „podstawowe stałe”—stałe wielkości w przyrodzie, takie jak stała grawitacji (zwana G) lub prędkość światła (zwana C). Jest ich około 30 reprezentujących rozmiary i siły parametrów, takich jak masy cząstek, siły lub ekspansja wszechświata. Ale nasze teorie nie wyjaśniają, jakie wartości powinny mieć te stałe. Zamiast tego musimy je zmierzyć i wstawić ich wartości do naszych równań, aby dokładnie opisać naturę.

Wartości stałych mieszczą się w zakresie, który pozwala na ewolucję złożonych systemów, takich jak gwiazdy, planety, węgiel i ostatecznie ludzie. fizycy odkrył że gdybyśmy zmienili niektóre z tych parametrów o zaledwie kilka procent, pozbawiłoby to życia nasz wszechświat. Dlatego fakt, że życie istnieje, wymaga pewnego wyjaśnienia.

Niektórzy twierdzą, że to po prostu szczęśliwy zbieg okoliczności. Alternatywnym wyjaśnieniem jest jednak to, że żyjemy w wieloświatowy, zawierające domeny o różnych prawach fizycznych i wartościach podstawowych stałych. Większość może być całkowicie nieodpowiednia do życia. Ale kilka powinno, statystycznie rzecz biorąc, być przyjaznych życiu.

Zbliżająca się rewolucja?

Jaki jest zakres rzeczywistości fizycznej? Jesteśmy przekonani, że jest bardziej rozległy niż domena, którą astronomowie mogą kiedykolwiek obserwować, nawet w zasadzie. Ta domena jest zdecydowanie skończona. Dzieje się tak głównie dlatego, że jak na oceanie, jest horyzont że nie widzimy dalej. I tak jak nie sądzimy, że ocean kończy się tuż za naszym horyzontem, tak samo spodziewamy się galaktyk poza granicami naszego obserwowalnego Wszechświata. W naszym przyspieszającym wszechświecie nasi odlegli potomkowie również nigdy nie będą w stanie ich obserwować.

Większość fizyków zgodziłaby się, że istnieją galaktyki, których nigdy nie możemy zobaczyć i że jest ich więcej niż tych, które możemy obserwować. Jeśli rozciągają się wystarczająco daleko, wszystko, co kiedykolwiek moglibyśmy sobie wyobrazić, może się powtarzać w kółko. Daleko za horyzontem wszyscy moglibyśmy mieć awatary.

Ta rozległa (i przeważnie nieobserwowalna) domena byłaby następstwem „naszego” Wielkiego Wybuchu – i prawdopodobnie podlegałaby tym samym prawom fizycznym, które panują w częściach wszechświata, które możemy obserwować. Ale czy nasz Wielki Wybuch był jedyny?

Połączenia teoria inflacji, co sugeruje, że wczesny Wszechświat przechodził okres, w którym podwajał swoje rozmiary, każda bilionowa bilionowa bilionowa część sekundy ma autentyczny wsparcie obserwacyjne. Wyjaśnia, dlaczego wszechświat jest tak duży i gładki, z wyjątkiem fluktuacji i zmarszczek, które są „ziarnami” formowania się galaktyk.

Ale fizycy, w tym Andriej Linde pokazał że przy pewnych konkretnych, ale prawdopodobnych założeniach dotyczących niepewnej fizyki w tej starożytnej epoce, nastąpiłaby „wieczna” produkcja Wielkich Wybuchów – każdy z nich da początek nowemu wszechświatowi.

Teoria strun, który jest próbą zjednoczenia grawitacji z prawami mikrofizyki, przypuszcza, że ​​wszystko we wszechświecie składa się z maleńkich, wibrujących strun. Ale zakłada, że ​​istnieje więcej wymiarów niż te, których doświadczamy. Sugeruje to, że te dodatkowe wymiary są tak ciasno upakowane, że nie zauważamy ich wszystkich. A każdy rodzaj zagęszczenia może stworzyć wszechświat o innej mikrofizyce – więc innym Wielkim Wybuchom, kiedy ostygną, mogą podlegać inne prawa.

„Prawa natury” mogą zatem, w tej jeszcze wspanialszej perspektywie, być lokalnymi przepisami rządzącymi naszym własnym kosmicznym skrawkiem.

