Există lumi paralele?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Realitatea fizică poate fi mult mai extinsă decât doar o bucată de spațiu în timp pe care o numim Univers. Mediul nostru spațial poate fi construit la o scară incredibilă, iar instrumentele noastre astronomice sunt incredibil de limitate. Noi, ca și furnicile, nu știm cât de mare este lumea în afara furnicarului.

Așadar, unii fizicieni teoreticieni iau în considerare în mod serios teoria multiversului, conform căreia lumea noastră este doar una dintre multe. Mai mult, aplicând teoria cuantică Universului, suntem forțați să admitem că acesta există simultan în multe stări.

Cu alte cuvinte, permițând aplicarea fluctuațiilor cuantice asupra Universului, suntem practic forțați să admitem existența unor lumi paralele. De asemenea, este interesant faptul că combinația dintre teoria corzilor și versiunea „eternă” a cosmologiei inflaționiste (vorbind despre modelul inflaționist al Universului) oferă o bază naturală pentru așa-numitul „multivers peisagistic”.

Teoria multiversului: inflația

Pentru început, conceptul de multivers apare în mai multe domenii ale fizicii (și filosofiei) deodată, dar cel mai frapant exemplu este teoria inflației, care descrie un eveniment ipotetic care s-a întâmplat când universul nostru era foarte tânăr - mai puțin de un al doilea vechi. Potrivit NASA, într-o perioadă de timp incredibil de scurtă, Universul a trecut printr-o perioadă de expansiune rapidă, „umflare”, devenind din ce în ce mai mare.

Se crede că inflația din universul nostru s-a încheiat cu aproximativ 14 miliarde de ani în urmă. Cu toate acestea, inflația nu se termină peste tot în același timp. Cercetătorii cred că, probabil, pe măsură ce inflația se termină într-o regiune, aceasta continuă și în altele.

Astfel, în timp ce inflația s-a încheiat în universul nostru, ar putea exista și alte regiuni, mult mai îndepărtate, în care inflația a continuat - și continuă chiar acum. Mai mult decât atât, universurile individuale, conform LiveScience, pot „ciupi” universuri mai mari, umflate, în expansiune, creând o mare nesfârșită de inflație eternă, plină cu numeroase universuri individuale.

În acest scenariu de inflație eternă, fiecare univers ar apărea cu propriile sale legi ale fizicii, cu propria sa colecție de particule, cu propria sa dispoziție a forțelor și cu propriile sale valori ale constantelor fundamentale, spun cercetătorii.

Acest lucru poate explica de ce universul nostru are proprietăți pe care le posedă, și mai ales cele care sunt greu de explicat folosind concepte precum materia întunecată sau constanta cosmologică. „Dacă ar exista un multivers, atunci am avea constante cosmologice aleatorii în universuri diferite și este doar o coincidență că cel pe care îl avem în universul nostru, ia valoarea pe care o observăm”, spune Dan Heling, cosmolog la Universitate. Arizona și expert în teoria multiversului.

Teoria multiversului: observații și dovezi

Interesant este că o altă dovadă a existenței desenului animat sunt observațiile - în Universul nostru trebuiau să se întâmple atât de multe lucruri încât existența vieții pare incredibilă. Și dacă ar exista un singur Univers, cel mai probabil nu ar trebui să existe viață în el. Dar în multivers, probabilitatea de viață este mult mai mare. Dar această teorie cu greu poate fi numită convingătoare, motiv pentru care majoritatea oamenilor de știință rămân sceptici cu privire la ideea unui multivers.

Și totuși, mulți au încercat să găsească dovezi mai fizice, convingătoare ale existenței sale. De exemplu, dacă un univers vecin s-a întâmplat să fie aproape de al nostru cu mult timp în urmă, s-ar putea să se fi ciocnit de el, lăsând o amprentă vizibilă.

