Rzut oka na fizykę za wieloma wszechświatami

Nauki fizyki i astrofizyki badają wiele interesujących pomysłów na temat wszechświata. Jednym z najbardziej intrygujących jest koncepcja wielu wszechświatów. Jest również określany jako „teoria wszechświata równoległego”. Jest to idea, że ​​nasz wszechświat nie jest jedynym istniejącym. Większość ludzi słyszała o możliwości istnienia więcej niż jednego wszechświata na podstawie opowiadań i filmów science fiction. Według współczesnej fizyki, dalekie od wyobrażenia, może istnieć wiele wszechświatów. Jednak jedną rzeczą jest opracowanie teorii na temat ich istnienia, ale całkiem inną jest ich wykrycie. Jest to coś, z czym zmaga się współczesna fizyka, wykorzystując jako dane obserwacje odległych sygnałów świetlnych z Wielkiego Wybuchu.

Tak jak nasz wszechświat ze wszystkimi jego gwiazdami, galaktykami, planetami i innymi strukturami istnieje i może istnieć badani fizycy podejrzewają, że równolegle istnieją inne wszechświaty wypełnione materią i przestrzenią nasz. Mogą, ale nie muszą być dokładnie takie jak nasze. Możliwe, że nie są. Mogą na przykład mieć inne prawa fizyki niż my. Niekoniecznie przecinają się z naszymi, ale mogą się z tym zderzyć. Niektórzy teoretycy posunęli się nawet do wyjaśnienia, że ​​każda osoba ma bliźniaka lub lustro w innych wszechświatach. Jest to jedna interpretacja teorii wielu wszechświatów zwanej podejściem „wielu światów”. Mówi, że istnieje wiele wszechświatów.

Istnieje inna interpretacja wielu wszechświatów, która staje się dość złożona i jest wynikiem fizyki kwantowej, która jest fizyką bardzo małych. Zajmuje się interakcjami na poziomie atomów i cząstek subatomowych (które tworzą atomy). Zasadniczo fizyka kwantowa mówi, że zdarzają się małe interakcje - zwane interakcjami kwantowymi. Kiedy to robią, mają daleko idące konsekwencje i stwarzają nieskończone możliwości z niekończącymi się efektami tych interakcji.

Jako przykład wyobraźmy sobie, że w naszym wszechświecie człowiek źle wybiera drogę na spotkanie. Tęsknią za spotkaniem i tracą szansę na pracę nad nowym projektem. Gdyby nie przegapili tury, poszliby na spotkanie i otrzymali projekt. Albo spóźnili się na turę i spotkanie, ale spotkali kogoś, kto zaproponował im lepszy projekt. istnieją nieskończone możliwości i każda (jeśli tak się stanie) powoduje nieskończone konsekwencje. W równoległych wszechświatach zachodzą WSZYSTKIE te działania, reakcje i konsekwencje, po jednym dla każdego wszechświata.

Oznacza to, że istnieją równoległe wszechświaty, w których wszystkie możliwe wyniki dzieją się jednocześnie. Jednak obserwujemy tylko działanie w naszym własnym wszechświecie. Wszystkie pozostałe działania, których nie obserwujemy, ale dzieją się równolegle, gdzie indziej. Nie obserwujemy ich, ale zdarzają się, przynajmniej teoretycznie.

Argument na rzecz wielu wszechświatów obejmuje wiele interesujących eksperymentów myślowych. Zagłębia się w kosmologię (która jest studium pochodzenia i ewolucji wszechświata) i coś, co nazywa się problem z dostrajaniem. Mówi to, że w miarę jak rozumiemy, jak budowany jest nasz wszechświat, nasza egzystencja w nim staje się coraz bardziej niepewna. Jak fizycy zbadali, jak wszechświat zmienił się w czasie od czasu Big Bangpodejrzewają, że gdyby wczesne warunki wszechświata były nieco inne, nasz wszechświat mógłby ewoluować, by być niegościnnym dla życia.

