Finns det parallella världar?

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Den fysiska verkligheten kan vara mycket mer omfattande än bara ett stycke rum i tiden som vi kallar universum. Vår rymdmiljö kan konstrueras i en otrolig skala, och våra astronomiska instrument är otroligt begränsade. Vi, precis som myror, vet inte hur stor världen är utanför myrstacken.

Så vissa teoretiska fysiker överväger på allvar teorin om multiversum, enligt vilken vår värld bara är en av många. Dessutom, genom att tillämpa kvantteorin på universum, tvingas vi erkänna att den existerar samtidigt i många stater.

Med andra ord, genom att tillåta tillämpningen av kvantfluktuationer i universum, tvingas vi praktiskt taget erkänna att det finns parallella världar. Det är också intressant att kombinationen av strängteori och den "eviga" versionen av inflationskosmologi (på tal om universums inflationsmodell) ger en naturlig grund för det så kallade "landskapsmultiversum".

Multiversteori: Inflation

Till att börja med dyker begreppet multiversum upp inom flera områden av fysiken (och filosofin) samtidigt, men det mest slående exemplet är teorin om inflation, som beskriver en hypotetisk händelse som inträffade när vårt universum var mycket ungt - mindre än en andra gamla. Enligt NASA har universum under en otroligt kort tid gått igenom en period av snabb expansion, "svällning", och blivit större och större.

Man tror att inflationen i vårt universum upphörde för cirka 14 miljarder år sedan. Men inflationen upphör inte överallt samtidigt. Forskarna tror att kanske när inflationen upphör i en region, fortsätter den i andra.

Således, medan inflationen tog slut i vårt universum, kan det finnas andra, mycket mer avlägsna regioner där inflationen fortsatte – och fortsätter just nu. Dessutom kan individuella universum, enligt LiveScience, "nypa av" större, svällande, expanderande universum, vilket skapar ett oändligt hav av evig inflation, fyllt med många individuella universum.

I detta scenario av evig inflation skulle varje universum uppstå med sina egna fysiklagar, sin egen samling av partiklar, sin egen kraftfördelning och sina egna värden av fundamentala konstanter, säger forskarna.

Detta kan förklara varför vårt universum har egenskaper som det besitter, och särskilt sådana som är svåra att förklara med begrepp som mörk materia eller den kosmologiska konstanten. "Om det fanns ett multiversum, då skulle vi ha slumpmässiga kosmologiska konstanter i olika universum, och det är bara en slump att den som vi har i vårt universum tar det värde som vi observerar", säger Dan Heling, kosmolog vid universitetet Arizona och expert på multiverseteori.

Multiversteori: observationer och bevis

Intressant nog är ett annat bevis på tecknades existens observationer - i vårt universum var det så många saker som måste hända att livets existens verkar otrolig. Och om det bara fanns ett universum borde det troligen inte finnas liv i det. Men i multiversum är sannolikheten för liv mycket högre. Men denna teori kan knappast kallas övertygande, vilket är anledningen till att de flesta forskare förblir skeptiska till idén om ett multiversum.

Och ändå har många försökt hitta mer fysiska, övertygande bevis på dess existens. Till exempel, om ett angränsande universum råkade vara nära vårt för länge sedan, kan det ha kolliderat med det och lämnat ett märkbart avtryck.

Detta avtryck kan vara i form av förvrängningar i den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen eller relikstrålning (ljus som blivit över från när universum var en miljon gånger mindre än det är idag) eller i galaxernas konstiga egenskaper i kollisionsriktningen, enligt en artikel publicerad av forskare vid University College London. …

Vissa astrofysiker har gått ännu längre och letat efter speciella typer av svarta hål som kan vara artefakter från delar av vårt universum som delas av i sitt eget universum genom en process som kallas kvanttunnelering.

Om vissa områden i vårt universum skulle delas upp på detta sätt skulle de lämna efter sig "bubblor" i vårt universum, som skulle förvandlas till dessa unika svarta hål, som enligt forskarna "kan finnas idag".

"Den potentiella upptäckten av dessa svarta hål kan sedan indikera existensen av ett multiversum," säger teoretiker. Men alla dessa typer av sökningar har hittills inte lett någonstans, så idag förblir Multiversum hypotetisk.

Multiversteori: Bakgrundsstrålning

1964 arbetade fysikerna Arno Penzias och Robert Wilson på Bell Laboratories i Holmdel, New Jersey, och skapade ultrakänsliga mikrovågsmottagare för radioastronomiobservationer. Men vad de än gjorde så lyckades de inte befria mottagarna från bakgrundsradiobruset, som konstigt nog tycktes komma från alla håll samtidigt.

Penzias kontaktade Princeton University fysiker Robert Dicke, som teoretiserade att radiobrus kunde vara kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning (CMB), som är den primära mikrovågsstrålningen som fyller universum.

Detta är historien om upptäckten av CMB, enkel och elegant. För sin upptäckt fick Penzias och Wilson Nobelpriset i fysik 1978, och det med goda skäl. Deras arbete inledde en ny era av kosmologi, vilket gjorde det möjligt för forskare att studera och förstå universum som aldrig förr.

