Če ste mislili, da je vse omejeno na tisto, kar smo našli zunaj kozmičnega obzorja, se pripravite na premislek.
"Težko je zgraditi modele inflacije, ki ne bi privedli do multiverzuma. To ni nemogoče, zato sem prepričan, da je potrebnih več raziskav. Toda večina inflacijskih modelov vodi v multiverzum in dokazi o inflaciji nas bodo spodbudili k resnemu sprejemanju [številnih vesoljev], "je nekoč dejal Alan Guth, ameriški fizik in kozmolog, ki je pioniral na idejo o inflaciji ali kozmični ekspanziji.
Predstavljajte si, da je vesolje, ki ga opazujemo - od konca do konca - le kaplja v kozmičnem oceanu. Da je zunaj tega, kar vidimo, več prostora, več galaksij, predvsem nešteto milijard svetlobnih let dlje, kot jih sploh lahko dosežemo. In tako obsežno kot je vesolje, prav tako nešteto je lahko število podobnih vesoljev - nekaj večjih in starejših, nekaj manjših in mlajših - razpršenih skozi vesolje-čas. In prav tako hitro, ko se ti vesolji širijo, se vesoljski čas, ki jih vsebuje, širi še hitreje, še bolj jih potegne in poskrbi, da se dva vesolja ne bosta srečala. Se sliši kot znanstvena fantastika? To je znanstvena ideja multiverzuma ali več vesoljev. Če pa je znanstveni pogled, ki ga danes zavzemamo, pravilen,ta ideja ne bo le ustrezna, temveč tudi neizogibna posledica naših temeljnih zakonov, pravi fizik Ethan Siegel.
Zamisel o več vesoljih je zakoreninjena v fiziki, ki je potrebna za opis vesolja, ki ga danes vidimo in naseljujemo. Čez nebo vidimo zvezde in galaksije, zbrane v velikem kozmičnem spletu. Toda dlje v vesolje gledamo, dlje nazaj v čas, ki ga dobimo. Čim dlje so galaksije, tem mlajše so in so zato manj razvite. Njihove zvezde imajo manj težkih elementov, zdijo se manjše, ker je manj združitev, več spiral in manj elips (ker slednje vzamejo čas) in tako naprej. Če se premaknemo do meja vidnega, najdemo prve zvezde v vesolju, za njimi pa območje teme, v kateri ostane samo ena svetloba: zatemnitev velikega poka.
Sam Big Bang - ki se je zgodil pred 13,8 milijarde let - ni bil začetek vesolja in časa, temveč začetek našega opazovanega vesolja. Pred tem je bilo obdobje, znano kot kozmična inflacija, ko se je prostor sam eksponentno širil, napolnjen z energijo, ki je bila lastna tkanini vesoljskega časa. Kozmična inflacija je sama primer teorije, ki je prišla in nadomestila tista, ki je prišla pred njo:
To je bilo skladno z vsemi uspehi teorije velikega poka in je zajelo celotno moderno kozmologijo.
- Pojasnila je številne težave, ki jih Big Bang ni mogel razložiti, med drugim tudi, zakaj je bilo vesolje povsod enaka temperatura, zakaj je prostorsko ravno in zakaj ni ostalo visokoenergijskih relikvij, kot so magnetni monopoli.
Promocijski video:
„In podala je veliko novih napovedi, ki bi jih bilo mogoče opazovati, večina pa je bila potrjena.
Vendar je obstajala ena posledica, ki jo je napovedovala teorija inflacije. Ne vemo, ali lahko to potrdimo ali ne: več vesoljev.
Napihnjenost vodi do eksponentne širitve prostora, kar lahko zelo hitro privede do dejstva, da se bo vsak že obstoječ ukrivljen prostor zdel ravno.
