Vai pastāv paralēlās pasaules?

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Fiziskā realitāte var būt daudz plašāka nekā tikai telpas gabals laikā, ko mēs saucam par Visumu. Mūsu kosmosa vidi var konstruēt neticamā mērogā, un mūsu astronomiskie instrumenti ir neticami ierobežoti. Mēs, tāpat kā skudras, nezinām, cik milzīga ir pasaule ārpus skudru pūžņa.

Tātad daži teorētiskie fiziķi nopietni apsver multiversuma teoriju, saskaņā ar kuru mūsu pasaule ir tikai viena no daudzajām. Turklāt, piemērojot kvantu teoriju Visumam, mēs esam spiesti atzīt, ka tas vienlaikus pastāv daudzos stāvokļos.

Citiem vārdiem sakot, pieļaujot kvantu svārstību piemērošanu Visumam, mēs praktiski esam spiesti atzīt paralēlo pasauļu esamību. Interesanti ir arī tas, ka stīgu teorijas un inflācijas kosmoloģijas "mūžīgās" versijas (runājot par Visuma inflācijas modeli) kombinācija nodrošina dabisku pamatu tā sauktajam "ainavas multiversam".

Multiversu teorija: inflācija

Sākumā multiversuma jēdziens parādās vairākās fizikas (un filozofijas) jomās vienlaikus, bet visspilgtākais piemērs ir inflācijas teorija, kas apraksta hipotētisku notikumu, kas notika laikā, kad mūsu Visums bija ļoti jauns - mazāk nekā otrais vecais. Pēc NASA domām, Visums neticami īsā laika posmā ir izgājis cauri straujas izplešanās, "pietūkuma" periodam, kļūstot lielāks un lielāks.

Tiek uzskatīts, ka inflācija mūsu Visumā beidzās apmēram pirms 14 miljardiem gadu. Tomēr inflācija nebeidzas visur vienlaikus. Pētnieki uzskata, ka, iespējams, inflācijai beidzoties vienā reģionā, tā turpinās arī citos.

Tādējādi, lai gan inflācija mūsu Visumā beidzās, varētu būt citi, daudz attālāki reģioni, kur inflācija turpinājās un turpinās arī tagad. Turklāt atsevišķi Visumi, saskaņā ar LiveScience datiem, var "izspiest" lielākus, uzbriestošus, izplešas Visumus, radot nebeidzamu mūžīgas inflācijas jūru, kas piepildīta ar daudziem atsevišķiem Visumiem.

Šajā mūžīgās inflācijas scenārijā katrs Visums rastos ar saviem fizikas likumiem, savu daļiņu kolekciju, savu spēku izvietojumu un savām fundamentālo konstantu vērtībām, saka pētnieki.

Tas var izskaidrot, kāpēc mūsu Visumam ir īpašības, kas tam piemīt, un jo īpaši tās, kuras ir grūti izskaidrot, izmantojot tādus jēdzienus kā tumšā viela vai kosmoloģiskā konstante. "Ja būtu multiversums, tad mums būtu nejaušas kosmoloģiskās konstantes dažādos Visumos, un tā ir tikai sakritība, ka viena, kas ir mūsu Visumā, iegūst vērtību, ko mēs novērojam," saka Dens Helings, universitātes kosmologs. Arizona un eksperts multiversu teorijā.

Multiversu teorija: novērojumi un pierādījumi

Interesanti, ka vēl viens multfilmas esamības pierādījums ir novērojumi – mūsu Visumā bija jānotiek tik daudzām lietām, ka dzīvības pastāvēšana šķiet neticama. Un, ja būtu tikai viens Visums, visticamāk, dzīvībai tajā nevajadzētu būt. Bet multiversā dzīvības iespējamība ir daudz lielāka. Taču šo teoriju diez vai var saukt par pārliecinošu, tāpēc lielākā daļa zinātnieku joprojām ir skeptiski noskaņoti pret multiversuma ideju.

Un tomēr daudzi ir mēģinājuši atrast vairāk fizisku, pārliecinošu pierādījumu tās esamībai. Piemēram, ja kaimiņos esošais Visums jau sen atradās netālu no mūsu Visuma, iespējams, tas ar to sadūrās, atstājot ievērojamu nospiedumu.

