Postoje li paralelni svjetovi?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Fizička stvarnost može biti mnogo opsežnija od pukog dijela prostora u vremenu koji nazivamo Svemirom. Naše svemirsko okruženje može se konstruirati u nevjerojatnim razmjerima, a naši astronomski instrumenti nevjerojatno su ograničeni. Mi, poput mrava, ne znamo koliki je svijet izvan mravinjaka.

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

Drugim riječima, dopuštajući primjenu kvantnih fluktuacija na Svemir, praktički smo prisiljeni priznati postojanje paralelnih svjetova. Zanimljivo je i da kombinacija teorije struna i "vječne" verzije inflatorne kozmologije (kada se govori o inflatornom modelu Svemira) daje prirodnu osnovu za tzv. "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 hipotetski događaj koji se dogodio kada je naš svemir bio vrlo mlad - manje od drugi stari. Prema NASA-i, u nevjerojatno kratkom vremenskom razdoblju, Svemir je prošao kroz period brzog širenja, „nabujanja“, postajao sve veći i veći.

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

Dakle, dok je inflacija završila u našem svemiru, mogle bi postojati druge, mnogo udaljenije regije u kojima se inflacija nastavila – i nastavlja se upravo sada. Štoviše, individualni svemiri, prema LiveScienceu, mogu "odštinuti" veće svemire koji se šire, stvarajući beskrajno more vječne inflacije, ispunjeno brojnim pojedinačnim svemirima.

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

To može objasniti zašto naš svemir ima svojstva koja posjeduje, a posebno ona koja je teško objasniti pomoću pojmova kao što su tamna tvar ili kozmološka konstanta. "Kada bi postojao multiverzum, tada bismo imali nasumične kozmološke konstante u različitim svemirima, a samo je slučajnost da onaj koji imamo u našem svemiru ima vrijednost koju promatramo", kaže Dan Heling, kozmolog sa Sveučilišta Arizona i stručnjak za teoriju multiverzuma.

Teorija multiverzuma: zapažanja i dokazi

Zanimljivo, još jedan dokaz postojanja crtića su opažanja – u našem Svemiru se moralo dogoditi toliko stvari da se postojanje života čini nevjerojatnim. A da postoji samo jedan Svemir, najvjerojatnije u njemu ne bi trebalo biti života. Ali u multiverzumu je vjerojatnost života puno veća. Ali ova teorija se teško može nazvati uvjerljivom, zbog čega većina znanstvenika ostaje skeptična prema ideji multiverzuma.

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

Taj bi otisak mogao biti u obliku izobličenja u kozmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju ili reliktnom zračenju (svjetlo preostalo od vremena kada je svemir bio milijun 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 vlastiti svemir kroz proces koji se zove kvantno tuneliranje.

Kada bi se neka područja našeg svemira 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 te vrste pretraživanja do sada nisu vodile nikamo, pa je danas Multiverzum ostao hipotetski.

Teorija multiverzuma: pozadinsko zračenje

Godine 1964. fizičari Arno Penzias i Robert Wilson radili su u Bell Laboratories u Holmdelu, New Jersey, stvarajući ultraosjetljive mikrovalne prijemnike za promatranja radioastronomije. No, što god da su učinili, nisu uspjeli riješiti prijamnike pozadinske radijske buke, za koju se, začudo, činilo da istovremeno dolazi sa svih strana.

Penzias je kontaktirao fizičara sa Sveučilišta Princeton Roberta Dickea, koji je teoretizirao da bi radio šum mogao biti kozmičko 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 kozmologije, dopuštajući znanstvenicima da proučavaju i razumiju svemir kao nikad prije.

Zanimljivo je da je rad fizičara doveo i do jednog od najnevjerojatnijih otkrića u novijoj povijesti: jedinstvene značajke reliktnog zračenja mogu biti prvi izravni dokaz da beskonačan broj svjetova izvan poznatog svemira doista postoji. Međutim, da bismo ispravno razumjeli ovu neobičnu izjavu, potrebno je otputovati na početak vremena.

