Is daar parallelle wêrelde?

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Fisiese werklikheid kan baie meer omvangryk wees as net 'n stukkie ruimte in tyd wat ons die Heelal noem. Ons ruimte-omgewing kan op 'n ongelooflike skaal gebou word, en ons astronomiese instrumente is ongelooflik beperk. Ons, soos miere, weet nie hoe groot die wêreld buite die miershoop is nie.

Sommige teoretiese fisici oorweeg dus ernstig die teorie van die multiversum, waarvolgens ons wêreld net een van vele is. Deur kwantumteorie op die heelal toe te pas, word ons gedwing om te erken dat dit gelyktydig in baie state bestaan.

Met ander woorde, deur die toepassing van kwantumskommelings op die Heelal toe te laat, word ons feitlik gedwing om die bestaan van parallelle wêrelde te erken. Dit is ook interessant dat die kombinasie van snaarteorie en die "ewige" weergawe van inflasionêre kosmologie (praat van die inflasionêre model van die Heelal) 'n natuurlike basis bied vir die sogenaamde "landskap-multiversum".

Multiverse teorie: Inflasie

Om mee te begin, kom die konsep van die multiversum in verskeie areas van fisika (en filosofie) gelyktydig na vore, maar die treffendste voorbeeld is die teorie van inflasie, wat 'n hipotetiese gebeurtenis beskryf wat plaasgevind het toe ons heelal baie jonk was - minder as 'n tweede oud. Volgens NASA het die Heelal in 'n ongelooflike kort tydperk deur 'n tydperk van vinnige uitbreiding gegaan, "opswel", wat groter en groter geword het.

Daar word geglo dat inflasie in ons heelal ongeveer 14 miljard jaar gelede geëindig het. Inflasie eindig egter nie oral op dieselfde tyd nie. Die navorsers glo dat dit miskien in ander streke voortduur, aangesien inflasie in een streek eindig.

Dus, terwyl inflasie in ons heelal geëindig het, kan daar ander, baie meer verafgeleë streke wees waar inflasie voortgeduur het – en tans voortduur. Boonop kan individuele heelalle, volgens LiveScience, groter, swellende, uitdyende heelalle "afknyp", wat 'n eindelose see van ewige inflasie skep, gevul met talle individuele heelalle.

In hierdie scenario van ewige inflasie, sou elke heelal ontstaan met sy eie fisikawette, sy eie versameling deeltjies, sy eie opstel van kragte en sy eie waardes van fundamentele konstantes, sê die navorsers.

Dit kan verklaar waarom ons heelal eienskappe het waaroor dit beskik, en veral dié wat moeilik is om te verduidelik met behulp van konsepte soos donker materie of die kosmologiese konstante. "As daar 'n multiversum was, dan sou ons ewekansige kosmologiese konstantes in verskillende heelalle gehad het, en dit is net 'n toeval dat die een wat ons in ons heelal het, die waarde neem wat ons waarneem," sê Dan Heling, 'n kosmoloog aan die Universiteit Arizona en kenner in multiverse teorie.

Multiverse teorie: waarnemings en bewyse

Interessant genoeg is nog 'n bewys van die bestaan van die spotprent waarnemings - in ons Heelal moes soveel dinge gebeur dat die bestaan van lewe ongelooflik lyk. En as daar net een Heelal was, behoort daar heel waarskynlik nie lewe in te wees nie. Maar in die multiversum is die waarskynlikheid van lewe baie hoër. Maar hierdie teorie kan skaars oortuigend genoem word, en daarom bly die meeste wetenskaplikes skepties oor die idee van 'n multiversum.

En tog het baie probeer om meer fisiese, oortuigende bewyse van die bestaan daarvan te vind. Byvoorbeeld, as 'n naburige heelal lank gelede toevallig naby ons s'n was, het dit dalk daarmee gebots en 'n merkbare afdruk gelaat.

Hierdie afdruk kan wees in die vorm van vervormings in die kosmiese mikrogolf-agtergrondstraling of oorblyfselstraling (lig wat oorgebly het van toe die heelal 'n miljoen keer kleiner was as wat dit vandag is) of in die vreemde eienskappe van sterrestelsels in die rigting van die botsing, volgens 'n referaat gepubliseer deur navorsers by University College London. …

Sommige astrofisici het selfs verder gegaan, op soek na spesiale soorte swart gate wat artefakte kan wees van dele van ons heelal wat in hul eie heelal verdeel het deur 'n proses wat kwantumtonneling genoem word.

