Postoje li paralelni svjetovi?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Fizička stvarnost može biti mnogo opsežnija nego samo komadić prostora u vremenu koji nazivamo Univerzumom. Naše svemirsko okruženje može biti izgrađeno u nevjerovatnim razmjerima, a naši astronomski instrumenti su nevjerovatno ograničeni. Mi, poput mrava, ne znamo koliki je svijet izvan mravinjaka.

Dakle, neki teoretski fizičari ozbiljno razmatraju teoriju multiverzuma, prema kojoj je naš svijet samo jedan od mnogih. Štaviše, primjenjujući kvantnu teoriju na Univerzum, prisiljeni smo priznati da on postoji istovremeno u mnogim stanjima.

Drugim riječima, dopuštajući primjenu kvantnih fluktuacija na Univerzum, praktično smo prisiljeni priznati postojanje paralelnih svjetova. Zanimljivo je i da kombinacija teorije struna i "vječne" verzije inflatorne kosmologije (kada se govori o inflatornom modelu Univerzuma) daje prirodnu osnovu za takozvani "pejzažni multiverzum".

Teorija multiverzuma: Inflacija

Za početak, koncept multiverzuma pojavljuje se u nekoliko područja fizike (i filozofije) odjednom, ali najupečatljiviji primjer je teorija inflacije, koja opisuje hipotetički događaj koji se dogodio kada je naš svemir bio vrlo mlad - manje od drugi stari. Prema NASA-i, u nevjerovatno kratkom vremenskom periodu, Univerzum je prošao kroz period brzog širenja, "nabujanja", postajajući sve veći i veći.

Vjeruje se da se inflacija u našem svemiru završila prije oko 14 milijardi godina. Međutim, inflacija se ne završava svugdje u isto vrijeme. Istraživači vjeruju da se možda kako inflacija završava u jednom regionu, nastavlja u drugim.

Dakle, dok je inflacija završila u našem univerzumu, mogli bi postojati drugi, mnogo udaljeniji regioni u kojima se inflacija nastavila – i nastavlja se upravo sada. Štaviše, pojedinačni univerzumi, prema LiveScience-u, mogu „odšcipati“veće svemire koji se šire, stvarajući beskrajno more vječne inflacije, ispunjeno brojnim pojedinačnim svemirima.

U ovom scenariju vječne inflacije, svaki svemir bi nastao sa svojim vlastitim zakonima fizike, svojom zbirkom čestica, vlastitim rasporedom sila i vlastitim vrijednostima fundamentalnih konstanti, kažu istraživači.

Ovo može objasniti zašto naš svemir ima svojstva koja posjeduje, a posebno ona koja je teško objasniti korištenjem pojmova kao što su tamna materija ili kosmološka konstanta. "Kada bi postojao multiverzum, onda bismo imali nasumične kosmološke konstante u različitim univerzumima, a samo je slučajnost da onaj koji imamo u našem univerzumu ima vrijednost koju opažamo", kaže Dan Heling, kosmolog sa Univerziteta Arizona i stručnjak za teoriju multiverzuma.

Teorija multiverzuma: zapažanja i dokazi

Zanimljivo, još jedan dokaz postojanja crtića su zapažanja - u našem svemiru se moralo dogoditi toliko mnogo stvari da postojanje života izgleda nevjerovatno. A da postoji samo jedan Univerzum, najvjerovatnije ne bi trebalo biti života u njemu. Ali u multiverzumu, vjerovatnoća života je mnogo veća. Ali ova teorija se teško može nazvati uvjerljivom, zbog čega većina naučnika ostaje skeptična prema ideji multiverzuma.

Pa ipak, mnogi su pokušali pronaći više fizičkih, uvjerljivih dokaza o njegovom postojanju. Na primjer, ako se susjedni univerzum davno našao u blizini našeg, možda se sudario s njim, ostavljajući primjetan otisak.

