Vannak párhuzamos világok?

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

A fizikai valóság sokkal kiterjedtebb lehet, mint egy darab tér az időben, amit Univerzumnak nevezünk. Űrkörnyezetünk hihetetlen méretekben építhető fel, csillagászati műszereink pedig hihetetlenül korlátozottak. Mi, mint a hangyák, nem tudjuk, milyen hatalmas a világ a hangyabolyon kívül.

Tehát egyes elméleti fizikusok komolyan fontolgatják a multiverzum elméletét, amely szerint világunk csak egy a sok közül. Sőt, a kvantumelméletet az Univerzumra alkalmazva kénytelenek vagyunk elismerni, hogy az egyidejűleg számos állapotban létezik.

Más szóval, azáltal, hogy megengedjük a kvantumfluktuációk alkalmazását az Univerzumra, gyakorlatilag kénytelenek vagyunk elismerni párhuzamos világok létezését. Az is érdekes, hogy a húrelmélet és az inflációs kozmológia „örök” változatának kombinációja (az Univerzum inflációs modelljéről beszélve) természetes alapot ad az úgynevezett „táji multiverzumhoz”.

Multiverzum elmélet: Infláció

Először is, a multiverzum fogalma a fizika (és a filozófia) több területén is megjelenik egyszerre, de a legszembetűnőbb példa az infláció elmélete, amely egy hipotetikus eseményt ír le, amely akkor történt, amikor univerzumunk nagyon fiatal volt - kevesebb, mint egy második öreg. A NASA szerint hihetetlenül rövid idő alatt az Univerzum a gyors tágulás, "duzzadás" időszakán ment keresztül, egyre nagyobb és nagyobb.

Úgy tartják, hogy az infláció az univerzumban körülbelül 14 milliárd évvel ezelőtt ért véget. Az infláció azonban nem mindenhol ér véget egyszerre. A kutatók úgy vélik, hogy ahogy az infláció egy régióban véget ér, máshol folytatódik.

Így, míg az infláció véget ért a mi univerzumunkban, létezhetnek más, sokkal távolabbi régiók, ahol az infláció folytatódott – és most is tart. Sőt, az egyes univerzumok a LiveScience szerint képesek „lecsípni” a nagyobb, duzzadó, táguló univerzumokat, így az örök infláció végtelen tengerét hozva létre, tele számos egyedi univerzummal.

Az örök inflációnak ebben a forgatókönyvében minden univerzum saját fizikatörvényeivel, saját részecskegyűjteményével, saját erőelrendezésével és az alapvető állandók saját értékeivel jön létre – állítják a kutatók.

Ez megmagyarázhatja, hogy univerzumunknak miért vannak olyan tulajdonságai, amelyekkel rendelkezik, és különösen olyanok, amelyeket nehéz megmagyarázni olyan fogalmakkal, mint a sötét anyag vagy a kozmológiai állandó. "Ha létezne egy multiverzum, akkor véletlenszerű kozmológiai állandóink lennének a különböző univerzumokban, és csak véletlen egybeesés, hogy az univerzumunkban lévő egy olyan értéket vesz fel, amelyet megfigyelünk" - mondja Dan Heling, az egyetem kozmológusa. Arizona és a multiverzum-elmélet szakértője.

Multiverzum elmélet: megfigyelések és bizonyítékok

Érdekes módon a rajzfilm létezésének másik bizonyítéka a megfigyelések – a mi Univerzumunkban annyi mindennek kellett történnie, hogy az élet létezése hihetetlennek tűnik. És ha csak egy Univerzum lenne, valószínűleg nem lenne benne élet. De a multiverzumban sokkal nagyobb az élet valószínűsége. De ez az elmélet aligha nevezhető meggyőzőnek, ezért a legtöbb tudós továbbra is szkeptikus a multiverzum gondolatával kapcsolatban.

Ennek ellenére sokan megpróbáltak több fizikai, meggyőző bizonyítékot találni a létezésére. Például, ha egy szomszédos univerzum réges-régen a miénk közelében volt, lehet, hogy összeütközött vele, és észrevehető nyomot hagyott maga után.