Šis nospiedums varētu būt izkropļojumi kosmiskajā mikroviļņu fona starojumā vai reliktajā starojumā (gaisma, kas palika no laika, kad Visums bija miljons reižu mazāks nekā šodien), vai dīvainās galaktiku īpašības sadursmes virzienā, saskaņā ar Londonas Universitātes koledžas pētnieku publicēto rakstu. …

Daži astrofiziķi ir gājuši vēl tālāk, meklējot īpašus melno caurumu veidus, kas varētu būt artefakti no mūsu Visuma daļām, kas sadalās savā Visumā, izmantojot procesu, ko sauc par kvantu tunelēšanu.

Ja daži mūsu Visuma apgabali tiktu sadalīti šādā veidā, tie atstātu aiz sevis "burbuļus" mūsu Visumā, kas pārvērstos par šiem unikālajiem melnajiem caurumiem, kas, pēc pētnieku domām, "var pastāvēt šodien".

"Šo melno caurumu iespējamā atklāšana varētu norādīt uz multiversuma esamību," saka teorētiķi. Tomēr visi šie meklējumu veidi līdz šim nekur nav noveduši, tāpēc šodien Multiversums paliek hipotētisks.

Multiversu teorija: fona starojums

1964. gadā fiziķi Arno Penziass un Roberts Vilsons strādāja Bell Laboratories Holmdelā, Ņūdžersijā, radot īpaši jutīgus mikroviļņu uztvērējus radioastronomijas novērojumiem. Bet ko viņi darīja, viņiem neizdevās atbrīvot uztvērējus no fona radio trokšņiem, kas, dīvainā kārtā, šķita vienlaikus nākuši no visām pusēm.

Penziass sazinājās ar Prinstonas universitātes fiziķi Robertu Diku, kurš izvirzīja teoriju, ka radiotroksnis varētu būt kosmiskais mikroviļņu fona starojums (CMB), kas ir primārais mikroviļņu starojums, kas piepilda Visumu.

Šis ir stāsts par CMB atklāšanu, vienkāršs un elegants. Par atklājumu Penziass un Vilsons 1978. gadā saņēma Nobela prēmiju fizikā, un tas bija pamatoti. Viņu darbs ievadīja jaunu kosmoloģijas ēru, ļaujot zinātniekiem pētīt un izprast Visumu kā nekad agrāk.

Interesanti, ka fiziķu darbs noveda arī pie viena no pārsteidzošākajiem atklājumiem nesenajā vēsturē: relikvijas starojuma unikālās iezīmes var būt pirmais tiešais pierādījums tam, ka ārpus zināmā Visuma patiešām pastāv bezgalīgs skaits pasauļu. Tomēr, lai pareizi saprastu šo neparasto apgalvojumu, ir jāveic ceļojums uz laika sākumu.

Multiversu teorija: lielais sprādziens

Saskaņā ar vispārpieņemto teoriju par Visuma izcelsmi, pirmos vairākus simtus tūkstošus gadu pēc Lielā sprādziena mūsu Visums bija piepildīts ar neticami karstu plazmu, kas sastāvēja no kodoliem, elektroniem un fotoniem, kas izkliedēja gaismu.

Aptuveni 380 000 gadu nepārtrauktā mūsu Visuma paplašināšanās to atdzesēja līdz temperatūrai, kas zemāka par 3000 kelviniem, kas ļāva elektroniem saplūst ar kodoliem, veidojot neitrālus atomus, un brīvo elektronu absorbcija ļāva gaismai apgaismot tumsu.

Pierādījums tam - iepriekš pieminētā CMB formā - ir tas, ko atrada Penziass un Vilsons. Viņu atklājums galu galā palīdzēja izveidot Lielā sprādziena teoriju.

Daudzus eonus notiekošā izplešanās ir atdzesējusi mūsu Visumu tikai līdz aptuveni 2,7 K temperatūrai, taču šī temperatūra ir nevienmērīga. Temperatūras atšķirības rodas tāpēc, ka viela ir nevienmērīgi sadalīta visā Visumā. Tiek uzskatīts, ka to izraisa nelielas kvantu blīvuma svārstības, kas notika tieši pēc Lielā sprādziena.

2017. gadā pētnieki no Durhamas universitātes Apvienotajā Karalistē publicēja rakstu, kurā teikts, ka CMB izdrukas (sauktas par aukstajām vietām) var liecināt par citām pasaulēm. Autori izvirzīja hipotēzi, ka plankumi mikroviļņu fona starojumā parādījās mūsu Visuma un cita Visuma sadursmes rezultātā.

