Milyen gyakran gondolkodik azon, hogyan rendeződne meg a világunk ma, ha néhány kulcsfontosságú történelmi esemény eltérő eredményt mutatna? Milyen lenne a bolygónk, ha például a dinoszauruszok nem pusztulnának el? Minden intézkedésünk és döntésünk automatikusan a múlt részévé válik. Valójában nincs valóság: mindent, amit egy adott pillanatban csinálunk, nem lehet megváltoztatni, azt felveszik az univerzum emlékére. Van azonban egy elmélet, amely szerint sok univerzumban élünk, ahol teljesen más életet élünk: minden egyes cselekedetünk egy bizonyos választással társul, és ezt a választást az univerzumunkban, ezzel párhuzamosan választva, az „egyéb én” ellentétes döntést hoz. Mennyire tudományosan indokolt egy ilyen elmélet? Miért vették igénybe a tudósok? Próbáljuk kitalálni a cikkben.
Az univerzum több világának fogalma
A világok valószínű halmazának elméletét először említette Hugh Everett amerikai fizikus. Válaszát felajánlotta a fizika egyik legfontosabb kvantum rejtélyének. Mielőtt közvetlenül tovább folytatnánk Hugh Everett elméletét, meg kell értenünk, mi a kvantum részecskék titka, amely a világ minden táján kísértette a fizikusokat több mint tucat évig.
Képzeljük el egy közönséges elektronot. Kiderül, hogy kvantumobjektumként egyszerre két helyen lehet. Ezt a tulajdonságot két állam szuperpozíciójának hívják. De a mágia nem ér véget ezzel. Amint például az elektron helyét valamilyen módon konkretizálni akarjuk, például megpróbáljuk leütni egy másik elektronnal, akkor a kvantumból hétköznapi lesz. Hogyan lehetséges: az elektron mind az A, mind a B ponton volt, és egy pillanat alatt hirtelen B-be ugrott?
Hugh Everett felajánlotta ennek a kvantumérzékelésnek a saját értelmezését. Sokvilágú elmélete szerint az elektron továbbra is két állapotban létezik egyszerre. Az egész magáról a megfigyelőről szól: most kvantumobjektummá válik, és két állapotra oszlik. Az egyikben az A ponton lát egy elektronot, a másikban a B ponton. Két párhuzamos valóság létezik, és ismeretlen közülük melyikben lesz a megfigyelő. A valóságos megosztás nem korlátozódik a kettőre: elágazásuk csak az események változásától függ. Mindezek a realitások azonban egymástól függetlenül léteznek. Megfigyelőként egyben vagyunk abban, ahonnan lehetetlen távozni, és átmenni egy párhuzamosba.
Ennek a koncepciónak a szempontjából a fizika történetének leg tudományosbb macskájával, Schrödinger macskájával végzett kísérlet könnyen magyarázható. A kvantummechanika sok világbeli értelmezése szerint az acélkamrában lévő szerencsétlen macska életben és halottan egyaránt. Amikor kinyitjuk ezt a kamrát, úgy tűnik, hogy összeolvad a macskával, és két állapotot képezünk - élő és halott, amelyek nem keresztezik egymást. Két különböző univerzum alakul ki: az egyikben egy megfigyelő egy elhullott macskával, a másikban egy élővel.
Promóciós videó:
Rögtön meg kell jegyezni, hogy a sokvilágú koncepció nem jelenti sok univerzum jelenlétét: egy, egyszerűen többrétegű, és minden benne lévő tárgy különböző állapotokban lehet. Ez a koncepció nem tekinthető kísérletileg validált elméletnek. Eddig ez csak egy kvantum puzzle matematikai leírása.
Hugh Everett elméletét Howard Wiseman fizikus, az ausztrál Griffith Egyetem professzora, Dr. Michael Hall a Griffith Egyetem Kvantumdinamikai Központjáról és Dr. Dirk-André Deckert a Kaliforniai Egyetemen támogatja. Véleményük szerint a párhuzamos világok valóban léteznek, és eltérő jellemzőkkel bírnak. Bármely kvantumfejtés és szabályszerűség a szomszédos világok egymástól való "visszataszításának" következménye. Ezek a kvantum jelenségek úgy fordulnak elő, hogy minden világ nem olyan, mint egy másik.
A párhuzamos univerzumok és a húrelmélet fogalma
Az iskolai órákból jól emlékezzünk arra, hogy a fizikában két fő elmélet létezik: az általános relativitáselmélet és a kvantummező-elmélet. Az első magyarázatot nyújt a makrokoszmosz fizikai folyamatainak, a második pedig a mikroba. Ha mindkét elméletet ugyanazon a skálán használják, akkor ellentmondanak egymásnak. Logikusnak tűnik, hogy létezzen valamilyen általános elmélet, amely minden távolságra és skálára alkalmazható. Mint ilyen, a fizikusok húros elméletet terjesztett elő.
