A párhuzamos univerzumok létezése fantasztikus kérdésnek tűnik, amelyet csak a tudományos fantasztikus írók kérdezhetnek maguktól, és amelynek semmi köze nincs a modern elméleti fizikához. De azt az elképzelést, hogy a párhuzamos világegyetemek több univerzumában élünk, már régóta tudományosan megalapozottnak tekintjük - bár nagyon ellentmondásosnak. Ennek az elméletnek a tesztelésére szolgáló módszerek keresése, ideértve az égbolt más univerzumokkal való ütközésének vizsgálatát is, folyamatban van.
Fontos szem előtt tartani, hogy a több világegyetemi elmélet valójában nem egy elmélet, hanem az elméleti fizika jelenlegi megértésének következménye. Ez egy fontos különbség. Nem adhatjuk fel és mondhatjuk: "Oké, tegyünk egy multiverszt." Az, hogy univerzumunk lehet a sok közül, az következik az olyan jelenlegi elméletekből, mint a kvantummechanika és a húrelmélet.
Sok világ értelmezése
Lehet, hogy hallottál egy Schrödinger macskával folytatott gondolatkísérletről, egy hátborzongató állatról, aki zárt dobozban él. A doboz kinyitása lehetővé teszi számunkra, hogy megtudjuk a lehetséges macskáink egyik lehetséges történetét, ideértve azt is, amelyben él és halott. Ennek oka lehetetlennek tűnik azért, mert emberi intuíciónk egyszerűen nem ismeri ezt az eredményt.
A kvantummechanika furcsa szabályai szerint azonban ez a jövő teljesen lehetséges. Ennek oka a kvantummechanika hatalmas lehetőségeinek lehetősége. Matematikailag a kvantummechanikai állapot az összes lehetséges állapot összesítése (szuperpozíciója). Schrödinger macska esetében a macska az "élő" és "halott" állapotok szuperpozíciójában van.
De hogyan tudjuk mindezt összehangolni a józan észünkkel? Feltételezhető, hogy ezen állapotok közül csak egy „objektíven igaz”: amit megfigyelünk. Feltételezhető azonban, hogy minden lehetőség igaz, és hogy léteznek egy univerzum több univerzumában.
Promóciós videó:
Karakterlánc táj
A húros elmélet az egyik legígéretesebb (ha nem a leginkább) kutatási területünk, amely képes a kvantummechanikát és a gravitációt ötvözni. Ez rendkívül nehéz, mivel a gravitációs erőt nehéz megmondani kis távolságokon, ahol az atomok és a szubatomi részecskék működnek - a kvantummechanika területén.
Azonban a húr-elmélet, amely szerint az összes alapvető részecske egydimenziós húrból készül, egyszerre írhatja le a természet összes ismert erõjét: a gravitációt, az elektromágnesességet és a nukleáris kölcsönhatásokat.
Ahhoz azonban, hogy a húr-elmélet matematikailag működjön, legalább tíz fizikai dimenzióra van szükség. Mivel csak négy dimenziót figyelhetünk meg: magasságot, szélességet, mélységet (térbeli) és időt (időbeli), a húr elmélet extra dimenzióit valahogy el kell rejteni.
Annak érdekében, hogy ezt az elméletet ismertesse az ismert fizikai jelenségekkel, ezeket a további dimenziókat „össze kell tömöríteni” és meg kell hullámosítani, hogy ne lehessen látni. Lehet, hogy négy fő dimenziónk minden pontján hat további megkülönböztethetetlen dimenzió van.
A húrok elméletének problémája, vagy, mint egyesek mondani fogják, az, hogy ennek a tömörítésnek sokféle módja van - 10 ^ 500 lehetőség. Ezeknek a tömörítéseknek mindegyike eltérő fizikai törvényekkel rendelkező univerzumhoz vezet - eltérő elektrontömeggel és gravitációs állandóval. A tömörítés módszertanával szemben is vannak energetikai kifogások, tehát a kérdés nem tekinthető megoldottnak.
Mindezek alapján felmerül a kérdés: melyik lehetséges húr tájban élünk? Maga a húrelmélet nem biztosít mechanizmust erre az előrejelzésre, felhasználhatatlanná téve azt a támadhatatlan jellege miatt. Szerencsére a korai világegyetem kozmológiájának feltárása mögött rejlő ötlet ezt a hibát jellegzetessé változtatta.
Korai univerzum
A legkorábbi világegyetem idején, még a Nagyrobbanás előtt is, az univerzum felgyorsult expanzió - infláció - időszakon ment keresztül. Az infláció eredetileg annak magyarázata volt, hogy a jelen megfigyelhető világegyetem hőmérséklete miért közel azonos.
Ez az elmélet ugyanakkor előre jelezte a hőmérsékleti ingadozások spektrumát az egyensúly körül, amelyet később megerősítettek a Cosmic Backgroung Explorer, a Wilkinson mikrohullámú anizotrópiás szonda és a PLANCK űrhajó.
Bár ennek az elméletnek a pontos részleteiről még mindig heves vita folyik, a fizikusok kedvezően fogadják az inflációt. Ennek az elméletnek az a következménye, hogy a világegyetemnek más részeire is szükség van, amelyek még mindig felgyorsulnak.
Az űridő kvantumingadozásai miatt az univerzum egyes részei soha nem érik el a végső inflációs állapotot. Ez azt jelenti, hogy az univerzum, legalább jelenlegi megértésünk szerint, örök infláció állapotban lesz. Néhány része végül más univerzumokká válhat, amelyek viszont különböznek. Egy ilyen mechanizmus végtelen számú univerzumot hoz létre.
Ha ezt a forgatókönyvet kombináljuk a húr elmélettel, akkor fennáll annak a lehetősége, hogy ezen univerzumok mindegyikének különféle tömörítése van az extra dimenzióknak, és ezért eltérő fizikai törvények.
Az elmélet tesztelése
Az olyan univerzumok, amelyeket a húr és az infláció elmélete megjósolt, és amelyek ugyanabban a fizikai térben élnek (ellentétben sok kvantummechanikai univerzummal, amelyek matematikai térben élnek), átfedhetnek vagy összeeshetnek. Elkerülhetetlenül összeütköznek, és esetleges aláírásokat hagynak a kozmikus égbolton, amelyeket megpróbálhatunk keresni.
Ezen aláírások pontos részletei az egyes modellektől függnek - a hidegtől a forró pontokon a kozmikus mikrohullámú háttérben a rendellenes üregekig a galaxisok eloszlásában. Mivel azonban a más világegyetemekkel való ütközésnek egy meghatározott irányban kell történnie, várhatóan minden aláírás megsérti megfigyelhető világegyetemünk egységességét.
A tudósok aktívan keresik ezeket az aláírásokat. Néhányan a kozmikus mikrohullámú háttér lenyomatainak látszanak, a Nagyrobbanás utánvilágításának. Ilyen aláírást azonban még nem találtak. Mások közvetett megerősítést keresnek gravitációs hullámok, hullámok formájában a téridő szövetében, amelyek akkor jelennek meg, amikor hatalmas tárgyak áthaladnak rajta. Az ilyen hullámok közvetlenül megerősíthetik az infláció létezését, ami tovább erősíti a több világegyetem elméletét.
Még bizonytalan, hogy be tudjuk bizonyítani létezésüket, vagy sem. De tekintettel az ilyen bizonyítékok hatalmas következményeire, a keresést mindenképpen érdemes folytatni.
ILYA KHEL