Intressant nog ledde fysikernas arbete också till en av de mest fantastiska upptäckterna i nyare historia: de unika egenskaperna hos relikstrålningen kan vara det första direkta beviset på att ett oändligt antal världar utanför det kända universum verkligen existerar. Men för att korrekt förstå detta ovanliga uttalande är det nödvändigt att göra en resa till tidens början.

Multiversteori: Big Bang

Enligt den allmänt accepterade teorin om universums ursprung fylldes vårt universum under de första flera hundra tusen åren efter Big Bang med ett otroligt varmt plasma, bestående av kärnor, elektroner och fotoner som spred ljus.

Med cirka 380 000 år kylde den fortsatta expansionen av vårt universum det till temperaturer under 3 000 Kelvin, vilket gjorde att elektroner smälte samman med kärnor för att bilda neutrala atomer, och absorptionen av fria elektroner tillät ljuset att lysa upp mörkret.

Ett bevis på detta - i form av den tidigare nämnda CMB - är vad Penzias och Wilson fann. Deras upptäckt hjälpte till slut att etablera Big Bang-teorin.

Under många eoner har den pågående expansionen kylt vårt universum till en temperatur på endast cirka 2,7K, men denna temperatur är ojämn. Skillnader i temperatur uppstår på grund av att materia är ojämnt fördelad över hela universum. Detta tros vara orsakat av små fluktuationer i kvanttätheten som inträffade strax efter Big Bang.

Under 2017 publicerade forskare vid University of Durham i Storbritannien en artikel som tyder på att CMB-utskrifter (kallade kalla fläckar) kan vara bevis på andra världar. Författarna antog att fläckarna i mikrovågsbakgrundsstrålningen uppstod som ett resultat av en kollision mellan vårt universum och ett annat.

I allmänhet kan fläckarna i relikstrålningen betraktas som det första beviset på existensen av multiversum - miljarder andra universum, liknande våra egna, - skriver forskarna.

Multiversteori: mörk materia

Ett annat bevis i skattkammaren för teorin om multiversum är att lägga till en ny, extremt intressant studie. Hans resultat, skriver Vice, tyder på att svarta hål som bildas från kollapsade universum genererar mörk materia, och vårt eget universum kan se ut som ett svart hål för utomstående.

Observera att mörk materia är ett osynligt ämne som står för det mesta av universums massa - även om det inte avger detekterbart ljus, existerar det fortfarande, eftersom det har en gravitationseffekt på galaxhopar och andra emitterande objekt i rymden.

En svindlande mängd hypoteser har föreslagits för att förklara mörk materia, men nu har forskare föreslagit att ursprungliga svarta hål, hypotetiska objekt som går tillbaka till universums tidiga dagar, "är en livskraftig kandidat för mörk materia." Denna slutsats kom ett internationellt team av forskare från USA, Japan och Taiwan i en artikel som publicerades i den vetenskapliga tidskriften Physical Review Letters i januari i år.

Och ändå, för tillfället, är alla dessa begrepp spekulativa, även om fysiker förväntar sig nya sätt att observera med sofistikerade teleskop under de kommande åren för att hjälpa till att svara på många frågor.

Multiversteori: Inflation igen

Den berömde brittiske teoretiska fysikern Stephen Hawking dog den 14 mars 2018 efter att ha tillbringat decennier rullstolsbunden och beroende av en talsyntes på grund av lidandet orsakat av amyotrofisk lateralskleros. Forskarens sista forskningsarbete, publicerat bara 10 dagar före hans död, skrevs tillsammans med professorn i teoretisk fysik Thomas Hertog och gällde multiversum.

I en artikel med titeln "A Smooth Way Out of Perpetual Inflation?" Hawking och Hertog teoretiserade att den snabba expansionen av rumtiden efter Big Bang kunde inträffa upprepade gånger och skapa flera universum.

Deras arbete är i huvudsak en förlängning av teorin om inflation, som antyder att före Big Bang, var universum fyllt med energi som var en del av själva rymden, och den energin fick rymden att expandera i en exponentiell hastighet. Det var denna energi som gav upphov till Big Bang, och det här är vad vi pratade om tidigare.

Men eftersom inflation, som allt annat, är kvantmässigt till sin natur, betyder det att det måste finnas områden i rymden i universum där inflationen slutar och Big Bang börjar. Dessa områden kan dock aldrig kollidera med varandra, eftersom de är åtskilda av områden med uppblåsande utrymme.

Multiversteori: kritik och slutsatser

Avslutningsvis ska det sägas att när någon pratar om teorin om multiversum kan det låta både kaxigt och ödmjukt på samma gång. Men många fysiker har en helt annan reaktion: enligt deras uppfattning är idén om ett multiversum ovetenskaplig och kanske till och med "farlig" eftersom den kan leda till missriktade vetenskapliga ansträngningar.

Till exempel, Paul Steinhardt, professor i naturvetenskap vid Princeton University, kallade teorin om multiversum "The Theory of Anything", eftersom den är förenlig med godtycklig observation och därför inte har någon empirisk fördom.

På ett eller annat sätt, trots kritiken mot teorin om mångfalden av världar, gör den vetenskapliga forskningens data (av vilka några beskrivs i denna artikel) det möjligt att lägga fram även sådana till synes vansinniga teorier. När allt kommer omkring, om vi återvänder till myrstackanalogin, vad vet vi om världen vi lever i?