Multiverse teori. Er der andre verdener?

Indholdsfortegnelse:

Multiverse teori. Er der andre verdener?
Multiverse teori. Er der andre verdener?
Anonim

Fysisk virkelighed kan være meget mere omfattende end blot et stykke rum i tid, som vi kalder universet. Vores rummiljø kan konstrueres i en utrolig skala, og vores astronomiske instrumenter er utroligt begrænsede. Vi ved ligesom myrer ikke, hvor stor verden er uden for myretuen. Så nogle teoretiske fysikere overvejer seriøst teorien om multiverset, ifølge hvilken vores verden bare er en af mange. Desuden er vi tvunget til at indrømme, at det eksisterer samtidigt i mange stater, når vi anvender kvanteteori til universet. Med andre ord, ved at tillade anvendelse af kvanteudsving i universet, er vi praktisk talt tvunget til at indrømme eksistensen af parallelle verdener. Det er også interessant, at kombinationen af strengteori og den "evige" version af inflationskosmologi (taler om inflationsmodellen i universet) giver et naturligt grundlag for det såkaldte "landskabsmultivers".

Multiverseteori: Inflation

Til at begynde med dukker konceptet om multiverset op på flere områder inden for fysik (og filosofi) på én gang, men det mest slående eksempel er inflationsteorien, der beskriver en hypotetisk begivenhed, der skete, da vores univers var meget ungt - mindre end en anden gammel. Ifølge NASA har universet i en utrolig kort periode gennemgået en periode med hurtig ekspansion, "hævelse", blevet større og større.

Det menes, at inflationen i vores univers sluttede for omkring 14 milliarder år siden. Inflationen ender dog ikke overalt på samme tid. Forskerne mener, at måske som inflationen ender i en region, fortsætter den i andre.

Mens inflationen således sluttede i vores univers, kunne der være andre, langt mere fjerne regioner, hvor inflationen fortsatte - og fortsætter lige nu. Desuden kan individuelle universer ifølge LiveScience "knibe" større hævelse, ekspanderende universer og skabe et endeløst hav af evig inflation, fyldt med talrige individuelle universer.

Image
Image

Inflationær model af universet.

I dette scenario med evig inflation ville hvert univers opstå med sine egne fysiske love, sin egen samling af partikler, sin egen disposition af kræfter og sine egne værdier af grundlæggende konstanter, siger forskerne.

Dette kan forklare, hvorfor vores univers har egenskaber, som det besidder, og især dem, der er vanskelige at forklare ved hjælp af begreber som mørkt stof eller den kosmologiske konstant. "Hvis der var et multivers, så havde vi tilfældige kosmologiske konstanter i forskellige universer, og det er bare en tilfældighed, at den, vi har i vores univers, får den værdi, vi observerer," sagde Dan Heling, en kosmolog ved universitetet Arizona og ekspert i multiverseteori.

Multiverseteori: Observationer og beviser

Interessant nok er et andet bevis på tegneseriens eksistens observationer - i vores univers måtte der ske så mange ting, at eksistensen af liv virker utrolig. Og hvis der kun var et univers, ville der sandsynligvis ikke være noget liv i det. Men i multiverset er sandsynligheden for liv meget højere. Men denne teori kan næppe kaldes overbevisende, hvorfor de fleste forskere stadig er skeptiske over for ideen om et multivers.

Og alligevel har mange forsøgt at finde mere fysiske, overbevisende beviser for dets eksistens. For eksempel, hvis et naboeunivers tilfældigvis var i nærheden af vores for længe siden, kan det have kollideret med det og efterlade et mærkbart aftryk.

Image
Image

Relikvistrålingen kan gemme "fingeraftryk" fra andre universer.

