Obstoj vzporednih vesoljev se morda zdi fantastično vprašanje, ki si ga lahko postavijo samo pisci znanstvene fantastike in ki nima nobene zveze s sodobno teoretično fiziko. Toda ideja, da živimo v več vesoljih vzporednih vesoljev, že dolgo velja za znanstveno zanesljivo - čeprav zelo kontroverzno. Kljub temu iskanje načinov za preizkušanje te teorije, vključno s skeniranjem neba zaradi trkov z drugimi vesolji, že dobro poteka.
Pomembno je imeti v mislih, da teorija več vesolja v resnici ni teorija, ampak je posledica našega trenutnega razumevanja teoretične fizike. To je pomembna razlika. Ne moremo obupati in reči: "V redu, imejmo multiverzalko." Da je naše vesolje lahko ena izmed mnogih drugih, izhaja iz trenutnih teorij, kot sta kvantna mehanika in teorija strun.
Razlaga mnogih svetov
Morda ste že slišali za miselni eksperiment z mačko Schrödinger, grozljivo živaljo, ki živi v zaprti škatli. Dejanje odpiranja škatle nam omogoča, da ugotovimo eno od možnih zgodb našega bodočega mačka, tudi tisto, v kateri je tako živ kot mrtev. Razlog za to se zdi nemogoč zato, ker naša človeška intuicija s tem izidom preprosto ni seznanjena.
Vendar je po čudnih pravilih kvantne mehanike takšna prihodnost povsem mogoča. Razlog, da se to lahko zgodi, je v velikem prostoru možnosti kvantne mehanike. Matematično je kvantno mehansko stanje vsota (superpozicija) vseh možnih stanj. V primeru mačke Schrödinger je mačka v superpoziciji "živih" in "mrtvih" stanj.
Toda kako lahko vse to uskladimo s svojim zdravim razumom? Lahko sklepamo, da je od vseh teh stanj le eno "objektivno resnično": ki ga opazujemo. Lahko pa domnevamo, da so vse možnosti resnične in da obstajajo v različnih vesoljih več vesolja.
Promocijski video:
Nizka pokrajina
Teorija strun je eno izmed naših (če ne najbolj) obetavnih področij raziskovanja, ki lahko kombinira kvantno mehaniko in gravitacijo. To je izredno težko, saj je gravitacijsko silo težko opisati na majhnih razdaljah, kjer delujejo atomi in subatomske delce - v kraljestvu kvantne mehanike.
Toda teorija strun, ki trdi, da so vsi temeljni delci sestavljeni iz enodimenzionalnih strun, lahko hkrati opiše vse znane sile narave: gravitacijo, elektromagnetizem in jedrske interakcije.
Da pa teorija strun deluje matematično, potrebuje najmanj deset fizičnih dimenzij. Ker lahko opazujemo le štiri dimenzije: višino, širino, globino (prostorsko) in čas (časovno), je treba dodatne dimenzije teorije strun nekako skriti.
Če želite uporabiti to teorijo za razlago fizikalnih pojavov, ki jih poznamo, je treba te dodatne dimenzije „zgostiti“, skrčiti, da jih ni mogoče videti. Morda je na vsaki od naših štirih velikih dimenzij šest dodatnih nerazločljivih dimenzij.
Težava strupov ali, kot bi nekateri rekli, teorije strun je v tem, da obstaja veliko načinov za to zgoščanje - 10 ^ 500 možnosti. Vsaka od teh zgoščevanj vodi v vesolje z različnimi fizikalnimi zakoni - z različnimi masami elektronov in gravitacijskimi konstantami. Vendar pa obstajajo tudi energični ugovori glede metodologije kompaktifikacije, zato vprašanja ni mogoče obravnavati kot rešeno.
Iz vsega tega se postavlja vprašanje: v kateri od možnih strunskih pokrajin živimo? Teorija strun sama po sebi ne zagotavlja mehanizma za to napoved, zaradi česar je neuporabna zaradi svoje neustavljive narave. Na srečo je ideja o našem raziskovanju kozmologije zgodnjega Vesolja spremenila to hrošč v lastnost.
Zgodnje vesolje
V času najzgodnejšega vesolja, še pred velikim praskom, je vesolje doživelo obdobje pospešenega širjenja - inflacije. Inflacija je bila prvotno namenjena razlagi, zakaj je temperatura sedanjega opazovalnega vesolja skoraj enotna.
Vendar pa je ta teorija tudi predvidela spekter temperaturnih nihanj okoli tega ravnovesja, kar so kasneje potrdili tudi Cosmic Backgroung Explorer, Wilkinson Microwave Anisotropy Pronde in vesoljska plovila PLANCK.
Čeprav se o natančnih podrobnostih te teorije še vedno močno razpravlja, inflacija dobro sprejema fizike. Posledica te teorije pa je, da morajo obstajati še drugi deli vesolja, ki se še pospešujejo.
Toda zaradi kvantnih nihanj v vesolju nekateri deli vesolja nikoli ne bodo dosegli končnega stanja inflacije. To pomeni, da bo vesolje, vsaj po našem trenutnem razumevanju, v stanju večne inflacije. Nekateri njeni deli lahko sčasoma postanejo drugi vesolji, tisti, ki pa so drugačni. Tak mehanizem ustvari neskončno število vesoljev.
Če kombinirate ta scenarij s teorijo strun, obstaja možnost, da ima vsako od teh vesoljev različno kompaktnost dodatnih dimenzij in s tem različne fizikalne zakone.
Preizkušanje teorije
Takšni vesolji, ki jih napovedujejo teorije struktur in inflacije, ki živijo v istem fizičnem prostoru (za razliko od mnogih kvantnih mehanskih vesoljev, ki živijo v matematičnem prostoru), se lahko prekrivajo ali trčijo. Neizogibno se bodo trčili in pustili na kozmičnem nebu morebitne podpise, ki jih bomo lahko iskali.
Natančne podrobnosti teh podpisov so odvisne od posebnih modelov - od hladnih do vročih točk v kozmičnem mikrovalovnem ozadju do anomalijskih praznin v porazdelitvi galaksij. Ker pa morajo trki z drugimi vesolji potekati v določeni smeri, se pričakuje, da bodo morebitni podpisi porušili enotnost našega opazovanega vesolja.
Znanstveniki aktivno iščejo te podpise. Nekateri pokukajo v odtise kozmičnega mikrovalovnega ozadja, zatemnitve velikega poka. Vendar takšnih podpisov še ni bilo. Drugi iščejo posredno potrditev v obliki gravitacijskih valov, valovanja v tkanini vesolja in časa, ki se pojavijo, ko skozi njo prehajajo masivni predmeti. Takšni valovi lahko neposredno potrdijo obstoj inflacije, kar bo še okrepilo teorijo o več vesoljih.
Ali lahko dokažemo njihov obstoj ali ne, še vedno ni znano. Toda glede na ogromne posledice takšnih dokazov je iskanje vsekakor vredno nadaljevati.
ILYA KHEL