Ez a lenyomat lehet a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás vagy az ereklye sugárzás (az univerzum ma még milliószor kisebb méretű fénye) vagy a galaxisok furcsa tulajdonságaiban az ütközés irányában. a University College London kutatói által közzétett tanulmány szerint.

Egyes asztrofizikusok még ennél is tovább mentek, és olyan különleges fekete lyukakat kerestek, amelyek univerzumunk olyan részeiből származó műtermékek lehetnek, amelyek a kvantumalagútnak nevezett folyamat révén saját univerzumukra szakadtak.

Ha univerzumunk egyes területeit így felosztanák, "buborékokat" hagynának maguk után univerzumunkban, amelyek ezekbe az egyedi fekete lyukakká alakulnának át, amelyek a kutatók szerint "ma is létezhetnek".

"E fekete lyukak lehetséges felfedezése egy multiverzum létezését jelezheti" - mondják a teoretikusok. Az ilyen típusú keresések azonban eddig nem vezettek sehova, így ma a Multiverzum hipotetikus marad.

Multiverzum elmélet: Háttérsugárzás

1964-ben Arno Penzias és Robert Wilson fizikusok a New Jersey állambeli Holmdelben található Bell Laboratories-ban dolgoztak, és ultraérzékeny mikrohullámú vevőkészülékeket készítettek rádiócsillagászati megfigyelésekhez. Ám bármit is tettek, nem sikerült megszabadítaniuk a vevőegységeket a háttér-rádiózajtól, amely furcsa módon mintha minden irányból egyszerre jött volna.

Penzias felvette a kapcsolatot a Princeton Egyetem fizikusával, Robert Dicke-kel, aki azt feltételezte, hogy a rádiózaj lehet kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (CMB), amely az univerzumot kitöltő elsődleges mikrohullámú sugárzás.

Ez a CMB felfedezésének története, egyszerű és elegáns. Felfedezésükért Penzias és Wilson 1978-ban megkapta a fizikai Nobel-díjat, és jó okkal. Munkájuk a kozmológia új korszakát nyitotta meg, lehetővé téve a tudósok számára, hogy soha nem látott módon tanulmányozzák és megértsék az univerzumot.

Érdekes módon a fizikusok munkája a közelmúlt történelmének egyik legcsodálatosabb felfedezéséhez is vezetett: az ereklyesugárzás egyedi jellemzői lehet az első közvetlen bizonyíték arra, hogy az ismert univerzumon kívül végtelen számú világ valóban létezik. Ennek a szokatlan kijelentésnek a helyes megértéséhez azonban utazást kell tenni az idők kezdete felé.

Multiverzum elmélet: Az ősrobbanás

Az univerzum keletkezésének általánosan elfogadott elmélete szerint az ősrobbanás utáni első néhány százezer évben univerzumunkat hihetetlenül forró plazma töltötte meg, amely magokból, elektronokból és fotonokból állt, amelyek fényt szórtak.

Körülbelül 380 000 évre az univerzum folyamatos tágulása 3000 Kelvin alá hűtötte le, ami lehetővé tette az elektronok atommagokkal való egyesülését, hogy semleges atomokat képezzenek, a szabad elektronok abszorpciója pedig lehetővé tette, hogy a fény megvilágítsa a sötétséget.

Ennek bizonyítéka - a korábban említett CMB formájában - az, amit Penzias és Wilson talált. Felfedezésük végül hozzájárult az ősrobbanás elméletének megalapozásához.

A folyamatban lévő tágulás sok eónon keresztül csak körülbelül 2,7 K hőmérsékletre hűtötte le univerzumunkat, de ez a hőmérséklet nem egyenletes. A hőmérsékletkülönbségek abból fakadnak, hogy az anyag egyenetlenül oszlik el az univerzumban. Úgy gondolják, hogy ezt a kvantumsűrűség apró ingadozásai okozzák, amelyek közvetlenül az Ősrobbanás után következtek be.

2017-ben a brit Durhami Egyetem kutatói publikáltak egy tanulmányt, amely szerint a CMB-nyomatok (úgynevezett hideg foltok) más világok bizonyítékai lehetnek. A szerzők azt feltételezték, hogy a foltok a mikrohullámú háttérsugárzásban a mi univerzumunk és egy másik univerzum ütközésének eredményeként jelentek meg.