Jeśli fizyczna rzeczywistość jest taka, to istnieje prawdziwa motywacja do eksploracji „kontrfaktycznych” wszechświatów – miejsc o różnej grawitacji, innej fizyce itd. martwo narodzony” kosmos. Ekscytujące, to trwa, z ostatnie badania sugerując, że można sobie wyobrazić wszechświaty, które są jeszcze bardziej przyjazne dla życia niż nasz własny. Jednak większość „poprawek” stałych fizycznych sprawiłaby, że wszechświat urodziłby się martwy.

Powiedział, że niektórzy nie podoba mi się koncepcja wieloświata. Obawiają się, że nadzieja na fundamentalną teorię wyjaśniającą stałe stałaby się daremna Numerologiczne poszukiwanie Keplera powiązać orbity planet z zagnieżdżonymi bryłami platońskimi.

Ale nasze preferencje są nieistotne dla tego, jaka jest rzeczywistość fizyczna — więc z pewnością powinniśmy być otwarci na możliwość rychłej wielkiej rewolucji kosmologicznej. Najpierw mieliśmy Kopernikańską świadomość, że Ziemia nie jest centrum Układu Słonecznego – krąży wokół Słońca. Wtedy zdaliśmy sobie sprawę, że w naszej galaktyce są miliony układów planetarnych i że w naszym obserwowalnym wszechświecie są miliardy galaktyk.

Czy to możliwe, że nasza obserwowalna domena – a właściwie nasz Wielki Wybuch – jest niewielką częścią znacznie większego i prawdopodobnie zróżnicowanego zespołu?

Fizyka czy metafizyka?

Skąd wiemy, jak nietypowy jest nasz wszechświat? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy obliczyć prawdopodobieństwa każdej kombinacji stałych. I to jest puszka robaków, której nie możemy jeszcze otworzyć – będzie musiała poczekać na ogromny postęp teoretyczny.

Ostatecznie nie wiemy, czy istnieją inne Wielkie Wybuchy. Ale to nie tylko metafizyka. Pewnego dnia możemy mieć powody, by sądzić, że one istnieją.

Konkretnie, gdybyśmy mieli teorię opisującą fizykę w ekstremalnych warunkach ultrawczesnego Wielkiego Wybuchu — i gdyby teoria ta została potwierdzona w inny sposób, na przykład przez wyprowadzenie pewnych niewyjaśnionych parametrów ze standardowego modelu fizyki cząstek elementarnych — to gdyby przewidział wiele Wielkich Wybuchów, powinniśmy potraktować to poważnie.

Krytycy czasami twierdzą, że wieloświat jest nienaukowy, ponieważ nigdy nie możemy obserwować innych wszechświatów. Ale nie zgadzam się. Nie możemy obserwować wnętrza czarnych dziur, ale wierzymy w to, co fizyk Roger Penrose mówi o tym, co się tam dzieje – jego teoria zyskała wiarygodność, zgadzając się z wieloma rzeczami, które możemy zaobserwować.

Około 15 lat temu byłem na panelu w Stanford, gdzie zostaliśmy poproszeni jak poważnie potraktowaliśmy koncepcję wieloświata — w skali „czy postawiłbyś na nią swoją złotą rybkę, psa czy życie”. Powiedziałem, że jestem prawie na poziomie psa. Linde powiedział, że prawie założył się o swoje życie. Później, słysząc to, fizyk Stevena Weinberga powiedział, że „z radością założyłby się o życie psa Martina Reesa i Andreia Linde”.

Niestety, podejrzewam, że Linde, mój pies i ja wszyscy umrzemy, zanim uzyskamy odpowiedź.

Rzeczywiście, nie możemy nawet być pewni, że zrozumiemy odpowiedź – tak jak teoria kwantowa jest zbyt trudna dla małp. Można sobie wyobrazić, że inteligencja maszynowa mogłaby zbadać geometryczne zawiłości niektórych teorii strun i wypluć, na przykład, niektóre ogólne cechy modelu standardowego. Mielibyśmy wtedy zaufanie do tej teorii i poważnie potraktowalibyśmy jej inne przewidywania.

Ale nigdy nie mielibyśmy momentu wglądu „aha”, który jest największą satysfakcją dla teoretyka. Rzeczywistość fizyczna na swoim najgłębszym poziomie może być tak głęboka, że ​​jej wyjaśnienie musiałoby poczekać na gatunki postludzkie – niezależnie od tego, jak przygnębiające lub radosne może to być, w zależności od gustu. Ale to nie powód, by odrzucać multiwers jako nienaukowy.

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Kredytowych Image: Zdjęcie Lanju / Unsplash 

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://singularityhub.com/2023/04/09/the-multiverse-our-universe-is-suspiciously-unlikely-to-exist-unless-it-is-one-of-many/