A világegyetem, amelyben élünk, hatalmas, tele van anyaggal és energiával, és gyorsabban és gyorsabban bővül. Több milliárd fényév távolságra nézve láthatjuk milliárd éves ókori múltunkat, láthatjuk a bolygók, csillagok és galaxisok kialakulását. Olyan messzire néztünk, olyan gázfelhőket találtunk, amelyek még egyetlen csillagot sem szültek, és galaxisokat, amelyek akkor alakultak ki, amikor világegyetemünk 97% -kal fiatalabb volt. Különösen kíváncsi, hogy megfigyelhetjük a Nagyrobbanás utánvilágítását, amely akkor maradt meg, amikor az univerzum 380 000 éves volt. De ennek a kozmikus pompának még soha nem találtunk bizonyítékot arra, hogy világegyetemünk egy hatalmas többszörös univerzumban ütközött egy másik univerzummal. Miért?
Valójában, ha a több világegyetemi elmélet helyes, bővülő univerzumunknak össze kellett ütköznie egy másik univerzummal. Hát nem így van? Végül is, a mi világegyetemünk olyan nagy, hogy egyesek végtelen méretűnek írják le.
Így nemcsak a logika állítja, hanem a jól ismert hatóság, Roger Penrose is. Mind a Penrose, mind a hagyományos bölcsesség téved. Világegyetemünk elszigetelten van és el kell különülni, egyedül a többirányban.
Noha ez a téma túl népszerű és ellentmondásos, az erős fizikai hipotézisek több univerzum létezését támogatják. Ha összekapcsoljuk a két vezető gondolkodási iskolánkat az univerzum működéséről, a kozmikus inflációról és a kvantumfizikáról, akkor elkerülhetetlenül több univerzumban vagyunk a világegyetemünkkel. Van egy másik következtetés: minden létrehozott univerzum - és az azt megelőző minden nagy robbanás - azonnal és örökre elválasztódik okozati összefüggéssel a többiektől. Miért? Ethan Siegel fizikus szétszerelni fogja.
A kozmikus infláció a Big Bang elmélet kiegészítéseként jött létre, mechanizmussal szolgálva annak magyarázatára, hogy az univerzum miért kezdődött bizonyos körülmények között. Különösen az infláció adott választ az …
- miért volt az univerzum mindenhol azonos hőmérsékleten;
- miért volt térben lapos;
- miért nem maradtak olyan nagy energiájú emlékek, mint a mágneses monopóliumok?
Promóciós videó:
… Miközben továbbra is ellenőrizni kívánja az új előrejelzéseket. Ezek az előrejelzések tartalmazzák a sűrűségingadozások sajátos spektrumát, amellyel az univerzum megszületett; az Univerzum által a Big Bang korai szakaszában elért maximális hőmérséklet; a kozmikus horizontot meghaladó skálák ingadozása és a gravitációs hullámok bizonyos spektruma. Mindezt, az utolsó kivételével, azóta megfigyelések megerősítették.
A kozmikus infláció, pontosabban, a Big Bang előtti időszak, amikor a világűrbe rejlő energia uralkodott az Univerzumban. Most a sötét energia értéke túl kicsi, de az infláció alatt összehasonlíthatatlanul magasabb volt: sokkal több az energia sűrűsége, amikor az Univerzum tele volt anyaggal és sugárzással a Nagyrobbanás forró első szakaszaiban.
Mivel az univerzum kibővítését a maga űrben rejlő energia hajtja, az infláció idején az expanzió exponenciális volt, új tér jött létre. Ha az Univerzum n-ben idővel megduplázódott, akkor az idő 10 periódusa után már 210, vagy akár 21000-szer nagyobb volt. Rövid idő alatt a tér nem planáris és anyagtartalmú térsége megkülönböztethetetlenné vált a síktól, és az anyag minden részecske olyan messze duzzadt, hogy a két részecske soha többé nem találkozzon.
Az infláció azonban nem maradhat örökké. Az űrben rejlő energia nem maradhat örökké, különben a Nagyrobbanás nem történt volna meg, és az Univerzum nem született volna meg. Következésképpen az energiát a tér szövetéből az anyagba és a sugárzásba kell átvinni. Az infláció mezőként történő megjelenítéséhez képzelj el egy gömböt egy domb tetején. Mindaddig, amíg a labda a tetején marad, folytatódik az infláció és az exponenciális expanzió. De ahhoz, hogy az infláció véget érjen, függetlenül attól, hogy a kvantum mező melyikért felelős, a nagy energiájú instabil állapotból az alacsony energiájú egyensúlyi állapotba kell gördülnie. Ez az átmenet, „gördítve” a labdát a dombról, véget vet az inflációnak, és a Nagyrobbanáshoz vezet.
Van azonban egy, de: a fentiekben leírtak szerint a klasszikus mező működik, de az inflációnak, mint minden fizikai mezőnek, kvantum jellegűnek kell lennie. Mint minden kvantummezőt, ezt egy hullámfüggvény jellemzi, és a hullám valószínűsége az idő múlásával terjed. Ha a terepi érték elég lassan gördül le a dombról, akkor a hullámfunkció kvantumterjedése gyorsabb lesz, mint a hullámhossz, ez lehetővé teszi - akár valószínű is - a Nagyrobbanást és az infláció végét.
Mivel az űr exponenciális ütemben növekszik az infláció során, ez azt jelenti, hogy idővel exponenciálisan nagy számú térség jelenik meg. A lényeg az, hogy az infláció egyik napról a másikra nem ér véget; a különböző régiók eltérő kvantummezőket és irányokat kapnak. Egyes régiókban az infláció véget ér, és a mező lecsúszik a völgybe. Másokban az infláció folytatódni fog, új életet adva az életnek.
Innentől származik az örök infláció jelensége és a több világegyetem gondolata. Ahol az infláció véget ér, megkapjuk a Nagyrobbanást és az Univerzumot - ezeknek egy részét megfigyelhetjük. De azon régiók környékén, ahol az infláció befejeződött és a Nagyrobbanás bekövetkezett, vannak olyan régiók, ahol az infláció még nem ért véget, és az exponenciális expanzió folytatódik. E térségekben egyre bővülő tér születik, visszahúzva azokat a területeket, ahol az infláció gyorsabban ért véget, mint amennyit kibővíteni lehet. Az új régiók mindegyike, amelyben a Nagyrobbanás történik, okozati összefüggésben lesz a régiótól, teljesen és örökre.
Ha a több világegyetemet hatalmas óceánnak tekinti, akkor az óceánban kis buborékokként rajzolhatja meg azokat az univerzumokat, amelyekben a Nagyrobbanás történt. Ezek a buborékok, mint az óceán fenekén születő valódi buborékok, az idő múlásával kibővülnek, ahogy világegyetemünk kibővül. De az óceán folyékony vízével ellentétben az inflációs téridő „óceánja” gyorsabban bővül, mint ahogy a buborékok maguk is képesek lennének. És mivel a köztük lévő tér növekszik és mindig növekszik, a két buborék soha nem fog megérinteni.
Az inflációs és kvantumelmélet előrejelzéseivel ellentétben óriási meglepetés lenne, ha a két univerzum összecsapna. Noha az ilyen buborékok ütközése véraláfutást hagynánk világegyetemünkön, amelyet megbízhatóan észlelhetnénk a Nagyrobbanás utánvilágításában, ilyen véraláfutásról nincs bizonyíték. Ahogy a legjobb elméleteink előre jelezték.
Ilya Khel