W rzeczywistości, gdyby wszechświat powstał spontanicznie, fizycy spodziewaliby się, że spontanicznie zapadnie się lub rozszerzy tak szybko, że cząstki nigdy tak naprawdę nie będą ze sobą oddziaływać. Brytyjski fizyk Sir Martin Reese obszernie napisał o tym pomyśle w swojej klasycznej książce Just Six Numbers: The Deep Forces That Shape the Universe.

Korzystając z idei „precyzyjnie dostrojonych” właściwości we wszechświecie, niektórzy argumentują za potrzebą twórcy. Istnienie takiej istoty (na co nie ma dowodu), nie tłumaczy właściwości wszechświata. Fizycy chcieliby zrozumieć te właściwości bez wzywania jakiegokolwiek bóstwa.

Najłatwiejszym rozwiązaniem byłoby po prostu powiedzieć: „Cóż, właśnie tak jest”. Jednak to nie jest tak naprawdę wyjaśnienie. To po prostu niezwykłe szczęście, że powstałby jeden wszechświat, a wszechświat miałby bardzo dokładne właściwości potrzebne do rozwoju życia. Większość właściwości fizycznych spowodowałaby, że wszechświat natychmiast zapadłby się w nicość. Lub nadal istnieje i rozszerza się w ogromne morze nicości. Nie chodzi tylko o wyjaśnienie istnień ludzkich, jakie istnieją, ale o wyjaśnienie istnienia każdego rodzaju wszechświata.

Inna idea, która dobrze pasuje do fizyki kwantowej, mówi, że rzeczywiście istnieje ogromna liczba wszechświatów o różnych właściwościach. W ramach tego wieloświatowy wszechświatów, niektóre z nich (w tym nasze własne) zawierałyby właściwości, które pozwalają im istnieć przez stosunkowo długi okres czasu. Oznacza to, że podzbiór (w tym nasz własny wszechświat) miałby właściwości, które pozwolą im tworzyć złożone chemikalia, a ostatecznie życie. Inni nie. I to byłoby w porządku, ponieważ fizyka kwantowa mówi nam, że wszystkie możliwości mogą istnieć.

Teoria strun (który stwierdza, że ​​wszystkie różne podstawowe cząstki materii są przejawami podstawowego obiektu zwanego „sznurkiem”) niedawno zaczął wspierać tę ideę. Jest tak, ponieważ istnieje wiele możliwych rozwiązań teorii strun. Innymi słowy, jeśli teoria strun jest poprawna, nadal istnieje wiele różnych sposobów budowy wszechświata.

Teoria strun przedstawia ideę dodatkowych wymiarów przy jednoczesnym uwzględnieniu struktury służącej do zastanowienia się, gdzie mogą znajdować się te inne wszechświaty. Nasz wszechświat, który obejmuje cztery wymiary czas, przestrzeń, wydaje się istnieć we wszechświecie, który może zawierać aż 11 wymiarów całkowitych. Ten wielowymiarowy „region” jest często nazywany większość przez teoretyków strun. Nie ma powodu sądzić, że większość nie mogłaby zawierać innych wszechświatów oprócz naszego własnego. Jest to rodzaj wszechświata wszechświatów.

Pytanie o istnieniu multiwersum jest drugorzędne w stosunku do możliwości wykrycia innych wszechświatów. Jak dotąd nikt nie znalazł solidnych dowodów na istnienie innego wszechświata. To nie znaczy, że ich tam nie ma. Dowodem może być coś, czego jeszcze nie rozpoznaliśmy. Lub nasze detektory nie są wystarczająco czułe. W końcu fizycy znajdą sposób, w którym wykorzystają solidne dane, aby znaleźć równoległe wszechświaty i zmierzyć przynajmniej niektóre z ich właściwości. To może być jednak daleko.

Edytowane i zaktualizowane przez Carolyn Collins Petersen.