Inflacija povzroči eksponencialno širitev prostora. Se pravi, vzamete karkoli, kar je obstajalo pred velikim praskom in postane veliko, veliko, veliko več, kot je bilo. Zaenkrat nam to ustreza: razloži, kako smo dobili homogeno in ogromno vesolje. Ko se inflacija konča, se vesolje napolni s snovjo in sevanjem, katerega videz vidimo kot rdeče vroči Big Bang. In tu se začnejo nenavade. Da se inflacija konča, ne glede na to, katero kvantno polje je zanjo odgovorno, mora preiti iz visokoenergijskega nestabilnega stanja v nizkoenergijsko in stabilno. Ta prehod in "drsenje" navzdol v dolino je tisto, kar končuje inflacijo in povzroča Veliki prasak.
Toda ne glede na to, katero polje je odgovorno za inflacijo, tako kot na vseh drugih področjih, ki upoštevajo zakone fizike, mora biti samo po sebi kvantno polje. Tako kot vsa kvantna polja ga opisuje valovna funkcija z verjetnostjo širjenja valov skozi čas. Če se obseg polja počasi pomika v dolino, bo kvantno širjenje valovne funkcije hitrejše od prevračanja, kar pomeni, da bo možna - celo verjetno - inflacija postopoma vodila do velikega poka.
Če bi bila inflacija kvantno polje, bi se obseg polja s časom razhajal, pri čemer bi različna področja prostora prevzela različna spoznanja vrednosti polja. V mnogih regijah bo vrednost polja padla na dno doline, s čimer se bo končala inflacija, v mnogih drugih pa se bo inflacija nadaljevala tako dolgo, kot želite.
Ker se prostor med inflacijo širi z eksponentno hitrostjo, to pomeni, da se sčasoma ustvari eksponencialno več regij prostora. Na nekaterih območjih se bo inflacija končala: kjer polje drsi v dolino. Toda v drugih se bo inflacija nadaljevala, kar bo ustvarilo vedno več prostora okoli vsakega območja, kjer se inflacija konča. Stopnja inflacije je veliko hitrejša od celo najvišje stopnje širitve vesolja, napolnjene s snovjo in energijo, zato območja inflacije v najkrajšem času pokrivajo vse. Glede na mehanizme, ki nam zagotavljajo zadostno inflacijo za ustvarjanje vesolja, ki ga vidimo, je naše območje prostora, kjer se je inflacija končala, obkroženo z veliko več drugimi regijami - kjer se inflacija nadaljuje ali se ni takoj končala.
Inflacija se nadaljuje v nedogled, kljub območjem, kjer se je končala
Tu se pojavi pojav, znan kot večna inflacija. Tam, kjer se inflacija konča, se rodi Veliki prasak in vesolje - kot tisto, ki ga vidimo - je podobno kot naše. Toda tam, kjer se inflacija ne konča, se rodi več inflacijskega prostora, kar povzroča druge regije, v katerih bodo velike popadke, ločene od naše, in druge regije, v katerih se začne inflacija.
Kako veliko je naše vesolje, je to le majhen del vsega, kar v resnici je
Ta slika obsežnih vesoljev, veliko večja od manjšega dela, ki ga lahko opazujemo, nenehno ustvarja prostor za nabrekanje, je multiverzum. Pomembno je razumeti, da multiverse ni znanstvena teorija sama po sebi. Ne daje napovedi in opaznih pojavov, ki jih lahko dosežemo. Ne, sam multiverse je teoretična napoved, ki izhaja iz zakonov fizike, ki smo jih sklenili do danes. Morda je to celo neizogibna posledica teh zakonov: če vzameš inflacijsko vesolje, ki ga upravlja kvantna fizika, to dobiš.
Mogoče je naše razumevanje tega stanja pred velikim praskom napačno in da je naše razumevanje inflacije popolnoma napačno. V takem primeru obstoj več vesoljev ne bo končna posledica. Toda napoved večne inflacije, ki vsebuje nešteto žepnih vesoljev, je neposredna posledica naših najboljših teorij, če je pravilna.
Kaj je potem multiverse? Lahko preseže fiziko in postane prva fizično motivirana »metafizika«, ki smo jo kdaj srečali. Prvič razumemo meje, česa se lahko nauči naše vesolje. Do takrat lahko napovedujemo, ne moremo pa niti potrditi niti zanikati dejstva, da je naše vesolje le en majhen del večjega področja: multiverzum.
Ilya Khel