Kas on olemas paralleelmaailmu?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Füüsiline reaalsus võib olla palju ulatuslikum kui lihtsalt ruumiosa ajas, mida me nimetame universumiks. Meie kosmosekeskkonda saab konstrueerida uskumatul skaalal ja meie astronoomilised instrumendid on uskumatult piiratud. Meie, nagu sipelgad, ei tea, kui suur on maailm väljaspool sipelgapesa.

Nii mõnedki teoreetilised füüsikud kaaluvad tõsiselt multiversumi teooriat, mille kohaselt on meie maailm vaid üks paljudest. Pealegi, rakendades kvantteooriat universumile, oleme sunnitud tunnistama, et see eksisteerib samaaegselt paljudes olekutes.

Teisisõnu, lubades rakendada Universumile kvantkõikumisi, oleme praktiliselt sunnitud tunnistama paralleelmaailmade olemasolu. Huvitav on ka see, et stringiteooria ja inflatsioonikosmoloogia "igavese" versiooni (rääkides Universumi inflatsioonimudelist) kombinatsioon annab loomuliku aluse nn "maastiku multiversumile".

Multiversumi teooria: inflatsioon

Alustuseks kerkib multiversumi mõiste esile korraga mitmes füüsika (ja filosoofia) valdkonnas, kuid kõige ilmekam näide on inflatsiooniteooria, mis kirjeldab hüpoteetilist sündmust, mis juhtus siis, kui meie universum oli väga noor – vähem kui teine vana. NASA andmetel on Universum uskumatult lühikese aja jooksul läbinud kiire paisumise, "paisumise" perioodi, mis muutub järjest suuremaks.

Arvatakse, et inflatsioon meie universumis lõppes umbes 14 miljardit aastat tagasi. Inflatsioon ei lõpe aga igal pool korraga. Teadlased usuvad, et kui inflatsioon lõpeb ühes piirkonnas, jätkub see ka teistes.

Seega, kuigi inflatsioon meie universumis lõppes, võis olla teisi, palju kaugemaid piirkondi, kus inflatsioon jätkus – ja jätkub ka praegu. Veelgi enam, üksikud universumid võivad LiveScience'i andmetel suuremaid, paisuvaid ja paisuvaid universumeid "ära pigistada", luues lõputu igavese inflatsiooni mere, mis on täidetud arvukate üksikute universumitega.

Selle igavese inflatsiooni stsenaariumi korral tekiks iga universum oma füüsikaseadustega, oma osakeste kogumiga, oma jõudude paigutusega ja oma põhikonstantide väärtustega, väidavad teadlased.

See võib selgitada, miks meie universumil on omadused, mis tal on, ja eriti need, mida on raske seletada selliste mõistete nagu tumeaine või kosmoloogiline konstant abil. "Kui oleks olemas multiversum, siis oleks meil erinevates universumites juhuslikud kosmoloogilised konstandid ja see on lihtsalt juhus, et meie universumis olev konstandid võtab meie vaadeldava väärtuse," ütleb ülikooli kosmoloog Dan Heling. Arizona ja multiversumi teooria ekspert.

Multiversumi teooria: vaatlused ja tõendid

Huvitaval kombel on veel üks tõend koomiksi olemasolust vaatlused – meie Universumis pidi juhtuma nii palju asju, et elu olemasolu tundub uskumatuna. Ja kui oleks ainult üks universum, siis tõenäoliselt ei peaks selles elu olema. Kuid multiversumis on elu tõenäosus palju suurem. Kuid vaevalt saab seda teooriat veenvaks nimetada, mistõttu jääb enamik teadlasi multiversumi idee suhtes skeptiliseks.

Ja ometi on paljud püüdnud leida selle olemasolu kohta rohkem füüsilisi ja veenvaid tõendeid. Näiteks kui naaberuniversum juhtus juba ammu meie lähedal olema, võis see sellega kokku põrgata, jättes märgatava jälje.