Általánosságban elmondható, hogy az ereklyesugárzásban lévő foltok a multiverzum - több milliárd más univerzum, a miénkhez hasonló - létezésének első bizonyítékának tekinthetők - írják a kutatók.

Multiverzum elmélet: Sötét anyag

Egy másik bizonyíték a Multiverzum elméletének kincstárában egy új, rendkívül érdekes tanulmány hozzáadása. Eredményei – írja Vice – arra utalnak, hogy az összeomlott univerzumokból keletkezett fekete lyukak sötét anyagot generálnak, és saját univerzumunk fekete lyuknak tűnhet a kívülállók számára.

Vegye figyelembe, hogy a sötét anyag egy láthatatlan anyag, amely az Univerzum tömegének legnagyobb részét teszi ki – bár nem bocsát ki kimutatható fényt, mégis létezik, mivel gravitációs hatással van a galaxishalmazokra és más kibocsátó objektumokra az űrben.

Szédületes hipotézisek sorát javasolták a sötét anyag magyarázatára, de most a tudósok felvetették, hogy az ősfekete lyukak, az univerzum korai idejéből származó hipotetikus objektumok „életképes jelöltek a sötét anyagra”. Erre a következtetésre jutott egy amerikai, japán és tajvani kutatók nemzetközi csoportja a Physical Review Letters tudományos folyóiratban idén januárban megjelent cikkében.

Jelenleg azonban ezek a fogalmak mind spekulatívak, bár a fizikusok arra számítanak, hogy az elkövetkező években a kifinomult teleszkópokkal történő megfigyelés új módjai lesznek, amelyek sok kérdés megválaszolását segítik majd.

Multiverzum elmélet: Ismét infláció

A híres brit elméleti fizikus, Stephen Hawking 2018. március 14-én hunyt el, miután évtizedeket tolószékbe ülve, beszédszintetizátortól függőben töltött az amiotrófiás laterális szklerózis okozta szenvedés miatt. A tudós utolsó, alig 10 nappal halála előtt publikált kutatómunkája Thomas Hertog elméleti fizikus professzorral közösen a multiverzumra vonatkozott.

A "Sima kiút az örökös inflációból?" című cikkben. Hawking és Hertog elmélete szerint a téridő gyors tágulása az Ősrobbanás után ismétlődően megtörténhet, több univerzum létrehozásával.

Munkájuk lényegében az inflációelmélet kiterjesztése, amely arra utal, hogy az ősrobbanás előtt az univerzum tele volt energiával, amely magának a térnek a részét képezte, és ez az energia a tér exponenciális tágulását okozta. Ez az energia váltotta ki az Ősrobbanást, és erről beszéltünk korábban.

Mivel azonban az infláció, mint minden más, kvantumtermészetű, ez azt jelenti, hogy az univerzumban léteznie kell olyan térrégiónak, ahol véget ér az infláció és kezdődik az Ősrobbanás. Ezek a területek azonban soha nem ütközhetnek egymással, mivel felfúvódó terek választják el őket.

Multiverzum elmélet: Kritika és következtetések

Végezetül azt kell mondani, hogy amikor valaki a multiverzum elméletéről beszél, az egyszerre hangozhat beképzeltnek és alázatosnak. Sok fizikusnak azonban teljesen más a reakciója: véleményük szerint a multiverzum gondolata tudománytalan, sőt talán „veszélyes” annyiban, hogy téves tudományos erőfeszítésekhez vezethet.

Például Paul Steinhardt, a Princeton Egyetem természettudományi professzora a Multiverzum elméletét "Bármi elméletének" nevezte, mivel az összeegyeztethető az önkényes megfigyeléssel, és ezért nincs empirikus torzítása.

Így vagy úgy, a világok pluralitásának elméletével szembeni kritikák ellenére a tudományos kutatások adatai (amelyek egy részét ebben a cikkben ismertetjük) lehetővé teszik még ilyen őrültnek tűnő elméletek felállítását is. Végül is, visszatérve a hangyaboly-hasonlathoz, mit tudunk a világról, amelyben élünk?