Dacă ați crezut că totul s-a limitat la ceea ce am găsit dincolo de orizontul cosmic, pregătiți-vă să vă răzgândiți.
„Este greu să construiești modele de inflație care nu duc la un multivers. Acest lucru nu este imposibil, așa că sunt sigur că este nevoie de mai multe cercetări. Dar majoritatea modelelor de inflație duc la un multivers, iar dovezile pentru inflație ne vor împinge către o acceptare serioasă [a mai multor universuri]”, a spus Alan Guth, fizicianul și cosmologul american care au fost pionierii ideii inflației sau expansiunii cosmice.
Imaginați-vă că universul pe care îl observăm - de la capăt la sfârșit - este doar o picătură în oceanul cosmic. Că dincolo de ceea ce vedem, există mai mult spațiu, mai multe galaxii, mai ales, nenumărate miliarde de ani-lumină mai departe decât putem ajunge vreodată. Și cât de vast poate fi universul, la fel de nenumărat poate fi numărul universurilor similare - unele mai mari și mai vechi, altele mai mici și mai tinere - împrăștiate în spațiu-timp. Și la fel de repede când aceste universuri se extind, spațiul care le conține se extinde și mai repede, îndepărtându-le mai departe și asigurând că nu se vor întâlni niciodată două universuri. Pare a fi ficțiunea științifică? Aceasta este ideea științifică a multiversului sau a universurilor multiple. Dar dacă concepția științifică pe care o asumăm astăzi este corectă,această idee nu va fi numai adecvată, ci și o consecință inevitabilă a legilor noastre fundamentale, spune fizicianul Ethan Siegel.
Ideea de universuri multiple este înrădăcinată în fizica necesară descrierii universului pe care îl vedem și locuim astăzi. Pe tot cerul, vedem stele și galaxii grupate într-o mare pânză cosmică. Dar, cu cât mai mult în spațiu privim, cu atât mai mult înapoi în timp vom ajunge. Cu cât sunt mai îndepărtate galaxiile, cu atât sunt mai tinere și, prin urmare, mai puțin dezvoltate. Stelele lor au mai puține elemente grele, par mai mici, deoarece există mai puține fuziuni, mai multe spirale și mai puține elipse (pentru că acestea din urmă iau timp) și așa mai departe. Dacă ne vom deplasa la limitele vizibilului, vom găsi primele stele din univers, iar dincolo de ele - o regiune a întunericului în care există o singură lumină: după aceea a Big Bang-ului.
Big Bang-ul în sine - care s-a întâmplat acum 13,8 miliarde de ani - nu a fost începutul spațiului și al timpului, ci mai degrabă începutul universului nostru observabil. Înainte de asta, a existat o eră cunoscută sub numele de inflație cosmică, când spațiul însuși se extindea exponențial, umplut cu energia inerentă în țesătura spațiului. Inflația cosmică este în sine un exemplu de teorie care a venit și a înlocuit-o pe cea care a venit înainte:
„A fost în concordanță cu toate succesele teoriei Big Bang și a acoperit întreaga cosmologie modernă.
- Ea a explicat o serie de probleme pe care Big Bang nu le-a putut explica, inclusiv de ce universul era peste tot la aceeași temperatură, de ce este spațial plat și de ce nu au mai rămas relicve cu energie mare precum monopolurile magnetice.
Video promotional:
„Și ea a făcut multe predicții noi care ar putea fi testate observațional, majoritatea fiind confirmate.
Cu toate acestea, a existat o consecință, pe care teoria inflației a prezis-o. Nu știm dacă îl putem confirma sau nu: mai multe universuri.
Inflația duce la extinderea exponențială a spațiului, ceea ce poate duce foarte rapid la faptul că orice spațiu curbat preexistent va apărea plat
Inflația face ca spațiul să se extindă exponențial. Adică luați orice a existat înainte de Big Bang și devine mult, mult, mult mai mult decât a fost. Până acum, acest lucru ni se potrivește: explică modul în care am obținut un univers omogen și uriaș. Când inflația se termină, universul este plin de materie și radiații, aspectul căruia îl vedem ca un Big Bang-roșu. Și de aici încep ciudățile. Pentru ca inflația să se termine, indiferent de câmpul cuantic care este responsabil pentru aceasta, trebuie să treacă de la o stare instabilă cu energie mare la o stare de energie scăzută și stabilă. Această tranziție și „alunecare” în vale este ceea ce aduce inflația la capăt și provoacă Big Bang.