Această amprentă ar putea fi sub formă de distorsiuni în radiația cosmică de fond cu microunde sau radiația relicvă (lumina rămasă de când universul era de un milion de ori mai mic decât este astăzi) sau în proprietățile ciudate ale galaxiilor în direcția coliziunii, conform unei lucrări publicate de cercetătorii de la University College London…

Unii astrofizicieni au mers și mai departe, căutând tipuri speciale de găuri negre care ar putea fi artefacte din părți ale universului nostru care s-au desprins în propriul univers printr-un proces numit tunel cuantic.

Dacă unele zone ale universului nostru ar fi împărțite în acest fel, ar lăsa în urmă „bule” în universul nostru, care s-ar transforma în aceste găuri negre unice, care, potrivit cercetătorilor, „s-ar putea să existe astăzi”.

„Descoperirea potențială a acestor găuri negre ar putea indica apoi existența unui multivers”, spun teoreticienii. Cu toate acestea, toate aceste tipuri de căutări nu au dus până acum nicăieri, așa că astăzi Multiversul rămâne ipotetic.

Teoria multiversului: radiația de fond

În 1964, fizicienii Arno Penzias și Robert Wilson au lucrat la Bell Laboratories din Holmdel, New Jersey, creând receptoare ultra-sensibile cu microunde pentru observații de radioastronomie. Dar orice ar fi făcut, nu au reușit să scape receptorii de zgomotul radio de fond, care, în mod ciudat, părea să vină din toate direcțiile în același timp.

Penzias l-a contactat pe fizicianul de la Universitatea Princeton, Robert Dicke, care a teoretizat că zgomotul radio ar putea fi radiația cosmică de fond cu microunde (CMB), care este radiația primară de microunde care umple universul.

Aceasta este povestea descoperirii CMB-ului, simplă și elegantă. Pentru descoperirea lor, Penzias și Wilson au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1978 și pe bună dreptate. Munca lor a inaugurat o nouă eră a cosmologiei, permițând oamenilor de știință să studieze și să înțeleagă universul ca niciodată.

Interesant este că munca fizicienilor a condus și la una dintre cele mai uimitoare descoperiri din istoria recentă: caracteristicile unice ale radiației relicve ar putea fi prima dovadă directă că un număr infinit de lumi în afara universului cunoscut există cu adevărat. Cu toate acestea, pentru a înțelege corect această afirmație neobișnuită, este necesar să facem o călătorie până la începutul timpului.

Teoria multiversului: Big Bang

Conform teoriei general acceptate a originii universului, în primele câteva sute de mii de ani după Big Bang, universul nostru a fost umplut cu o plasmă incredibil de fierbinte, constând din nuclee, electroni și fotoni care împrăștiau lumina.

Cu aproximativ 380.000 de ani, expansiunea continuă a universului nostru l-a răcit la temperaturi sub 3.000 Kelvin, ceea ce a permis electronilor să fuzioneze cu nucleele pentru a forma atomi neutri, iar absorbția electronilor liberi a permis luminii să ilumineze întunericul.

Dovadă în acest sens – sub forma CMB-ului menționat anterior – este ceea ce au găsit Penzias și Wilson. Descoperirea lor a ajutat în cele din urmă la stabilirea teoriei Big Bang.

Timp de mulți eoni, expansiunea continuă a răcit universul nostru la o temperatură de numai aproximativ 2,7 K, dar această temperatură este neuniformă. Diferențele de temperatură apar din cauza faptului că materia este distribuită neuniform în întregul univers. Se crede că acest lucru este cauzat de micile fluctuații ale densității cuantice care au avut loc imediat după Big Bang.

În 2017, cercetătorii de la Universitatea Durham din Marea Britanie au publicat o lucrare care sugerează că amprentele CMB (numite puncte reci) pot fi dovezi ale altor lumi. Autorii au emis ipoteza că petele din radiația de fond cu microunde au apărut ca urmare a unei coliziuni între universul nostru și altul.

