Инфрачервен изглед на съзвездието Карина, направен от телескопа WISE.
(Изображение: © NASA / JPL-Caltech / UCLA)
Пол М. Сътър е астрофизик в Държавният университет в Охайо, домакин на „Попитайте Космонавт" и "Космическо радио, "и автор на"Вашето място във Вселената"Sutter допринесе за тази статия Гласовете на експертите на Space.com: Op-Ed & Insights.
Това е многогодишен фаворит за научна фантастика: други светове, други вселени, други възможности, точно отвъд границите на познатия космос или просто проблясък на вълшебно устройство. Може би другите светове са страшно подобни на собствените, с изключение на някаква странна малка промяна в историята. Може би са коренно различни, с нови и странни и прекрасни видове живот. Може би са толкова различни, че основните правила на физиката дори не важат там.
Говоря, разбира се, за мултивселената - възможността, че някъде има други обособени вселени.
Но съществуват ли те?
Издухващи мехурчета
Многостранната идея се развива в няколко различни области на науката, философията и дори религията. В самата физика възможността за други светове се появява в квантовата механика (особено чрез интерпретацията на "много светове", при която всеки случаен резултат в едно взаимодействие разклонява нови вселени, където всеки резултат се реализира) и теория на струните (в която различни подредби от малки, навити допълнителни размери водят до различна физика в техните собствени вселени).
За тези идеи е забавно да се говори, но може би най-примамливият път към мултивселената е чрез разбирането ни за най-ранните моменти на самата Вселена: периодът на инфлация.
Както най-добре можем да кажем, изключително ранната Вселена претърпя период от невероятно бързо разширяване: инфлация. Учените теоретизират, че тази епоха е била задвижвана от екзотично квантово поле - бълбукаща, пееща енергия, изпечена във вакуума на самото пространство-време - което е накарало Вселената почти да се раздели с интензивността на своето разширяване. Но скоро това поле изгуби и се разпадна в рояк от частици, които обитават днешната вселена.
И именно в тази епоха на инфлацията беше мултиверс имаше жизнеспособен шанс да се появи, Представете си ранната, доминирана от инфлация вселена като гигантски хляб на издигащ се хляб. Историята, която току-що разказах, предполага, че инфлацията започва и спира равномерно в целия космос; целият хляб спира да се издига в същия същия момент.
Но каквото и да доведе инфлацията беше квантово поле, което означава, че не можем да приемем, че нещата са толкова прости. Някои части на полето бяха само на случаен принцип по-енергични от други, докато други петна бяха по-успокоени. Това е просто случайната природа на живота в квантов свят.
Така че хлябът ни не е точно еднакъв. Някои части от него могат да спрат да се издигат, прищипвайки се и се изолират, докато останалата част от хляба продължава да се издига. И тъй като винаги ще има някаква част от хляба да се издига по-бързо от средното, сега можете да си представите един хляб, който продължава да се издига за вечността, с малки късчета и джобове тук-там случайно хващате бавна порция и се прищипвате.
Всеки от тези изтръгнати битове е своя собствена уникална вселена, само един балон от много в мултивселената. Нещо повече, подробностите за края на инфлацията определят куп важни физически свойства, като силата на силите на природата и на масата на частиците (детайлите зависят от конкретния модел на инфлация). Говорим за неща като масата на електрона и броя на видовете частици. Наистина важни неща.
И тъй като всяка от тези привързани, балонни вселени прекратява инфлацията по свой уникален и специален начин, всяка една от балонните вселени получава свой уникален набор от физика.
Пресичащи се отговори
Тъй като целият хляб продължава да се увеличава (тъй като винаги има част от него с по-бърз от средния процент на инфлация), много бързо получавате цял куп вселени, които бълват един около друг. Мултиверс. Всяка вселена е по същество завинаги затворена от другите. Има обаче някои случаи, когато те могат да се пресичат.
Ако две вселени стиснат сравнително скоро един след друг и сравнително близо един до друг, тогава те могат за кратко да се пресичат, преди да се надуят далеч една от друга до края на вечността. И ако го направят, това пресичане може да остави отпечатък в космически микровълнов фон от тези вселени, остатъчната изкопаема обвивка на светлината от времето, когато Вселената е била инфантилна на 380 000 години.
Представете си два сапунени мехурчета, които се търкат един срещу друг; този отпечатък ще бъде под формата на странно изглеждащ кръг на небето (където „странността“ зависи от това в каква вселена може да се пресичаме). Естествено, ние не сме намерили такива следи от мултиселен.
Без преки доказателства е трудно да се прецени жизнеспособността на идеята за мултиверсия от инфлация. Това би могло да бъде общ резултат от всички теории за инфлацията, така че ако успеем да намерим по-силни доказателства за инфлацията, бихме могли да докажем и съществуването на мултивселената. Но в момента не разбираме напълно механиката на инфлацията, така че това не е много за продължаване.
И ето още един въпрос за размисъл. Ако променихте физиката на нашата вселена само малко, тогава животът, какъвто знаем, би бил невъзможен. Защо се оказваме в такава специална вселена, където нашият тип живот може да оцелее? Може би поради всички мехурчета в мултивселената, разбира се, че бихме се озовали в един от малкото, способни да разпалят разузнаването? (Или иначе не бихме го осъзнали.) Или е нещо много по-дълбоко? Това дори е въпрос за науката?
Може би друга вселена има всички отговори.
Научете повече, като слушате епизода "Живеем ли в мултиселера?" в подкаста „Попитай космонавта“, наличен накачи и в мрежата наhttp://www.askaspaceman.com, Благодарение на @ProducerEv, Matthew A., Tom S., Taha, Oliver H., Wally H., Christiaan D., Keith G., Alex Z., Murtaza P., Kent L., Gabi P. and Slinkerdeer за въпросите, довели до това парче! Задайте собствения си въпрос в Twitter, като използвате #AskASpaceman или като следвате Пол @PaulMattSutter и facebook.com/PaulMattSutter.
- Паралелни вселени: теории и доказателства
- Сблъскване с мултивселената: какво би означавало „Безкрайните Вселени“
- Мултиверс или Вселена? Дебати на физиците