A helyzet az, hogy nagyon kis léptékben bizonyos rezgések fordulnak elő, amelyek hasonlóak a közönséges húrból származó rezgésekhez. Ezek a húrok energiával vannak töltve. A "húrok" szó szerinti értelemben nem karakterláncok. Ez egy absztrakció, amely magyarázza a részecskék kölcsönhatását, a fizikai állandók tulajdonságait. Az 1970-es években, amikor az elmélet született, a tudósok úgy gondolták, hogy univerzálissá válik az egész világunk leírása. Kiderült azonban, hogy ez az elmélet csak a 10-dimenziós térben működik (és 4-dimenziós térben élünk). A tér többi hat dimenziója egyszerűen összeomlik. De, mint kiderült, nem hajtogatnak egyszerűen.
A sokvilágú koncepcióhoz hasonlóan a húr elméletét nehéz kísérletileg bebizonyítani. Ezenkívül az elmélet matematikai berendezése annyira nehéz, hogy minden új ötlethez szó szerint a semmiből kell keresni egy matematikai magyarázatot.
A matematikai univerzum hipotézise
Kozmológus, a Massachusettsi Technológiai Intézet professzora, Max Tegmark 1998-ban előterjesztette "mindent elméletét", és a matematikai univerzum hipotézisének nevezte. A maga módján megoldotta a sok fizikai törvény létezésének problémáját. Véleménye szerint ezen törvények minden halmaza, amely következetes a matematika szempontjából, egy független világegyetemnek felel meg. Az elmélet egyetemessége az, hogy felhasználható a fizikai törvények sokféleségének és a fizikai állandók értékének magyarázatára.
Tegmark azt javasolta, hogy az összes világot négy fogalomcsoportra ossa fel fogalma szerint. Az első magában foglalja a kozmikus horizonton kívüli világokat, az úgynevezett extrametagalaktikus tárgyakat. A második csoport más fizikai állandókkal rendelkező világokba tartozik, amelyek különböznek az univerzum konstansaitól. Harmadikban a kvantummechanika törvényeinek értelmezése eredményeként megjelenő világok. A negyedik csoport az összes univerzum bizonyos csoportja, amelyben bizonyos matematikai struktúrák megnyilvánulnak.
Ahogy a kutató megjegyzi, univerzumunk nem az egyetlen, mivel a tér korlátlan. Világunkat, ahol élünk, korlátozza az űr, melynek fénye 13,8 milliárd évvel a nagy robbanás után érkezett hozzánk. Legalább egy egymilliárd év alatt megbízhatóan megismerhetjük más világegyetemeket, amíg az ezekből származó fény el nem ér minket.
Stephen Hawking: fekete lyukak - egy másik univerzum felé vezető út
Stephen Hawking a többszörös univerzum elméletének támogatója is. Korunk egyik legismertebb tudósa, 1988-ban először írta be "Fekete lyukak és fiatal univerzumok" című esszéjét. A kutató szerint a fekete lyukak vezetnek az alternatív világokhoz.
Stephen Hawkingnak köszönhetően tudjuk, hogy a fekete lyukak energiát vesztenek és elpárolognak, így felszabadítva a Hawking sugárzást, amely maga a kutató nevét kapta. Mielőtt a nagy tudós megtette ezt a felfedezést, a tudományos közösség úgy gondolta, hogy minden, ami valahogy fekete lyukba kerül, eltűnik. Hawking elmélete tagadja ezt a feltételezést. A fizikus szerint hipotetikusan minden olyan tárgy, tárgy, tárgy, amely egy fekete lyukba esik, kiszabadul belőle, és egy másik univerzumba esik. Egy ilyen utazás azonban egyirányú utazás: nincs mód visszamenni.
Mindezekből következik, hogy a fekete lyuk áthaladása valószínűleg nem bizonyul népszerű és megbízható űrutazási módszernek. Először is oda kell jutnia a képzeletbeli időben való navigáláshoz, és nem kell törődnie azzal, hogy a valós idejű történet szomorúan végződik. Másodszor, nem igazán tudta megválasztani a rendeltetési helyet. Olyan, mintha repülne egy olyan légitársasággal, amely a fejébe került - írja a kutató.
Párhuzamos univerzumok és Occam borotva
Mint látjuk, még mindig lehetetlen teljes világegyetemmel bizonyítani a teljes magabiztosságot. Az elmélet ellenzői úgy gondolják, hogy nincs jogunk beszélni a végtelen világegyetemekről, csak azért, mert nem tudjuk megmagyarázni a kvantummechanika posztulátumait. Ez a megközelítés ellentétes William Ockham filozófiai elvével: "Nem szabad szükségtelenül megsokszorozni a dolgokat." Az elmélet támogatói kijelentik: sok univerzum létezését sokkal könnyebb feltételezni, mint egy ideál létezését.
Kinek az érvelése (a multiverse elméletének támogatói vagy ellenzői) meggyőzőbb - dönt. Ki tudja, talán te leszel az, aki képes megoldani a fizika kvantumjátékát, és javaslatot tesz egy új, univerzális "mindent elméletre".