As sommige areas van ons heelal op hierdie manier verdeel word, sou hulle "borrels" in ons heelal agterlaat, wat in hierdie unieke swart gate sou verander, wat volgens die navorsers "vandag dalk bestaan."

"Die potensiële ontdekking van hierdie swart gate kan dan die bestaan van 'n multiversum aandui," sê teoretici. Al hierdie tipe soektogte het egter tot dusver nêrens gelei nie, so vandag bly die Multiverse hipoteties.

Multiverse-teorie: Agtergrondstraling

In 1964 het fisici Arno Penzias en Robert Wilson by Bell Laboratories in Holmdel, New Jersey gewerk en ultra-sensitiewe mikrogolfontvangers vir radio-astronomie-waarnemings geskep. Maar wat hulle ook al gedoen het, hulle het nie daarin geslaag om die ontvangers van die agtergrondradiogeraas te ontslae te raak nie, wat, vreemd genoeg, gelyktydig uit alle rigtings gelyk het.

Penzias het die Princeton-universiteit se fisikus Robert Dicke gekontak, wat teoretiseer het dat radiogeraas kosmiese mikrogolfagtergrondstraling (CMB) kan wees, wat die primêre mikrogolfstraling is wat die heelal vul.

Dit is die verhaal van die ontdekking van die CMB, eenvoudig en elegant. Vir hul ontdekking het Penzias en Wilson die Nobelprys in Fisika in 1978 ontvang, en met goeie rede. Hul werk het 'n nuwe era van kosmologie ingelui, wat wetenskaplikes in staat gestel het om die heelal te bestudeer en te verstaan soos nog nooit tevore nie.

Interessant genoeg het die werk van fisici ook gelei tot een van die wonderlikste ontdekkings in onlangse geskiedenis: die unieke kenmerke van die relikwiebestraling kan die eerste direkte bewys wees dat 'n oneindige aantal wêrelde buite die bekende heelal werklik bestaan. Om hierdie ongewone stelling egter reg te verstaan, is dit nodig om 'n reis na die begin van tyd te maak.

Multiverse teorie: Die oerknal

Volgens die algemeen aanvaarde teorie van die oorsprong van die heelal, was ons heelal gedurende die eerste paar honderdduisend jaar na die Oerknal gevul met 'n ongelooflike warm plasma, bestaande uit kerne, elektrone en fotone wat lig verstrooi het.

Teen ongeveer 380 000 jaar het die voortgesette uitbreiding van ons heelal dit afgekoel tot temperature onder 3 000 Kelvin, wat elektrone toegelaat het om met kerne te versmelt om neutrale atome te vorm, en die absorpsie van vrye elektrone het lig toegelaat om duisternis te verlig.

Bewys hiervan - in die vorm van die voorheen genoemde CMB - is wat Penzias en Wilson gevind het. Hul ontdekking het uiteindelik gehelp om die Oerknal-teorie te vestig.

Vir baie eeue het die voortdurende uitbreiding ons heelal afgekoel tot 'n temperatuur van slegs sowat 2,7K, maar hierdie temperatuur is ongelyk. Verskille in temperatuur ontstaan as gevolg van die feit dat materie oneweredig deur die heelal versprei is. Dit word vermoedelik veroorsaak deur klein fluktuasies in kwantumdigtheid wat net ná die Oerknal plaasgevind het.

In 2017 het navorsers aan die Universiteit van Durham in die VK 'n referaat gepubliseer wat daarop dui dat CMB-afdrukke (genoem koue kolle) bewyse van ander wêrelde kan wees. Die skrywers het veronderstel dat die kolle in die mikrogolf-agtergrondstraling verskyn het as gevolg van 'n botsing tussen ons heelal en 'n ander.

Oor die algemeen kan die kolle in die oorblyfselstraling as die eerste bewys van die bestaan van die multiversum beskou word – biljoene ander heelalle, soortgelyk aan ons eie, – skryf die navorsers.