Ovaj otisak bi mogao biti u obliku izobličenja u kosmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju ili reliktnom zračenju (svjetlo zaostalo od vremena kada je svemir bio milion puta manji nego što je danas) ili u čudnim svojstvima galaksija u smjeru sudara, prema radu koji su objavili istraživači sa University College London…

Neki astrofizičari otišli su još dalje, tražeći posebne vrste crnih rupa koje bi mogle biti artefakti iz dijelova našeg svemira koji su se odvojili u svoj svemir kroz proces koji se zove kvantno tuneliranje.

Kada bi se neka područja našeg univerzuma podijelila na ovaj način, za sobom bi ostavili "mjehuriće" u našem svemiru, koji bi se pretvorili u ove jedinstvene crne rupe, koje bi, prema istraživačima, "možda postojale i danas".

"Potencijalno otkriće ovih crnih rupa moglo bi ukazati na postojanje multiverzuma", kažu teoretičari. Međutim, sve ove vrste potrage do sada nisu vodile nikuda, tako da danas Multiverzum ostaje hipotetički.

Teorija multiverzuma: Pozadinsko zračenje

Godine 1964. fizičari Arno Penzias i Robert Wilson radili su u Bell Laboratories u Holmdelu, New Jersey, stvarajući ultra-osjetljive mikrotalasne prijemnike za posmatranja radio astronomije. Ali šta god da su radili, nisu uspjeli da oslobode prijemnike pozadinske radio buke, koja je, začudo, izgledala kao da dolazi iz svih pravaca u isto vrijeme.

Penzias je kontaktirao fizičara sa Univerziteta Princeton Roberta Dickea, koji je teoretizirao da bi radio šum mogao biti kosmičko mikrovalno pozadinsko zračenje (CMB), koje je primarno mikrovalno zračenje koje ispunjava svemir.

Ovo je priča o otkriću CMB-a, jednostavnog i elegantnog. Za svoje otkriće, Penzias i Wilson su 1978. dobili Nobelovu nagradu za fiziku, i to s dobrim razlogom. Njihov rad uveo je novu eru kosmologije, omogućavajući naučnicima da proučavaju i razumiju svemir kao nikada prije.

Zanimljivo je da je rad fizičara doveo i do jednog od najneverovatnijih otkrića u novijoj istoriji: jedinstvene karakteristike reliktnog zračenja mogu biti prvi direktni dokaz da beskonačan broj svetova izvan poznatog univerzuma zaista postoji. Međutim, da bismo ispravno razumjeli ovu neobičnu izjavu, potrebno je otputovati na početak vremena.

Teorija multiverzuma: Veliki prasak

Prema općeprihvaćenoj teoriji o nastanku svemira, tokom prvih nekoliko stotina hiljada godina nakon Velikog praska, naš svemir je bio ispunjen nevjerovatno vrućom plazmom, koja se sastojala od jezgara, elektrona i fotona koji su raspršili svjetlost.

Za oko 380.000 godina, kontinuirano širenje našeg univerzuma ga je ohladilo na temperature ispod 3.000 Kelvina, što je omogućilo elektronima da se stapaju s jezgrima i formiraju neutralne atome, a apsorpcija slobodnih elektrona omogućila je svjetlosti da osvijetli tamu.

Dokaz za to - u obliku prethodno spomenutog CMB-a - je ono što su Penzias i Wilson pronašli. Njihovo otkriće je na kraju pomoglo u uspostavljanju teorije Velikog praska.

Tokom mnogo eona, tekuća ekspanzija je hladila naš univerzum na temperaturu od samo oko 2,7K, ali ova temperatura je neujednačena. Razlike u temperaturi nastaju zbog činjenice da je materija neravnomjerno raspoređena po svemiru. Vjeruje se da je to uzrokovano malim fluktuacijama u kvantnoj gustini koje su se dogodile neposredno nakon Velikog praska.

2017. istraživači sa Univerziteta Durham u Velikoj Britaniji objavili su rad koji sugerira da CMB otisci (zvani hladne točke) mogu biti dokaz drugih svjetova. Autori su pretpostavili da su se mrlje u mikrovalnom pozadinskom zračenju pojavile kao rezultat sudara našeg svemira s drugim svemirom.