Dar indiferent de câmpul care este responsabil pentru inflație, ca în toate celelalte domenii care respectă legile fizicii, acesta trebuie să fie în mod inerent un câmp cuantic. Ca toate câmpurile cuantice, este descrisă de o funcție de undă, cu probabilitatea propagării undelor în timp. Dacă amploarea câmpului se va rula încet în vale, răspândirea cuantică a funcției de val va fi mai rapidă decât derularea, ceea ce înseamnă că este posibil - chiar probabil - inflația va duce treptat la Big Bang.
Dacă inflația ar fi un câmp cuantic, amploarea câmpului ar fi divergentă în timp, diferite regiuni de spațiu preluând diferite realizări ale valorii câmpului. În multe regiuni, valoarea câmpului va scădea în fundul văii, punând capăt inflației, dar în multe altele, inflația va continua atâta timp cât doriți în viitor.
Deoarece spațiul se extinde la o rată exponențială în timpul inflației, aceasta înseamnă că în timp sunt create mai multe regiuni de spațiu exponențial. În unele zone, inflația se va încheia: unde câmpul alunecă într-o vale. Dar în altele, inflația va continua, creând tot mai mult spațiu în jurul fiecărei zone în care inflația se încheie. Rata inflației este mult mai rapidă decât rata maximă de expansiune a Universului umplut cu materie și energie, prin urmare, în cel mai scurt timp posibil, zonele inflației acoperă totul. Conform mecanismelor care ne asigură suficientă inflație pentru a crea universul pe care îl vedem, regiunea noastră de spațiu în care s-a încheiat inflația este înconjurată de mult mai multe alte regiuni - unde inflația continuă sau nu s-a încheiat imediat.
Inflația continuă la nesfârșit, în ciuda zonelor în care s-a încheiat
Aici apare fenomenul cunoscut sub numele de inflație eternă. Acolo unde se termină inflația, Big Bang-ul se naște, iar universul - ca cel pe care îl vedem - este similar cu al nostru. Dar acolo unde inflația nu se termină, se naște mai mult spațiu inflaționist, ceea ce dă naștere altor regiuni în care vor exista bretonuri mari, separate de ale noastre și ale altor regiuni în care începe inflația.
Cât de mare este universul nostru, aceasta este doar o mică parte din tot ceea ce este cu adevărat
Această imagine a universurilor vaste, mult mai mari decât partea slabă pe care suntem capabili să o observăm, creată constant de spațiul umflător, este multiversul. Este important să înțelegem că multiversul nu este o teorie științifică în sine. Nu face predicții și fenomene observabile la care putem ajunge. Nu, multiversul în sine este o predicție teoretică care rezultă din legile fizicii pe care le-am dedus până în prezent. Poate că aceasta este chiar o consecință inevitabilă a acestor legi: dacă luați un univers inflaționist guvernat de fizica cuantică, obțineți acest lucru.
Poate că înțelegerea noastră despre această stare înainte de Big Bang este greșită și că înțelegerea noastră despre inflație este complet greșită. Într-un astfel de caz, existența mai multor universuri nu va fi consecința finală. Dar prezicerea inflației eterne, care conține nenumărate universuri de buzunar, este o consecință directă a celor mai bune teorii ale noastre, dacă este corectă.
Atunci ce este multiversul? Poate să depășească fizica și să devină prima „metafizică” motivată fizic pe care am întâlnit-o vreodată. Pentru prima dată, înțelegem limitele a ceea ce universul nostru ne poate învăța. Până atunci, putem prezice, dar nu putem nici să confirmăm, nici să negăm faptul că universul nostru este doar o mică parte a unui tărâm mai mare: multiversul.
Ilya Khel