În general, petele din radiația relicvă pot fi considerate prima dovadă a existenței multiversului - miliarde de alte universuri, similare cu al nostru, - scriu cercetătorii.

Teoria multiversului: Materia întunecată

O altă dovadă în tezaurul teoriei Multiversului este adăugarea unui nou studiu extrem de interesant. Rezultatele sale, scrie Vice, sugerează că găurile negre formate din universuri prăbușite generează materie întunecată, iar propriul nostru univers poate arăta ca o gaură neagră pentru cei din afară.

Rețineți că materia întunecată este o substanță invizibilă care reprezintă cea mai mare parte a masei Universului - deși nu emite lumină detectabilă, ea încă există, deoarece are un efect gravitațional asupra clusterelor de galaxii și a altor obiecte care emit în spațiu.

O serie amețitoare de ipoteze a fost propusă pentru a explica materia întunecată, dar acum oamenii de știință au sugerat că găurile negre primordiale, obiecte ipotetice care datează din primele zile ale universului, „sunt un candidat viabil pentru materia întunecată”. La această concluzie a ajuns o echipă internațională de cercetători din Statele Unite, Japonia și Taiwan, într-o lucrare publicată în revista științifică Physical Review Letters în ianuarie anul curent.

Și totuși, în acest moment, toate aceste concepte sunt speculative, deși fizicienii se așteaptă ca noi moduri de observare cu telescoape sofisticate în următorii ani să ajute să răspundă la multe întrebări.

Teoria multiversului: din nou inflația

Renumitul fizician teoretic britanic Stephen Hawking a murit pe 14 martie 2018, după ce a petrecut decenii închis într-un scaun cu rotile și dependent de un sintetizator de vorbire din cauza suferinței cauzate de scleroza laterală amiotrofică. Ultima lucrare de cercetare a omului de știință, publicată cu doar 10 zile înainte de moartea sa, a fost scrisă împreună cu profesorul de fizică teoretică Thomas Hertog și a vizat multiversul.

Într-un articol intitulat „A Smooth Way Out of Perpetual Inflation?” Hawking și Hertog au teoretizat că expansiunea rapidă a spațiu-timpului după Big Bang ar putea avea loc în mod repetat, creând universuri multiple.

Lucrarea lor este în esență o extensie a teoriei inflației, care sugerează că, înainte de Big Bang, universul era plin de energie care făcea parte din spațiul însuși, iar această energie făcea ca spațiul să se extindă într-un ritm exponențial. Această energie a fost cea care a dat naștere Big Bang-ului și despre asta am vorbit mai devreme.

Cu toate acestea, deoarece inflația, ca orice altceva, este de natură cuantică, aceasta înseamnă că trebuie să existe regiuni din spațiu în univers unde inflația se termină și începe Big Bang-ul. Cu toate acestea, aceste zone nu se pot ciocni niciodată între ele, deoarece sunt separate de zone de umflare a spațiului.

Teoria multiversului: critică și concluzii

În concluzie, ar trebui spus că atunci când cineva vorbește despre teoria multiversului, poate suna atât înfățișat, cât și umil în același timp. Dar mulți fizicieni au o reacție complet diferită: în opinia lor, ideea unui multivers este neștiințifică și poate chiar „periculoasă” prin faptul că poate duce la eforturi științifice greșite direcționate.

De exemplu, Paul Steinhardt, profesor de științe naturale la Universitatea Princeton, a numit teoria multiversului „Teoria oricărui”, deoarece este compatibilă cu observația arbitrară și, prin urmare, nu are nicio părtinire empirică.

Într-un fel sau altul, în ciuda criticii la adresa teoriei pluralității lumilor, datele cercetării științifice (dintre care unele sunt descrise în acest articol) fac posibilă prezentarea chiar și a unor astfel de teorii aparent nebunești. La urma urmei, revenind la analogia furnicilor, ce știm despre lumea în care trăim?