Kopumā plankumus reliktajā starojumā var uzskatīt par pirmajiem pierādījumiem par multiversa eksistenci - miljardiem citu Visumu, līdzīgu mūsu pašu, - raksta pētnieki.

Multiversu teorija: tumšā matērija

Vēl viens pierādījums Multiverse teorijas kasē pievieno jaunu, ārkārtīgi interesantu pētījumu. Viņa rezultāti, raksta Vice, liecina, ka melnie caurumi, kas veidojas no sabrukušiem Visumiem, rada tumšo vielu, un mūsu pašu Visums var izskatīties kā melns caurums nepiederošajiem.

Ņemiet vērā, ka tumšā viela ir neredzama viela, kas veido lielāko daļu Visuma masas - lai gan tā neizstaro nosakāmu gaismu, tā joprojām pastāv, jo tai ir gravitācijas ietekme uz galaktiku kopām un citiem izstarojošiem objektiem kosmosā.

Ir ierosināts reibinošs hipotēžu klāsts, lai izskaidrotu tumšo matēriju, taču tagad zinātnieki ir izteikuši domu, ka pirmatnējie melnie caurumi, hipotētiski objekti, kas datēti ar Visuma pirmsākumiem, "ir dzīvotspējīgs kandidāts tumšajai matērijai". Pie šāda secinājuma nonākusi starptautiska pētnieku komanda no ASV, Japānas un Taivānas rakstā, kas publicēts zinātniskajā žurnālā Physical Review Letters šī gada janvārī.

Un tomēr šobrīd visi šie jēdzieni ir spekulatīvi, lai gan fiziķi sagaida, ka nākamajos gados jauni novērošanas veidi ar sarežģītiem teleskopiem palīdzēs atbildēt uz daudziem jautājumiem.

Multiversu teorija: Atkal inflācija

Slavenais britu teorētiskais fiziķis Stīvens Hokings nomira 2018. gada 14. martā pēc tam, kad viņš bija pavadījis gadu desmitus ratiņkrēslā un atkarīgs no runas sintezatora amiotrofiskās laterālās sklerozes izraisīto ciešanu dēļ. Pēdējais zinātnieka pētnieciskais darbs, kas publicēts tikai 10 dienas pirms viņa nāves, tika uzrakstīts kopā ar teorētiskās fizikas profesoru Tomasu Hertogu un attiecās uz multiversu.

Rakstā ar nosaukumu "Gluda izeja no mūžīgās inflācijas?" Hokings un Hertogs izvirzīja teoriju, ka straujā telpas laika paplašināšanās pēc Lielā sprādziena varētu notikt atkārtoti, radot vairākus Visumus.

Viņu darbs būtībā ir inflācijas teorijas paplašinājums, kas liecina, ka pirms Lielā sprādziena Visums bija piepildīts ar enerģiju, kas bija daļa no pašas telpas, un šī enerģija izraisīja telpas eksponenciālu paplašināšanos. Tā bija šī enerģija, kas izraisīja Lielo sprādzienu, un par to mēs runājām iepriekš.

Tomēr, tā kā inflācijai, tāpat kā visam pārējam, ir kvantu raksturs, tas nozīmē, ka Visumā ir jābūt kosmosa reģioniem, kur beidzas inflācija un sākas Lielais sprādziens. Tomēr šīs zonas nekad nevar sadurties viena ar otru, jo tās atdala piepūšamās telpas zonas.

Multiversu teorija: kritika un secinājumi

Noslēgumā jāsaka, ka, kad kāds runā par multiversuma teoriju, tas var izklausīties gan uzpūtīgi, gan pazemīgi vienlaikus. Taču daudziem fiziķiem ir pavisam cita reakcija: pēc viņu domām, ideja par multiversu ir nezinātniska un, iespējams, pat "bīstama", jo tā var novest pie nepareiziem zinātniskiem centieniem.

Piemēram, Prinstonas Universitātes dabaszinātņu profesors Pols Steinhards daudzversuma teoriju nosauca par "jebkas teoriju", jo tā ir savietojama ar patvaļīgu novērojumu un tāpēc tai nav empīriskas novirzes.

Tā vai citādi, neskatoties uz pasauļu daudzveidības teorijas kritiku, zinātnisko pētījumu dati (no kuriem daži ir aprakstīti šajā rakstā) ļauj izvirzīt pat šādas šķietami vājprātīgas teorijas. Galu galā, atgriežoties pie skudru pūžņa analoģijas, ko mēs zinām par pasauli, kurā dzīvojam?