Dette aftryk kan være i form af forvrængninger i den kosmiske mikrobølge baggrundsstråling eller levnestråling (lys tilovers fra da universet var en million gange mindre end det er i dag) eller i galaksernes mærkelige egenskaber i kollisionsretningen, ifølge et papir udgivet af forskere ved University College London. …

Nogle astrofysikere er gået endnu længere og har ledt efter særlige former for sorte huller, der kan være artefakter fra dele af vores univers, der deler sig i deres eget univers gennem en proces kaldet kvantetunnel.

Hvis nogle områder af vores univers blev delt på denne måde, ville de efterlade "bobler" i vores univers, som ville blive til disse unikke sorte huller, som ifølge forskerne "kan eksistere i dag."

"Den potentielle opdagelse af disse sorte huller kan så indikere eksistensen af et multivers," siger de teoretiske fysikere. Imidlertid har alle disse typer søgninger hidtil intet ført, så i dag er Multiverset stadig hypotetisk.

Multiverseteori: Baggrundsstråling

I 1964 arbejdede fysikerne Arno Penzias og Robert Wilson på Bell Laboratories i Holmdel, New Jersey, og skabte ultrafølsomme mikrobølgemodtagere til radioastronomiobservationer. Men uanset hvad de gjorde, lykkedes det ikke at fjerne modtagerne af baggrundsradiostøj, der underligt nok syntes at komme fra alle retninger på samme tid.

Penzias kontaktede fysikeren ved Princeton University Robert Dicke, der foreslog, at radiostøj kunne være kosmisk mikrobølge baggrundsstråling (CMB), som er den primære mikrobølgestråling, der fylder universet.

Image
Image

Hvis der virkelig findes andre universer, kunne de have efterladt et "aftryk" i den relikvie -stråling, der ensartet fyldte universet.

Dette er historien om opdagelsen af CMB, enkel og elegant. For deres opdagelse modtog Penzias og Wilson Nobelprisen i fysik i 1978, og med god grund. Deres arbejde indledte en ny æra af kosmologi, der tillod forskere at studere og forstå universet som aldrig før.

Interessant nok førte fysikernes arbejde også til en af de mest fantastiske opdagelser i nyere historie: de unikke træk ved relikviestrålingen kan være det første direkte bevis på, at et uendeligt antal verdener uden for det kendte univers virkelig eksisterer. Men for korrekt at forstå denne usædvanlige erklæring er det nødvendigt at foretage en rejse til tidens begyndelse.

Multiverseteori: Big Bang

Ifølge den generelt accepterede teori om universets oprindelse, i løbet af de første flere hundrede tusinde år efter Big Bang, blev vores univers fyldt med et utroligt varmt plasma, bestående af kerner, elektroner og fotoner, som spredte lys.

Omkring 380.000 år havde den fortsatte ekspansion af vores univers afkølet det til temperaturer under 3.000 Kelvin, hvilket tillod elektroner at smelte sammen med kerner for at danne neutrale atomer, og absorptionen af frie elektroner tillod lys at oplyse mørket.

Bevis for dette - i form af den tidligere nævnte CMB - er, hvad Penzias og Wilson fandt. Deres opdagelse hjalp i sidste ende med at etablere Big Bang -teorien.

Image
Image

Universet, som vi kender i dag, havde en begyndelse.

I mange år har den igangværende ekspansion afkølet vores univers til en temperatur på kun omkring 2,7K, men denne temperatur er ujævn. Forskelle i temperatur opstår på grund af det faktum, at stof er ujævnt fordelt i universet. Dette menes at være forårsaget af små udsving i kvantetætheden, der opstod lige efter Big Bang.

I 2017 offentliggjorde forskere fra University of Durham i Storbritannien et papir, der tyder på, at CMB -udskrifter (kaldet kolde pletter) kan være tegn på andre verdener. Forfatterne foreslog, at pletterne i baggrundsstrålingen i mikrobølgeovnen var et resultat af en kollision mellem vores univers og et andet.

Generelt kan pletterne i levnestrålingen betragtes som det første bevis på multiversets eksistens - milliarder af andre universer, der ligner vores egne, - skriver forskerne.