Multiverse teorie: donker materie

Nog 'n bewys in die skatkis van die teorie van die Multiversum voeg 'n nuwe, uiters interessante studie by. Sy resultate, skryf Vice, dui daarop dat swart gate wat uit ineengestorte heelalle gevorm word, donker materie genereer, en ons eie heelal kan vir buitestanders soos 'n swart gat lyk.

Let daarop dat donker materie 'n onsigbare stof is wat die grootste deel van die massa van die Heelal uitmaak - hoewel dit nie waarneembare lig uitstraal nie, bestaan dit steeds, aangesien dit 'n gravitasie-effek op sterrestelselswerms en ander uitstralende voorwerpe in die ruimte het.

’n Duiselingwekkende reeks hipoteses is voorgestel om donker materie te verduidelik, maar nou het wetenskaplikes voorgestel dat oer-swart gate, hipotetiese voorwerpe wat terugdateer na die vroeë dae van die heelal, "'n lewensvatbare kandidaat vir donker materie is." Hierdie gevolgtrekking is bereik deur 'n internasionale span navorsers van die Verenigde State, Japan en Taiwan, in 'n referaat wat in Januarie vanjaar in die wetenskaplike tydskrif Physical Review Letters gepubliseer is.

En tog, op die oomblik, is al hierdie konsepte spekulatief, hoewel fisici verwag dat nuwe maniere van waarneming met gesofistikeerde teleskope in die komende jare sal help om baie vrae te beantwoord.

Multiverse teorie: Weer inflasie

Beroemde Britse teoretiese fisikus Stephen Hawking is op 14 Maart 2018 dood nadat hy dekades lank aan 'n rolstoel gekluister was en afhanklik was van 'n spraaksintetiseerder weens die lyding wat deur amiotrofiese laterale sklerose veroorsaak is. Die laaste navorsingswerk van die wetenskaplike, wat net 10 dae voor sy dood gepubliseer is, is saam met die professor in teoretiese fisika Thomas Hertog geskryf en het betrekking op die multiversum.

In 'n artikel getiteld "A Smooth Way Out of Perpetual Inflation?" Hawking en Hertog het teoretiseer dat die vinnige uitbreiding van ruimtetyd ná die Oerknal herhaaldelik kan plaasvind, wat verskeie heelalle skep.

Hulle werk is in wese 'n uitbreiding van die Teorie van Inflasie, wat daarop dui dat die heelal voor die Oerknal gevul was met energie wat deel was van die ruimte self, en dat energie die ruimte teen 'n eksponensiële tempo laat uitbrei het. Dit was hierdie energie wat aanleiding gegee het tot die Oerknal, en dit is waaroor ons vroeër gepraat het.

Aangesien inflasie egter, soos alles anders, kwantum van aard is, beteken dit dat daar gebiede in die ruimte in die heelal moet wees waar inflasie eindig en die Oerknal begin. Hierdie areas kan egter nooit met mekaar bots nie, aangesien hulle geskei word deur areas van opblaasruimte.

Multiverse teorie: kritiek en gevolgtrekkings

Ter afsluiting moet gesê word dat wanneer iemand oor die teorie van die multiversum praat, dit terselfdertyd kranksinnig en nederig kan klink. Maar baie fisici het 'n heeltemal ander reaksie: volgens hulle is die idee van 'n multiversum onwetenskaplik en miskien selfs "gevaarlik" deurdat dit kan lei tot verkeerde wetenskaplike pogings.

Byvoorbeeld, Paul Steinhardt, professor in natuurwetenskappe aan die Princeton Universiteit, het die teorie van die Multiversum "The Theory of Anything" genoem, aangesien dit versoenbaar is met arbitrêre waarneming en dus geen empiriese vooroordeel het nie.

Op een of ander manier, ten spyte van die kritiek op die teorie van die pluraliteit van wêrelde, maak die data van wetenskaplike navorsing (waarvan sommige in hierdie artikel beskryf word) dit moontlik om selfs sulke oënskynlik waansinnige teorieë voor te stel. Na alles, om terug te keer na die miershoop-analogie, wat weet ons van die wêreld waarin ons leef?