Multiverse Theory, která uvádí, že může existovat více nebo dokonce nekonečný počet vesmírů, je časem uznávaný koncept v kosmologii a teoretické fyzice. Zatímco termín sahá až do konce 19. století, vědecký základ této teorie vycházel z kvantové fyziky a studia kosmologických sil, jako jsou černé díry, singularity a problémy vznikající z teorie velkého třesku.
Jednou z nejpalčivějších otázek, pokud jde o tuto teorii, je, zda by život mohl existovat ve více vesmírech. Pokud se fyzikální zákony skutečně změní z jednoho vesmíru na druhý, co by to mohlo znamenat pro samotný život? Podle nové řady studií týmu mezinárodních vědců je možné, že život by mohl být společný v celém Multiverse (pokud ve skutečnosti existuje).
Studie s názvem „Dopad temné energie na formování galaxie. Co drží budoucnost našeho vesmíru? “ a „Efektivita formování galaxií a multiverzitní vysvětlení kosmologické konstanty pomocí simulací EAGLE“, se nedávno objevily v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. Bývalé studium vedl Jaime Salcido, postgraduální student na Durhamské univerzitě
Ten vedl Luke Barnes, John Templeton Research Fellow na University of Sydney Sydneyský astronomický institut. Oba týmy zahrnovaly členy Mezinárodního centra pro radioastronomický výzkum University of Western Australia, Astrophysics Research Institute z Liverpoolu Johna Moorese a Leidenskou observatoř Leiden University.
Společně se výzkumný tým snažil zjistit, jak zrychlená expanze vesmíru mohla ovlivnit rychlost formování hvězd a galaxií v našem vesmíru. Tato akcelerovaná míra expanze, která je nedílnou součástí kosmologického modelu Lambda-Cold Dark Matter (Lambda-CDM), vyplynula z problémů představovaných Einsteinovou teorií obecné relativity.
V důsledku Einsteinových polních rovnic fyzik pochopil, že vesmír by byl od velkého třesku ve stavu expanze nebo kontrakce. V roce 1919 Einstein odpověděl tím, že navrhl „Kosmologický konstantu“ (zastoupený Lambdou), což byla síla, která „brzdila“ účinky gravitace a zajistila tak, že vesmír byl statický a neměnný.
Krátce nato Einstein stáhl tento návrh, když Edwin Hubble odhalil (na základě měření červeného posunu jiných galaxií), že vesmír byl skutečně ve stavu expanze. Einstein zjevně zašel tak daleko, aby v důsledku toho vyhlásil Kosmologický konstantu za „největší omyl“ své kariéry. Nicméně, výzkum kosmologické expanze během pozdních devadesátých lét způsobil jeho teorii být reevaluated.
Stručně řečeno, probíhající studie rozsáhlého vesmíru odhalily, že během posledních 5 miliard let se vesmírná expanze zrychlila. Astronomové začali hypotetizovat o existenci tajemné, neviditelné síly, která řídila toto zrychlení. Tato síla, známá jako „temná energie“, je také označována jako kosmologická konstanta (CC), protože je odpovědná za ovlivňování účinků gravitace.
Od té doby se astrofyzici a kosmologové snažili pochopit, jak temná energie mohla ovlivnit kosmický vývoj. To je problém, protože naše současné kosmologické modely předpovídají, že v našem vesmíru musí být více temné energie, než bylo pozorováno. Avšak účtování větších množství Temné energie by způsobilo takovou rychlou expanzi, že by zředila hmotu dříve, než by se mohly tvořit hvězdy, planety nebo život.
V první studii se tedy Salcido a tým snažili zjistit, jak přítomnost více temné energie může ovlivnit rychlost formování hvězd v našem vesmíru. Za tímto účelem provedli hydrodynamické simulace pomocí projektu EAGLE (Evoluce a montáž GaLaxies a jejich prostředí) - jedné z nejrealističtějších simulací pozorovaného vesmíru.
Pomocí těchto simulací tým zvažoval dopady, které by Dark Energy (při její pozorované hodnotě) měla na formování hvězd za posledních 13,8 miliard let a dalších 13,8 miliard let do budoucna. Na základě toho tým vyvinul jednoduchý analytický model, který naznačil, že temná energie - i přes rozdíl v rychlosti kosmické expanze - bude mít zanedbatelný dopad na formování hvězd ve vesmíru.