See jäljend võib olla moonutuste kujul kosmilises mikrolaine taustkiirguses või reliktkiirguses (valgus, mis jäi alles siis, kui universum oli miljon korda väiksem kui praegu) või galaktikate kummalistes omadustes kokkupõrke suunas, Londoni ülikooli kolledži teadlaste avaldatud artikli kohaselt. …

Mõned astrofüüsikud on läinud veelgi kaugemale, otsides eritüüpi musti auke, mis võiksid olla meie universumi osadest pärinevad artefaktid, mis jagunevad kvanttunneliteks kutsutava protsessi kaudu oma universumiks.

Kui mõned meie universumi piirkonnad sel viisil jagada, jätaksid need meie universumisse maha "mullid", mis muutuksid nendeks ainulaadseteks mustadeks aukudeks, mis teadlaste sõnul "võivad täna eksisteerida".

"Nende mustade aukude võimalik avastamine võib siis viidata multiversumi olemasolule," väidavad teoreetikud. Kõik seda tüüpi otsingud pole aga siiani kuhugi viinud, nii et tänapäeval jääb Multiverse hüpoteetiliseks.

Multiversumi teooria: taustkiirgus

1964. aastal töötasid füüsikud Arno Penzias ja Robert Wilson New Jerseys Holmdelis asuvas Bell Laboratories'is, luues ülitundlikke mikrolainevastuvõtjaid raadioastronoomiliste vaatluste jaoks. Kuid mida iganes nad tegid, ei õnnestunud neil vabastada vastuvõtjaid raadio taustamürast, mis kummalisel kombel näis tulevat igalt poolt korraga.

Penzias võttis ühendust Princetoni ülikooli füüsiku Robert Dicke'iga, kes väitis, et raadiomüra võib olla kosmiline mikrolaine taustkiirgus (CMB), mis on universumit täitev esmane mikrolainekiirgus.

See on lihtne ja elegantne CMB avastamise lugu. Oma avastuse eest said Penzias ja Wilson 1978. aastal Nobeli füüsikaauhinna ja seda mõjuval põhjusel. Nende töö juhatas sisse uue kosmoloogia ajastu, võimaldades teadlastel uurida ja mõista universumit nagu kunagi varem.

Huvitaval kombel tõi füüsikute töö kaasa ka ühe lähiajaloo hämmastavama avastuse: reliktkiirguse ainulaadsed omadused võivad olla esimene otsene tõend selle kohta, et väljaspool teadaolevat universumit eksisteerib tõesti lõpmatu hulk maailmu. Selle ebatavalise väite õigeks mõistmiseks on aga vaja teha rännak aegade algusesse.

Multiversumi teooria: Suur pauk

Üldtunnustatud universumi tekketeooria kohaselt täitus meie universum esimese mitmesaja tuhande aasta jooksul pärast Suurt Pauku uskumatult kuuma plasmaga, mis koosnes tuumadest, elektronidest ja valgust hajutavatest footonitest.

Umbes 380 000 aasta pärast jahutas meie universumi jätkuv paisumine selle temperatuurini alla 3000 kelvini, mis võimaldas elektronidel ühineda tuumadega, moodustades neutraalseid aatomeid, ja vabade elektronide neeldumine võimaldas valgusel pimedust valgustada.

Selle tõestuseks – eelnevalt mainitud CMB näol – leidsid Penzias ja Wilson. Nende avastus aitas lõpuks luua Suure Paugu teooria.

Paljude eoonide jooksul on jätkuv paisumine jahutanud meie universumi temperatuurini vaid umbes 2,7 K, kuid see temperatuur on ebaühtlane. Temperatuurierinevused tekivad seetõttu, et aine on universumis ebaühtlaselt jaotunud. Arvatakse, et selle põhjuseks on väikesed kvanttiheduse kõikumised, mis toimusid vahetult pärast Suurt Pauku.

2017. aastal avaldasid Ühendkuningriigi Durhami ülikooli teadlased paberi, mis viitab sellele, et CMB väljatrükid (nn külmad kohad) võivad olla tõendid teiste maailmade kohta. Autorid oletasid, et mikrolaine taustkiirguse laigud tekkisid meie universumi ja teise universumi kokkupõrke tagajärjel.