Teorija multiverzuma: Veliki prasak

Prema općeprihvaćenoj teoriji nastanka svemira, tijekom prvih nekoliko stotina tisuća godina nakon Velikog praska, naš svemir je bio ispunjen nevjerojatno vrućom plazmom, koja se sastojala od jezgri, elektrona i fotona koji su raspršivali svjetlost.

Za otprilike 380 000 godina, kontinuirano širenje našeg svemira ohladilo ga je na temperature ispod 3 000 Kelvina, što je omogućilo elektronima da se stapaju s jezgrama u 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 pronašli Penzias i Wilson. Njihovo otkriće u konačnici je pomoglo uspostavi teorije Velikog praska.

Tijekom mnogih eona, tekuća ekspanzija hladila je naš svemir na temperaturu od samo oko 2,7K, ali ta temperatura je neujednačena. Razlike u temperaturi nastaju zbog činjenice da je materija neravnomjerno raspoređena po svemiru. Vjeruje se da je to uzrokovano malim fluktuacijama kvantne gustoće koje su se dogodile neposredno nakon Velikog praska.

Godine 2017., istraživači sa Sveučilišta Durham u Velikoj Britaniji objavili su rad koji sugerira da CMB otisci (zvane 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 svemira, sličnih našem, - pišu istraživači.

Teorija multiverzuma: tamna materija

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

Imajte na umu da je tamna tvar nevidljiva tvar koja čini većinu mase svemira - iako ne emitira svjetlo koje se može detektirati, ona i dalje postoji, budući da ima gravitacijski učinak na nakupine galaksija i drugih objekata koji emitiraju u svemiru.

Predložen je vrtoglav niz hipoteza za objašnjenje tamne tvari, ali sada su znanstvenici sugerirali da su primordijalne crne rupe, hipotetski objekti koji datiraju iz ranih dana svemira, "izvediv kandidat za tamnu tvar". Do ovog je zaključka došao međunarodni tim istraživača iz Sjedinjenih Država, Japana i Tajvana, u radu objavljenom u znanstvenom časopisu Physical Review Letters u siječnju ove godine.

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

Teorija multiverzuma: Opet inflacija

Slavni britanski teorijski fizičar Stephen Hawking preminuo je 14. ožujka 2018. nakon što je desetljećima proveo vezan u invalidskim kolicima i ovisan o sintetizatoru govora zbog patnje uzrokovane amiotrofičnom lateralnom sklerozom. Posljednji istraživački rad znanstvenika, objavljen samo 10 dana prije njegove smrti, napisan je zajedno s profesorom teorijske fizike Thomasom Hertogom i odnosio se na multiverzum.

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

Njihov rad je u biti proširenje Teorije inflacije, koja sugerira da je prije Velikog praska svemir bio ispunjen energijom koja je bila dio samog prostora, te da je energija uzrokovala eksponencijalno širenje prostora. Upravo je ta energija dovela do Velikog praska, a 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 prostora gdje inflacija prestaje i počinje Veliki prasak. Međutim, ta područja se nikada ne mogu sudariti jedna s drugom, budući da su odvojena područjima napuhanog prostora.

Teorija multiverzuma: kritika i zaključci

Zaključno, treba reći da kada netko 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 neznanstvena i možda čak "opasna" po tome što može dovesti do pogrešno usmjerenih znanstvenih napora.

Na primjer, Paul Steinhardt, profesor prirodnih znanosti na Sveučilištu Princeton, nazvao je teoriju multiverzuma "Teorija svega", budući da je kompatibilna s proizvoljnim promatranjem i stoga nema nikakvu empirijsku pristranost.

Na ovaj ili onaj način, unatoč kritici teorije pluraliteta svjetova, podaci znanstvenih istraživanja (od kojih su neka opisana u ovom članku) omogućuju iznošenje čak i takvih naizgled suludih teorija. Uostalom, vraćajući se analogiji s mravinjakom, što znamo o svijetu u kojem živimo?