Dále ukázali, že dopad Lambdy nabývá na významu, pouze pokud vesmír již vytvořil většinu své hvězdné hmoty a způsobí pouze snížení celkové hustoty tvorby hvězd asi o 15%. Jak Salcido vysvětlil v tiskové zprávě univerzity Durham University:
"Pro mnoho fyziků je nevysvětlitelná, ale zdánlivě zvláštní množství temné energie v našem vesmíru frustrující hádankou." Naše simulace ukazují, že i kdyby bylo ve vesmíru mnohem více temné energie nebo dokonce jen velmi málo, pak by to mělo jen minimální dopad na formování hvězd a planet, což by zvýšilo vyhlídku, že život může existovat v celém Multiverse. “
Pro druhou studii použil tým stejnou simulaci ze spolupráce EAGLE ke zkoumání vlivu různých stupňů CC na formaci na galaxiích a hvězdách. Toto sestávalo ze simulace vesmírů, které měly Lambda hodnoty v rozmezí 0 až 300krát větší než současná hodnota pozorovaná v našem vesmíru.
Protože však míra formování hvězd ve vesmíru dosáhla vrcholu přibližně 3,5 miliardy let před nástupem zrychlující expanze (přibližně před 8,5 miliardami roky a 5,3 miliardami let po Velkém třesku), mělo zvýšení CC jen malý vliv na rychlost hvězdné formace.
Dohromady tyto simulace naznačovaly, že v multiverse, kde se fyzikální zákony mohou velmi lišit, by účinky vesmírné urychlené expanze temné energie neměly významný dopad na rychlost tvorby hvězd nebo galaxií. To zase naznačuje, že ostatní vesmíry ve Multiverse by byly stejně tak teoreticky obývatelné jako naše vlastní. Jak vysvětlil Dr. Barnes:
"Multiverse bylo dříve považováno za vysvětlení pozorované hodnoty temné energie jako loterie - máme štěstí lístek a žijeme ve vesmíru, který tvoří krásné galaxie, které umožňují život, jak ho známe." Naše práce ukazuje, že náš lístek se zdá být příliš šťastný. Je to zvláštnější, než musí být na celý život. Toto je problém pro Multiverse; zůstane hádanka. “
Studie týmu však také zpochybňují schopnost Multiverse Theory vysvětlit pozorovanou hodnotu temné energie v našem vesmíru. Podle jejich výzkumu, pokud žijeme v multiverse, pozorovali bychom až 50krát více temné energie, než jsme my. Ačkoli jejich výsledky nevylučují možnost Multiverse, malé množství temné energie, které jsme pozorovali, by bylo lépe vysvětleno přítomností dosud neobjeveného přírodního zákona.
Profesor Richard Bower, člen Institutu pro výpočetní kosmologii na Durhamské univerzitě a spoluautor na příspěvku, vysvětlil:
"Tvorba hvězd ve vesmíru je bitva mezi přitažlivostí gravitace a odporem temné energie." Při našich simulacích jsme zjistili, že Vesmír s mnohem více temnou energií, než je ta naše, může šťastně tvořit hvězdy. Tak proč takové ubohé množství temné energie v našem vesmíru? Myslím, že bychom měli hledat nový fyzikální zákon, který by vysvětlil tento podivný majetek našeho vesmíru, a multiverseova teorie má jen málo na záchranu nepohodlí fyziků. ““
Tyto studie jsou aktuální, protože přicházejí na patách závěrečné teorie Stephena Hawkinga, která zpochybňuje existenci Multiverse a místo toho navrhuje konečný a přiměřeně hladký vesmír. V podstatě všechny tři studie naznačují, že debata o tom, zda žijeme nebo ne žijeme v Multiverse a roli temné energie v kosmickém vývoji, zdaleka nekončí. Můžeme se však těšit na mise příští generace, které v budoucnu poskytnou užitečná vodítka.
Patří mezi ně James Webb Space Telescope (JWST), Širokouhlý infračervený průzkumný dalekohled (WFIRST) a pozemní observatoře jako je Čtvercový kilometr pole (SKA). Kromě studia exoplanet a objektů v naší Sluneční soustavě budou tyto mise věnovány studiu toho, jak se vytvořily první hvězdy a galaxie, a určení role, kterou hraje temná energie.
Navíc se očekává, že všechny tyto mise shromáždí své první světlo někdy ve 20. letech 20. století. Zůstaňte naladěni, protože více informací - s kosmologickými důsledky - dorazí za pár let!