Općenito, mrlje u reliktnom zračenju mogu se smatrati prvim dokazom postojanja multiverzuma - milijardi drugih univerzuma, sličnih našem, - pišu istraživači.

Teorija multiverzuma: tamna materija

Još jedan dokaz u riznici teorije multiverzuma dodaje novu, izuzetno zanimljivu studiju. Njegovi rezultati, piše Vice, sugeriraju da crne rupe nastale iz kolapsiranih svemira stvaraju tamnu materiju, a naš vlastiti svemir može izgledati kao crna rupa za autsajdere.

Imajte na umu da je tamna materija nevidljiva supstanca koja čini većinu mase Univerzuma - iako ne emituje svjetlost koja se može detektirati, ona i dalje postoji, budući da ima gravitacijski učinak na jata galaksija i druge objekte koji emituju u svemiru.

Predložen je vrtoglav niz hipoteza za objašnjenje tamne materije, ali sada su naučnici sugerirali da su primordijalne crne rupe, hipotetski objekti koji datiraju iz ranih dana svemira, "izdrživi kandidati za tamnu materiju". Do ovog zaključka došao je međunarodni tim istraživača iz Sjedinjenih Država, Japana i Tajvana, u radu objavljenom u naučnom časopisu Physical Review Letters u januaru ove godine.

Pa ipak, u ovom trenutku, svi ovi koncepti su spekulativni, iako fizičari očekuju da će novi načini promatranja sofisticiranim teleskopima u narednim godinama pomoći u odgovoru na mnoga pitanja.

Teorija multiverzuma: Ponovo inflacija

Slavni britanski teorijski fizičar Stephen Hawking umro je 14. marta 2018. nakon što je decenijama proveo vezan za invalidska kolica i ovisan o sintisajzeru govora zbog patnje uzrokovane amiotrofičnom lateralnom sklerozom. Posljednji istraživački rad naučnika, objavljen samo 10 dana prije njegove smrti, napisan je zajedno sa profesorom teorijske fizike Thomasom Hertogom i odnosio se na multiverzum.

U članku pod naslovom "Glatki put iz trajne inflacije?" Hawking i Hertog su teoretizirali da bi se brzo širenje prostor-vremena nakon Velikog praska moglo ponavljati, stvarajući više svemira.

Njihov rad je u suštini produžetak Teorije inflacije, koja sugerira da je prije Velikog praska svemir bio ispunjen energijom koja je bila dio samog svemira, te da je energija uzrokovala eksponencijalno širenje prostora. Upravo je ta energija dovela do Velikog praska, i to je ono o čemu smo ranije govorili.

Međutim, budući da je inflacija, kao i sve ostalo, kvantne prirode, to znači da u svemiru moraju postojati područja svemira u kojima prestaje inflacija i počinje Veliki prasak. Međutim, ove oblasti se nikada ne mogu sudariti jedna s drugom, jer su razdvojene područjima napuhanog prostora.

Teorija multiverzuma: kritika i zaključci

U zaključku, treba reći da kada neko govori o teoriji multiverzuma, to može zvučati i drsko i skromno u isto vrijeme. Ali mnogi fizičari imaju potpuno drugačiju reakciju: po njihovom mišljenju, ideja multiverzuma je nenaučna i možda čak "opasna" po tome što može dovesti do pogrešno usmjerenih znanstvenih napora.

Na primjer, Paul Steinhardt, profesor prirodnih nauka na Univerzitetu Princeton, nazvao je teoriju multiverzuma "Teorijom bilo čega", budući da je kompatibilna sa proizvoljnim posmatranjem i stoga nema nikakvu empirijsku pristrasnost.

Na ovaj ili onaj način, unatoč kritici teorije pluraliteta svjetova, podaci naučnih istraživanja (od kojih su neki opisani u ovom članku) omogućavaju iznošenje čak i takvih naizgled suludih teorija. Na kraju krajeva, da se vratimo na analogiju s mravinjakom, šta znamo o svijetu u kojem živimo?