Hvordan et oppblåsende univers kan skape et multivers

By Paul Sutter published May 24, 2019

Paul M. Sutter  er astrofysiker ved Ohio State University , vert for " Ask a Spaceman " og " Space Radio " og forfatter av " Your Place in the Universe ." Sutter bidro med denne artikkelen til Space.coms Expert Voices: Op-Ed & Insights .

Det er en flerårig sci-fi-favoritt: andre verdener, andre universer, andre muligheter, rett utenfor grensene til det kjente kosmos eller bare et knips med en magisk enhet unna. Kanskje de andre verdenene er uhyggelig like å eie bortsett fra en merkelig liten forandring i historien. Kanskje de er radikalt forskjellige, med nye og rare og fantastiske typer liv. Kanskje de er så forskjellige at fysikkens grunnleggende regler ikke engang gjelder der.

Jeg snakker selvfølgelig om multiverset - muligheten for at det er andre distinkte universer et sted der ute.

Relatert: 5 grunner til at vi kan leve i et multivers - Men finnes de?
 

Blåse bobler
Multiversideen dukker opp i noen få forskjellige områder innen vitenskap, filosofi og til og med religion. Innenfor fysikken i seg selv dukker muligheten for andre verdener opp i kvantemekanikk (spesielt gjennom tolkningen av "mange verdener", der hvert tilfeldig resultat i en interaksjon forgrener seg fra nye universer der hvert resultat blir realisert) og strengteori (der forskjellige arrangementer av små, sammenrullede ekstra dimensjoner fører til forskjellig fysikk i deres egne univers). 

Disse ideene er morsomme å snakke om, men kanskje den mest fristende veien til multiverset er gjennom vår forståelse av de tidligste øyeblikkene i selve universet: inflasjonsperioden.

Så godt vi kan fortelle, gjennomgikk det ekstremt tidlige universet en periode med utrolig rask ekspansjon : inflasjon. Forskere teoretiserer at denne epoken ble drevet av et eksotisk kvantefelt - en boblende, skummende energi bakt inn i selve rom-tidens vakuum - som fikk universet til å nesten revne seg selv med intensiteten av utvidelsen. Men snart mistet det feltet sin ånd og forfalt til svermen av partikler som nå bor i dagens univers.

Og det var i denne inflasjonsepoken at et multivers hadde en levedyktig sjanse til å dukke opp . Se for deg det tidlige, inflasjonsdominerte universet som et gigantisk brød med hevende brød. Historien jeg nettopp fortalte antar at inflasjonen starter og stopper jevnt gjennom hele kosmos; hele brødet slutter å heve i nøyaktig samme øyeblikk.

Hvordan lage et Multivers

Men uansett hva som drev inflasjonen var et kvantefelt, noe som betyr at vi ikke kan anta at ting er så enkelt. Noen deler av feltet var bare tilfeldig mer energiske enn andre, mens andre steder var mer sedate. Det er bare den tilfeldige naturen til livet i en kvanteverden.

Så vårt brød er ikke akkurat ensartet. Noen deler av det kan slutte å heve, klype seg av og isolere seg, mens resten av brødet fortsetter å heve. Og siden det alltid vil være en del av brødet som hever raskere enn gjennomsnittet, kan du nå forestille deg et brød som fortsetter å heve i evigheter, med små biter og lommer her og der som tilfeldig fanger en sakte porsjon og klyper seg av.

Hver av de avklemte bitene er sitt eget unike univers, bare en boble av mange i multiverset. Dessuten bestemmer detaljene ved slutten av inflasjonen en haug med viktige fysiske egenskaper, som styrken til naturkreftene og partiklenes masse (detaljene avhenger av den spesielle inflasjonsmodellen). Vi snakker ting som massen til elektronet og antall partikkelarter. Virkelig viktige ting.

Og siden hvert av disse avklemte bobleuniversene avslutter inflasjon på sin egen unike og spesielle måte, får hvert av bobleuniversene sitt eget unike sett med fysikk.

Lever vi i et Multivers?

Se for deg to såpebobler som gnir seg mot hverandre; dette avtrykket vil ha form av en merkelig sirkel på himmelen (der "rarheten" avhenger av hva slags univers vi kan krysse). Naturligvis har vi ikke funnet noen slike spor etter et multivers.

Uten direkte bevis er det vanskelig å bedømme levedyktigheten til ideen om multivers-fra-inflasjon. Det kan være et generisk resultat av alle inflasjonsteorier, slik at hvis vi er i stand til å finne sterkere bevis for inflasjon, kan vi også demonstrere eksistensen av multiverset. Men akkurat nå forstår vi ikke helt inflasjonsmekanikken, så det er ikke mye å gå på.

Og her er et annet spørsmål å tenke på. Hvis du endret fysikken i universet vårt bare litt, ville livet slik vi kjenner det være umulig. Hvorfor befinner vi oss i et så spesielt univers, hvor vår type liv kan overleve? Er det kanskje på grunn av alle boblene i multiverset, selvfølgelig ville vi befinne oss i en av de få som er i stand til å utløse intelligens? (Ellers ville vi ikke vært klar over det.) Eller er det noe mye dypere? Er dette i det hele tatt et spørsmål for vitenskapen?

Kanskje et annet univers har alle svarene