Existența universurilor paralele poate părea o întrebare fantastică pe care numai scriitorii de ficțiune științifică își pot pune singuri și care nu are nicio legătură cu fizica teoretică modernă. Dar ideea că trăim într-un univers multiplu de universuri paralele a fost considerată multă vreme științifică, deși extrem de controversată. Cu toate acestea, căutarea unor modalități de testare a acestei teorii, inclusiv scanarea cerului pentru coliziunile cu alte universuri, este în curs de desfășurare.
Este important să rețineți că teoria universului multiplu nu este într-adevăr o teorie, ci mai degrabă o consecință a înțelegerii noastre actuale despre fizica teoretică. Aceasta este o diferență importantă. Nu putem renunța și să spunem: „Bine, hai un multivers”. Că universul nostru ar putea fi unul dintre multe altele rezultă din teoriile actuale precum mecanica cuantică și teoria corzilor.
Interpretarea mai multor lumi
Este posibil să fi auzit despre experimentul cu gândul cu pisica lui Schrödinger, un animal înfiorător care trăiește într-o cutie închisă. Actul de a deschide cutia ne permite să aflăm una dintre poveștile posibile ale viitoarei noastre pisici, inclusiv cea în care el este atât viu, cât și mort. Motivul pentru care acest lucru pare imposibil este că intuiția noastră umană pur și simplu nu este familiarizată cu acest rezultat.
Cu toate acestea, conform regulilor ciudate ale mecanicii cuantice, un astfel de viitor este destul de posibil. Motivul pentru care se poate întâmpla este din cauza spațiului vast de posibilități din mecanica cuantică. Matematic, o stare mecanică cuantică este suma (suprapoziția) tuturor stărilor posibile. În cazul pisicii lui Schrödinger, pisica se află într-o superpoziție a stărilor „vii” și „moarte”.
Dar cum putem alinia toate acestea la bun simț? Se poate presupune că dintre toate aceste stări, doar una este „adevărat obiectiv”: pe care o observăm. Dar se poate presupune că toate posibilitățile sunt adevărate și că există în diferite universuri ale unui univers multiplu.
Video promotional:
Peisaj cu coarde
Teoria șirurilor este una dintre cele mai promițătoare domenii de cercetare (dacă nu chiar cele mai) care pot combina mecanica cuantică și gravitația. Acest lucru este extrem de dificil, deoarece forța gravitațională este dificil de descris la distanțe mici, unde funcționează atomii și particulele subatomice - pe tărâmul mecanicii cuantice.
Dar teoria șirurilor, care susține că toate particulele fundamentale sunt formate din șiruri unidimensionale, pot descrie toate forțele cunoscute ale naturii simultan: gravitația, electromagnetismul și interacțiunile nucleare.
Cu toate acestea, pentru ca teoria șirurilor să funcționeze matematic, necesită minimum zece dimensiuni fizice. Deoarece putem observa doar patru dimensiuni: înălțime, lățime, adâncime (spațială) și timp (temporal), dimensiunile suplimentare ale teoriei șirurilor trebuie ascunse cumva.
Pentru a folosi această teorie pentru a explica fenomenele fizice pe care le cunoaștem, aceste dimensiuni suplimentare trebuie să fie „compactate”, încovoiate astfel încât să nu poată fi văzute. Poate în fiecare punct din cele patru dimensiuni majore ale noastre, există șase dimensiuni suplimentare nedistinguibile.
Problema, sau, cum ar spune unii, a caracteristicii teoriei șirurilor este că există multe modalități de a face această compactificare - 10 ^ 500 de posibilități. Fiecare dintre aceste compactificări duce la un univers cu legi fizice diferite - cu mase diferite de electroni și constanțe gravitaționale. Cu toate acestea, există și obiecții energice cu privire la metodologia de compactizare, deci problema nu poate fi considerată rezolvată.
Din toate acestea, se pune întrebarea: în ce dintre peisajele cu șiruri posibile trăim? Teoria șirurilor nu oferă un mecanism pentru această predicție, ceea ce o face inutilă datorită naturii sale nestatabile. Din fericire, ideea din spatele explorării noastre despre cosmologia Universului timpuriu a transformat această eroare într-o caracteristică.
Universul timpuriu
Pe vremea celui mai timpuriu univers, chiar înainte de Big Bang, universul a suferit o perioadă de expansiune accelerată - inflația. Inflatia a fost destinata initial sa explice de ce temperatura universului actual observabil este aproape uniforma.
Cu toate acestea, această teorie a prezis, de asemenea, un spectru de fluctuații de temperatură în jurul acestui echilibru, care a fost ulterior confirmat de navele spațiale Cosmic Backgroung Explorer, Wilkinson Microwave Anisotropy Sonde și PLANCK.
Deși detaliile exacte ale acestei teorii sunt încă dezbătute la cald, inflația este bine primită de către fizicieni. Cu toate acestea, implicația acestei teorii este că trebuie să existe și alte părți ale universului care încă se accelerează.
Cu toate acestea, din cauza fluctuațiilor cuantice din spațiu, unele părți ale universului nu vor ajunge niciodată la starea finală de inflație. Acest lucru înseamnă că universul, cel puțin conform înțelegerii noastre actuale, va fi într-o stare de inflație perpetuă. Unele dintre părțile sale pot deveni în cele din urmă alte universuri, care, la rândul lor, sunt diferite. Un astfel de mecanism produce un număr infinit de universuri.
Dacă combinați acest scenariu cu teoria șirurilor, există posibilitatea ca fiecare dintre aceste universuri să aibă o compactificare diferită a dimensiunilor suplimentare și, prin urmare, a unor legi fizice diferite.
Testarea teoriei
Astfel de universuri, prezise de teoria șirurilor și inflației, care trăiesc în același spațiu fizic (spre deosebire de multe universuri mecanice cuantice care trăiesc în spațiul matematic), se pot suprapune sau se pot ciocni. În mod inevitabil, se vor ciocni, lăsând semnături posibile pe cerul cosmic pe care putem încerca să îl căutăm.
Detaliile exacte ale acestor semnături depind de modele specifice - de la puncte reci la fierbinte pe fundalul microundelor cosmice până la goluri anomale în distribuția galaxiilor. Cu toate acestea, din moment ce coliziunile cu alte universuri trebuie să aibă loc într-o direcție specifică, se așteaptă ca orice semnătură să rupă uniformitatea universului nostru observabil.
Oamenii de știință caută în mod activ aceste semnături. Unii aruncă o privire în amprentele fundalului cosmic cu microunde, după rezultatul Big Bang. Cu toate acestea, nu au fost găsite încă astfel de semnături. Alții caută confirmarea indirectă sub formă de unde gravitaționale, ondulații în țesătura spațiului-timp care apar atunci când obiectele masive trec prin el. Astfel de valuri pot confirma direct existența inflației, ceea ce va consolida și mai mult teoria universurilor multiple.
Dacă nu putem demonstra existența lor sau nu este încă necunoscut. Dar, având în vedere implicațiile enorme ale unor astfel de dovezi, căutarea merită continuată.
ILYA KHEL