Üldiselt võib reliktkiirguses olevaid laike pidada esimeseks tõendiks multiversumi – miljardite teiste, meie omaga sarnaste universumite – olemasolu kohta, kirjutavad teadlased.

Multiversumi teooria: tumeaine

Veel üks tõendusmaterjal Multiversumi teooria varakambris on uue, äärmiselt huvitava uuringu lisamine. Vice kirjutab, et tema tulemused viitavad sellele, et kokkuvarisenud universumitest tekkinud mustad augud tekitavad tumeainet ja meie oma universum võib kõrvalseisjatele musta auguna tunduda.

Pange tähele, et tumeaine on nähtamatu aine, mis moodustab suurema osa Universumi massist – kuigi see ei kiirga tuvastatavat valgust, on see siiski olemas, kuna sellel on gravitatsiooniline mõju galaktikate parvedele ja teistele kosmose kiirgavatele objektidele.

Tumeaine selgitamiseks on pakutud välja peadpööritav hulk hüpoteese, kuid nüüd on teadlased väitnud, et ürgsed mustad augud, hüpoteetilised objektid, mis pärinevad universumi algusaegadest, "on elujõulised tumeaine kandidaadid". Sellele järeldusele jõudis Ameerika Ühendriikide, Jaapani ja Taiwani teadlaste rahvusvaheline meeskond teadusajakirjas Physical Review Letters tänavu jaanuaris avaldatud artiklis.

Kuid praegu on kõik need kontseptsioonid spekulatiivsed, kuigi füüsikud ootavad lähiaastatel uusi keerukate teleskoopidega vaatlemise viise, mis aitavad vastata paljudele küsimustele.

Multiversumi teooria: taas inflatsioon

Kuulus Briti teoreetiline füüsik Stephen Hawking suri 14. märtsil 2018 pärast seda, kui ta oli veetnud aastakümneid ratastoolis ja sõltunud kõnesüntesaatorist amüotroofse lateraalskleroosi põhjustatud kannatuste tõttu. Teadlase viimane uurimistöö, mis avaldati vaid 10 päeva enne tema surma, kirjutati koos teoreetilise füüsika professori Thomas Hertogiga ja puudutas multiversumit.

Artiklis pealkirjaga "Sujuv väljapääs pidevast inflatsioonist?" Hawking ja Hertog väitsid, et aegruumi kiire laienemine pärast Suurt Pauku võib toimuda korduvalt, luues mitu universumit.

Nende töö on sisuliselt inflatsiooniteooria laiendus, mis viitab sellele, et enne Suurt Pauku oli universum täidetud energiaga, mis oli osa kosmosest, ja see energia põhjustas ruumi eksponentsiaalse laienemise. Just see energia põhjustas Suure Paugu ja sellest me varem rääkisime.

Kuna aga inflatsioon, nagu ka kõik muu, on oma olemuselt kvantitatiivne, tähendab see, et universumis peavad olema ruumipiirkonnad, kus inflatsioon lõpeb ja Suur Pauk algab. Need alad ei saa aga kunagi üksteisega kokku põrkuda, kuna neid eraldavad täispuhutavad alad.

Multiversumi teooria: kriitika ja järeldused

Kokkuvõtteks olgu öeldud, et kui keegi räägib multiversumi teooriast, võib see kõlada korraga nii ülemeelikult kui ka alandlikult. Kuid paljudel füüsikutel on täiesti erinev reaktsioon: nende arvates on multiversumi idee ebateaduslik ja võib-olla isegi "ohtlik", kuna see võib viia valesti suunatud teaduslike jõupingutusteni.

Näiteks Princetoni ülikooli loodusteaduste professor Paul Steinhardt nimetas multiversumi teooriat "millegi teooriaks", kuna see ühildub meelevaldse vaatlusega ja seetõttu puudub sellel empiiriline eelarvamus.

Nii või teisiti, vaatamata maailmade paljususe teooria kriitikale, võimaldavad teadusuuringute andmed (millest osa on käesolevas artiklis kirjeldatud) isegi selliseid hullumeelsena näivaid teooriaid. Lõppude lõpuks, tulles tagasi sipelgapesa analoogia juurde, mida me teame maailmast, milles elame?