Multiverseteori: Dark Matter

Ny, ekstremt interessant forskning tilføjer endnu et bevis til statskassen for teorien om Multiverset. Dets resultater, Vice skriver, tyder på, at sorte huller dannet fra kollapsede universer genererer mørkt stof, og vores eget univers kan ligne et sort hul for udenforstående.

Image
Image

Et af de mest mystiske objekter i universet, sorte huller, kan være kilden til mørkt stof.

Bemærk, at mørkt stof er et usynligt stof, der tegner sig for det meste af universets masse - selvom det ikke udsender påviseligt lys, eksisterer det stadig, da det har en tyngdekraftseffekt på klynger af galakser og andre udsendende objekter i rummet.

En svimlende række hypoteser er blevet foreslået for at forklare mørkt stof, men nu har forskere foreslået, at ur -sorte huller, hypotetiske objekter, der går tilbage til universets tidlige dage, "er en levedygtig kandidat til mørkt stof." Denne konklusion nåede et internationalt team af forskere fra USA, Japan og Taiwan i et papir, der blev offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Physical Review Letters i januar i år.

Og alligevel er alle disse begreber i øjeblikket spekulative, selvom fysikere forventer, at nye måder at observere med sofistikerede teleskoper i de kommende år vil hjælpe med at besvare mange spørgsmål.

Multiverseteori: Inflation igen

Den berømte britiske teoretiske fysiker Stephen Hawking døde den 14. marts 2018 efter at have tilbragt årtier begrænset til en kørestol og var afhængig af en talesynthesizer på grund af lidelsen forårsaget af amyotrofisk lateral sklerose. Videnskabsmandens sidste forskningsarbejde, der blev offentliggjort kun 10 dage før hans død, blev skrevet sammen med professoren i teoretisk fysik Thomas Hertog og vedrørte multiverset.

Image
Image

Hvem ved hvilken af de utallige verdener vi lever i?

I en artikel med titlen "En smidig vej ud af evig inflation?" Hawking og Hertog teoretiserede, at den hurtige udvidelse af rumtiden efter Big Bang kunne forekomme gentagne gange og skabe flere universer.

Deres arbejde er i det væsentlige en forlængelse af inflationsteorien, hvilket tyder på, at universet før Big Bang var fyldt med energi, der var en del af rummet selv, og denne energi fik rummet til at ekspandere eksponentielt. Det var denne energi, der gav anledning til Big Bang, og det er det, vi talte om tidligere.

Men da inflationen, ligesom alt andet, er kvante i naturen, betyder det, at der skal være rumområder i universet, hvor inflationen ender og Big Bang begynder. Disse områder kan dog aldrig kollidere med hinanden, da de er adskilt af områder med oppusteligt rum.

Multiverseteori: Kritik og konklusioner

Afslutningsvis skal det siges, at når nogen taler om teorien om multiverset, kan det lyde både kækt og ydmygt på samme tid. Men mange fysikere har en helt anden reaktion: efter deres mening er ideen om et multivers uvidenskabelig og måske endda "farlig", idet det kan føre til fejlrettet videnskabelig indsats.

For eksempel kaldte Paul Steinhardt, professor i naturvidenskab ved Princeton University, teorien om Multiverset for "Theory of Anything", da det er foreneligt med vilkårlig observation og derfor ikke har nogen empirisk skævhed.

Image
Image

I dag kan moderne videnskab hverken bevise eller modbevise eksistensen af Multiverset.

På en eller anden måde gør dataene fra videnskabelig forskning (hvoraf nogle er beskrevet i denne artikel) på trods af kritikken af teorien om flere verdener det muligt at fremsætte selv sådanne tilsyneladende vanvittige teorier. Når alt kommer til alt, vender vi tilbage til myretue -analogien, hvad ved vi om den verden, vi lever i?

Anbefalede: