Predstavljajte si fizika, ki sedi v kletki s pištolo, usmerjenim neposredno na glavo. Smer vrtenja naključnega delca v prostoru se meri vsakih nekaj sekund. Če je vrtenje v eno smer, pištola izstreli in fizik umre. Če drugi, potem se sliši le klik klika in fizik preživi. Torej so možnosti, da fizik preživi, 50-50, kajne?
Vse morda ni tako preprosto, če živimo v multiverzumu - to je, da poleg našega vesolja, ki mu rečemo tudi svoje, obstaja še veliko drugih.
Znani miselni eksperiment, imenovan "kvantni samomor", se začne s scenarijem s fizikom in pištolo, in to je en način, kako poskusiti razumeti, če živimo le v enem od mnogih (in potencialno neskončnih) univerzumov.
Ta miselni eksperiment se opira na kvantno mehaniko in na idejo, da ni ene same objektivne resničnosti. Vse, kar vidimo okoli nas, je le ena od možnih konfiguracij vseh verjetnosti, da se bo zgodil ta ali tisti dogodek. Ena razlaga kvantne mehanike je, da lahko vsi drugi sklopi verjetnosti obstajajo v svojih ločenih vesoljih. Če torej sledite miselnemu eksperimentu glede na to razlago, se bo vesolje, ko merite drugi delček, razdelilo na dva, od katerih bo imela vsaka svojo različico nastanka dogodkov: v katerem je fizik živ in v katerem je fizik umrl.
Njegovo preživetje je zdaj vezano na kvantno verjetnost, zato se zdi, da je hkrati živ in mrtev - samo v različnih vesoljih. Če se vsako vesolje razcepi vsakič, ko se delci izmerijo, pištola pa streli ali ne, potem bo fizik v enem od teh vesoljev na koncu preživel, recimo, 50 meritev delcev. To je mogoče primerjati s kovancem, ki je bil vržen 50-krat zapored. Verjetnost, da se bodo 50-krat zapored pojavili repi, je izjemno majhna, vendar je - možnost se nagiba na nič.
In če se to zgodi, bo fizik razumel, da je multiverzal resničen, v konkretnem primeru - v opisanem poskusu - pa fizik resnično nesmrten, saj pištola ne bo nikoli izstrelila. Toda postal bo tudi edini človek, ki ve, da ta vzporedna vesolja obstajajo. In koliko fizikov bo moralo "porabiti", da bodo zagotovo ugotovili.
Vendar pa obstajajo tudi druge, bolj inteligentne različice več vesoljev, ki so matematično podprte in jih je mogoče preizkusiti.
"Za nekatere ljudi so vzporedni vesolji kot skok skozi portal v drug svet ali kaj podobnega," pravi Matthew Johnson, fizik na Inštitutu Perimeter. "Toda to je povsem drugače."
Promocijski video:
Dejansko opazne dokaze o več vesoljih bo težko najti, vendar je mogoče. In tako fiziki načrtujejo to.
Različne različice
V resnici obstaja kar nekaj teorij o več vesolju, multiverzija iz miselnega eksperimenta s "kvantnim samomorom", kjer vsaka možnost postane resničnost, pa je ena najbolj radikalnih.
Fizik inštituta Massachusetts Institute of Technology Max Tegmark predlaga razčlenitev več teorij vesolja na štiri različne vrste, da bi si lažje razmišljali.
Osredotočili se bomo na prvo raven multiverse - te različice je lažje razumeti kot druge. Na prvi ravni imamo tudi precej dobre možnosti, da najdemo dokaze, ki dokazujejo, da je multiverse resničen.
Več univerzumov izhaja iz matematičnih napovedi že obstoječih teorij, multiverzum stopnje 1 pa napoveduje zelo spoštovana in močna ideja fizike: inflacija.
Kaj mislimo pod "vesoljem"?
Če želite razumeti idejo o več vesoljih, morate najprej določiti, kaj mislimo, ko rečemo "vesolje". Naša definicija "vesolja" se je večkrat spremenila, ko smo na primer izumili prvi teleskop, pogledali v vesolje in izvedeli, da zvezde niso pritrjene na nebo z nohti in Zemlja ni sama v vesolju.
Toda vesolje je veliko večje, kot ga lahko vidimo s teleskopom, pravi Johnson. Naše vesolje je le krogla svetlobe, ki je imela dovolj časa, da doseže nas. Če počakamo še milijardo let, bomo videli še več in naš koncept vesolja se bo spet obrnil na glavo, pravi Tegmark.
Nekdo, ki stoji na planetu daleč trilijone svetlobnih let, bo imel popolnoma drugačno sliko "vesolja" glede na to, koliko svetlobe je prizadelo njihov planet.
Do teh drugih mehurčkov vesolja po definiciji nikakor ne moremo priti, ker ne moremo potovati hitreje od svetlobe. Čeprav jih ne moremo videti, fiziki verjamejo, da lahko še vedno najdemo sledi njihovega rojstva.
Kje je dokaz?
Ideja za inflacijo je, da je naše vesolje med svojim nastankom prešlo v obdobje hitrega razmaha (takoj po velikem udaru), ko je nanometri vesolja nenadoma eksplodiral 250 milijonov svetlobnih let v manj kot tri bilijoni sekunde.
Ko se je inflacija začela, se ni nikoli povsem ustavila. Na nekaterih območjih vesolja-časa se ustavi, v katerih se območja prostora spremenijo v mehurčke, kot vesolje, ki ga vidimo okoli, na drugih mestih pa se prostor še naprej širi. Če je širitev neskončna in mnogi verjamejo v to, potem se nenehno oblikujejo novi mehurčki vesoljev. To pusti sled mehurčkov. Skozi prostor-čas plovimo v penatem jacuzziju vesoljev.
Spet ni mogoče komunicirati s temi drugimi vesolji mehurčkov, saj ne moremo potovati hitreje od svetlobe. Toda teoretično lahko dokažemo, da obstajajo. In tukaj je, kako.
Ko se je naše vesolje mehurčkov prvič oblikovalo, je možno, da je trčil v druge vesolje mehurčkov, ki se oblikujejo okoli našega. Malo je verjetno, da smo še vedno blizu njih, saj nas nenehno širjenje prostora-časa nosi vedno bolj.
Učinki zgodnjih trčenj pa bi lahko iztrgali kozmično mikrovalovno ozadje (toplota iz Velikega poka). Teoretično bi lahko te valove opazili s teleskopi. To bi bil razbarvan disk - kot modrica na telesu mikrovalovnega ozadja.
Jones išče take "modrice", a veliko je odvisno od tega, kako hitro so se pojavili drugi vesoljski mehurčki in koliko jih je morda. Če je malo mehurčkov, jih morda sploh ne bi srečali.
Vesoljski teleskop Planck trenutno posluša nebo za dokaze takih trkov z drugimi vesolji.
Multiverse znotraj LHC
Različni fiziki držijo različne teorije multiverzuma. Ta različica izhaja iz teorije strun, pa tudi ideje o obstoju številnih drugih dimenzij, do katerih preprosto nimamo dostopa (kot v situaciji, v kateri se je v filmu "Interstellar" znašel junak McConaughey). Nekateri fiziki menijo, da se v teh dodatnih dimenzijah skrivajo vzporedni vesolji.
Tudi ta ideja multiverzuma je preizkušena
Fiziki bodo na velikem hadronskem trkalniku, ki je pred kratkim začel obratovati, iskali mikroskopske črne luknje. LHC ne more ustvariti črne luknje, ki bi bila nevarna, vendar je po tej teoriji mogoče ustvariti mikroskopske črne luknje, ki bodo takoj izhlapele. Prisotnost črnih lukenj bi pomenila, da gravitacija našega vesolja išče dodatne dimenzije.
"Ker lahko gravitacija iz našega vesolja priteče v dodatne dimenzije, je tak model mogoče preizkusiti z odkrivanjem miniaturnih črnih lukenj na LHC," je dejal fizik Mir Faisal. "Izračunali smo energijo, s katero lahko zaznamo te črne luknje v gravitacijski mavrici. Če najdemo črne luknje pri tej energiji, vemo, da sta teorija gravitacijske mavrice in teorija dodatnih dimenzij pravilni.
To bi bilo prepričljiv dokaz za teorijo strun in vzporednih vesoljev in tudi pomagalo razložiti, zakaj je gravitacija toliko šibkejša od drugih temeljnih sil.
Vendar resne potrditve še ni. Samo dvomi
"Verjamem le v tisto, kar je podprto s konkretnimi, preizkusnimi eksperimentalnimi dokazi, in koncept vzporednih vesoljev se tega ne more ravno pohvaliti," pravi Brian Green, teoretični fizik na univerzi Columbia.
Težava je v tem, da Johnson pravi, da se fiziki oddaljujejo od filozofskih razprav o več vesoljih. Nekateri želijo samo preizkusiti idejo. Drugi držijo radikalne in neuničljive teorije. Tegmark pravi, da bo poskusil eksperimentirati s kvantnim samomorom, ko bo star in slab. A upajmo, da se samo heca.