Infračervený pohled na souhvězdí Carina pořízený dalekohledem WISE.
(Obrázek: © NASA / JPL-Caltech / UCLA)
Paul M. Sutter je astrofyzik na Státní univerzita v Ohiu, hostitel „Zeptejte se Spacemana" a "Vesmírné rádio, „a autor“Vaše místo ve vesmíru"Sutter přispěl k tomuto článku Odborné hlasy Space.com: Op-Ed & Insights.
Je to trvalý sci-fi favorit: jiné světy, jiné vesmíry, další možnosti, hned za hranicemi známého vesmíru nebo jen pouhým pohybem magického zařízení. Možná, že ostatní světy se děsivě podobají vlastním, s výjimkou drobných nepatrných změn v historii. Možná jsou radikálně odlišné, s novým a podivným a úžasným druhem života. Možná jsou tak odlišné, že se tam základní pravidla fyziky ani nevztahují.
Mluvím samozřejmě o multiverse - o možnosti, že někde venku jsou jiné odlišné vesmíry.
Ale existují?
Foukání bublin
Mnohostranná myšlenka se objevuje v několika různých oblastech vědy, filozofie a dokonce i náboženství. V samotné fyzice se v kvantové mechanice objevuje možnost jiných světů (zejména prostřednictvím interpretace „mnoha světů“, ve které každý náhodný výsledek v interakci odbočuje z nových vesmírů, kde je každý výsledek realizován) a teorie strun (ve kterých různých uspořádáních) malých, srolovaných nadměrných rozměrů vede k odlišné fyzice v jejich vlastních vesmírech).
O těchto myšlenkách je zábavné mluvit, ale možná nejlákavější cestou k multivesmíru je naše porozumění nejranějším okamžikům samotného vesmíru: období inflace.
Jak nejlépe umíme říct, nesmírně raný vesmír prošel obdobím neuvěřitelně rychlá expanze: inflace. Vědci se domnívají, že tato epocha byla poháněna exotickým kvantovým polem - bublající, napěňující energií zapečenou do vakua samotného časoprostoru - což způsobilo, že se vesmír téměř roztrhl s intenzitou jeho expanze. Ale brzy toto pole ztratilo nadšení a rozpadlo se na roj částic, které nyní obývají dnešní vesmír.
A to bylo v této epochě inflace multivesmír měl reálnou šanci se objevit. Představte si časný, inflace ovládaný vesmír jako obří bochník rostoucího chleba. Příběh, který jsem právě řekl, předpokládá, že inflace začíná a končí rovnoměrně v celém vesmíru; celý bochník přestane stoupat ve stejném okamžiku.
Ale to, co řídilo inflaci, bylo kvantové pole, což znamená, že nemůžeme předpokládat, že věci jsou tak jednoduché. Některé části pole byly jen náhodně energičtější než jiné, zatímco jiné skvrny byly sedativnější. To je jen náhodná povaha života v kvantovém světě.
Takže náš bochník chleba není úplně jednotný. Některé jeho části mohou přestat stoupat, svírat se a izolovat se, zatímco zbytek bochníku stále stoupá. A protože tam bude vždy nějaká část bochníku stoupat rychleji než průměr, můžete si nyní představit bochník chleba, který stále stoupá na věčnost, s malými kousky a kapsami tu a tam náhodně zachycující pomalou část a sevřenou.
Každý z těchto sevřených bitů je jeho vlastní jedinečný vesmír, jen jedna z mnoha bublin v multiverse. A co víc, podrobnosti o konci nafouknutí určují spoustu důležitých fyzikálních vlastností, jako je síla přírodních sil a hmotnosti částic (podrobnosti závisí na konkrétním modelu nafouknutí). Mluvíme věci jako hmotnost elektronu a počet druhů částic. Opravdu důležité věci.
A protože každý z těchto sevřených, vesmírů bublin končí inflaci svým vlastním jedinečným a zvláštním způsobem, každý z bublinových vesmírů dostává svou vlastní jedinečnou sadu fyziky.
Protínající se odpovědi
Protože celý bochník chleba stále roste (protože je vždy jeho část s rychlejší než průměrnou mírou inflace), velmi rychle, dostanete kolem sebe spoustu vesmírů, které všechny bublají. Multiverse. Každý vesmír je v podstatě navždy uzavřen od ostatních. Existují však případy, kdy se mohou protínat.
Pokud se dva vesmíry sevřou relativně brzy po sobě a relativně blízko u sebe, pak by se mohly krátce protnout, než se nafouknou od sebe po zbytek věčnosti. A pokud ano, tato křižovatka by mohla zanechat otisk v kosmické mikrovlnné pozadí z těch vesmírů, zbytková fosilní vrstva světla z doby, kdy byl vesmír infantilní 380 000 let.
Představte si dvě mýdlové bubliny, které se otírají proti sobě; tento otisk bude mít podobu podivně vypadajícího kruhu na obloze (kde „podivnost“ závisí na tom, jaký vesmír se můžeme protínat). Přirozeně jsme nenašli žádné takové stopy multivesmíru.
Bez přímých důkazů je obtížné posoudit životaschopnost multiverse-from-inflace. Mohlo by to být obecný výsledek všech teorií inflace, takže pokud dokážeme najít silnější důkazy o inflaci, můžeme také demonstrovat existenci multiverse. Ale v tuto chvíli plně nechápeme mechaniku inflace, takže to není moc dál.
A tady je další otázka k zamyšlení. Pokud jste trochu změnili fyziku našeho vesmíru, pak život, jak víme, by to bylo nemožné. Proč se nacházíme v tak zvláštním vesmíru, kde náš typ života může přežít? Je to snad kvůli všem bublinám v multivesmíru, samozřejmě bychom se ocitli v jedné z mála schopných vyvolat inteligenci? (Nebo bychom si toho nebyli vědomi.) Nebo je to něco mnohem hlubšího? Je to dokonce otázka pro vědu?
Možná jiný vesmír má všechny odpovědi.
Další informace získáte poslechem epizody "Žijeme v multiverse?" na podcastu "Zeptejte se Spacemana", který je k dispozici naiTunes a na webu na adresehttp://www.askaspaceman.com. Díky @ProducerEv, Matthewovi A., Tomovi S., Tahovi, Oliver H., Wally H., Christiaanovi D., Keithu G., Alexi Z., Murtaze P., Kent L., Gabi P. a Slinkerdeerovi za otázky, které vedly k tomuto dílu! Zeptejte se na Twitteru pomocí #AskASpaceman nebo sledováním Paula @PaulMattSutter a facebook.com/PaulMattSutter.
- Paralelní vesmíry: teorie a důkazy
- Čelíme multivesmíru: Co by znamenaly „nekonečné vesmíry“
- Multiverse nebo Universe? Diskuse fyziků
