Eksistensen af parallelle universer kan virke som et fantastisk spørgsmål, som kun science fiction-forfattere kan stille sig selv, og som ikke har noget at gøre med moderne teoretisk fysik. Men ideen om, at vi lever i et multiple univers af parallelle universer, er længe blevet betragtet som videnskabeligt sund - omend meget kontroversiel. Alligevel er søgningen efter måder at teste denne teori, herunder skanning af himlen efter kollisioner med andre universer, godt i gang.
Det er vigtigt at huske, at multiple universsteori ikke rigtig er en teori, men snarere en konsekvens af vores nuværende forståelse af teoretisk fysik. Dette er en vigtig forskel. Vi kan ikke give op og sige, "Okay, lad os få en multiverse." At vores univers kan være et af mange andre følger af aktuelle teorier som kvantemekanik og strengteori.
Fortolkning af mange verdener
Du har muligvis hørt om tankeeksperimentet med Schrödingers kat, et uhyggeligt dyr, der bor i en lukket kasse. Handlingen med at åbne kassen giver os mulighed for at finde ud af en af de mulige historier om vores fremtidige kat, inklusive den, hvor han både er levende og død. Årsagen til at dette synes umuligt er fordi vores menneskelige intuition simpelthen ikke er bekendt med dette resultat.
I henhold til de mærkelige regler i kvantemekanikken er en sådan fremtid imidlertid meget mulig. Årsagen til at dette kan ske er på grund af det store rum af muligheder inden for kvantemekanik. Matematisk er en kvantemekanisk tilstand summen (superpositionen) af alle mulige tilstande. For Schrödingers kat er katten i en superposition af de "levende" og "døde" stater.
Men hvordan kan vi bringe alt dette på linje med vores sunde fornuft? Det kan antages, at kun en af disse tilstande er "objektivt sand": som vi observerer. Men det kan antages, at alle muligheder er sande, og at de findes i forskellige universer i et multiple univers.
Salgsfremmende video:
Streng landskab
Stringteori er et af vores mest (hvis ikke de mest) lovende forskningsområder, der kan kombinere kvantemekanik og tyngdekraft. Dette er ekstremt vanskeligt, da tyngdekraften er vanskelig at beskrive i små afstande, hvor atomer og subatomære partikler fungerer - i kvantemekanikens område.
Men strengteori, der hævder, at alle grundlæggende partikler er lavet af en-dimensionel streng, kan beskrive alle kendte naturkræfter samtidig: tyngdekraft, elektromagnetisme og nukleare interaktioner.
Imidlertid kræver det, at strengteori fungerer matematisk, mindst ti fysiske dimensioner. Da vi kun kan observere fire dimensioner: højde, bredde, dybde (rumlig) og tid (tidsmæssig), skal strengteoriens ekstra dimensioner være skjult på en eller anden måde.
For at bruge denne teori til at forklare de fysiske fænomener, vi kender, skal disse ekstra dimensioner "komprimeres", sammenviklet, så de ikke kan ses. Måske er der på hvert punkt i vores fire store dimensioner seks yderligere skelnenes dimensioner.
Problemet, eller som nogle vil sige, træk ved strengteori er, at der er mange måder at gøre denne komprimering - 10 ^ 500 muligheder. Hver af disse komprimeringer fører til et univers med forskellige fysiske love - med forskellige masser af elektroner og gravitationskonstanter. Der er imidlertid også energiske indvendinger mod komprimeringsmetoden, så spørgsmålet kan ikke betragtes som løst.
Fra alt dette opstår spørgsmålet: i hvilket af de mulige strenglandskaber bor vi? Stringteorien i sig selv tilvejebringer ikke en mekanisme til denne forudsigelse, hvilket gør den ubrugelig på grund af dens usættelige karakter. Heldigvis gjorde ideen bag vores udforskning af kosmologien i det tidlige univers dette bug til en funktion.
Tidligt univers
Allerede inden Big Bang gennemgik universet en periode med accelereret ekspansion - inflation. Inflationen var oprindeligt beregnet til at forklare, hvorfor temperaturen i det nuværende observerbare univers er næsten ens.
Denne teori forudsagde imidlertid også et spektrum af temperatursvingninger omkring denne ligevægt, som senere blev bekræftet af Cosmic Backgroung Explorer, Wilkinson Microbølgeovn Anisotropy Probe og PLANCK rumfartøj.
Selvom de nøjagtige detaljer i denne teori stadig diskuteres varmt, er inflation godt modtaget af fysikere. Implikationen af denne teori er imidlertid, at der skal være andre dele af universet, der stadig accelererer.
På grund af kvantefluktuationer i rumtiden vil nogle dele af universet imidlertid aldrig nå den endelige inflationstatus. Dette betyder, at universet i det mindste i henhold til vores nuværende forståelse vil være i en tilstand af evig inflation. Nogle af dens dele kan efterhånden blive til andre universer, de til gengæld forskellige. En sådan mekanisme producerer et uendeligt antal universer.
Hvis du kombinerer dette scenarie med strengteori, er der en mulighed for, at hvert af disse universer har en anden komprimering af ekstra dimensioner og derfor forskellige fysiske love.
Testning af teorien
Sådanne universer, der er forudsagt af streng- og inflationsteori, som lever i det samme fysiske rum (i modsætning til mange kvantemekaniske universer, der lever i matematisk rum), kan overlappe eller kollidere. De vil uundgåeligt kollidere og efterlade mulige underskrifter på den kosmiske himmel, som vi kan prøve at lede efter.
De nøjagtige detaljer om disse underskrifter afhænger af specifikke modeller - fra kolde til varme steder i den kosmiske mikrobølgebakgrund til anomale hulrum i fordelingen af galakser. Men da kollisioner med andre universer skal finde sted i en bestemt retning, forventes alle underskrifter at bryde ensartetheden i vores observerbare univers.
Forskere er aktivt på udkig efter disse underskrifter. Nogle kigger ind i aftryk fra den kosmiske mikrobølgebakgrund, efterglødet fra Big Bang. Der er dog endnu ikke fundet nogen sådanne underskrifter. Andre søger indirekte bekræftelse i form af tyngdekraftsbølger, krusninger i rummet-rummet, der vises, når massive genstande passerer gennem det. Sådanne bølger kan direkte bekræfte eksistensen af inflation, hvilket vil styrke teorien om flere universer yderligere.
Hvorvidt vi kan bevise deres eksistens eller ej er stadig ukendt. Men i betragtning af de enorme konsekvenser af sådan bevismateriale, er søgningen bestemt værd at fortsætte.
ILYA KHEL