Et infrarødt billede af stjernebilledet Carina taget af WISE-teleskopet.
(Billede: © NASA / JPL-Caltech / UCLA)
Paul M. Sutter er en astrofysiker hos Ohio State University, vært for "Spørg en Spaceman" og "Space Radio, "og forfatter af"Dit sted i universet. "Sutter bidrog med denne artikel til Space.com's ekspertstemmer: Op-Ed & Insights.
Det er en flerårig sci-fi-favorit: andre verdener, andre universer, andre muligheder, lige uden for det kendte kosmos grænser eller bare en flick af en magisk enhed væk. Måske ligner de andre verdener uhyggeligt som deres egne bortset fra nogle sære små ændringer i historien. Måske er de radikalt forskellige med nye og underlige og vidunderlige slags liv. Måske er de så forskellige, at de grundlæggende regler for fysik ikke engang gælder der.
Jeg taler selvfølgelig om multiversen - muligheden for, at der er andre forskellige universer et eller andet sted derude.
Men findes de?
Blæser bobler
Multiverse-ideen vokser op i et par forskellige områder af videnskab, filosofi og endda religion. Inden for selve fysikken vises muligheden for andre verdener i kvantemekanikken (især gennem "mange-verdener" -tolkning, hvor hvert tilfældigt resultat i en interaktion forgrener nye universer, hvor hvert resultat realiseres) og strengteori (hvor forskellige arrangementer af små, sammenrullede ekstra dimensioner fører til forskellig fysik i deres egne universer).
Disse ideer er sjove at tale om, men måske er den mest lokkende vej til multiverset gennem vores forståelse af de tidligste øjeblikke i selve universet: inflationsperioden.
Så godt vi kan fortælle, gennemgik det overordentlig tidlige univers en periode på utrolig hurtig ekspansion: inflation. Forskere teoretiserer, at denne epoke blev drevet af et eksotisk kvantefelt - en boblende, skumende energi, der blev bagt i vakuumet i selve rumtiden - som fik universet til at næsten rive sig fra hinanden med intensiteten af dets ekspansion. Men snart mistede dette felt sin bane og forfaldt i svermen af partikler, der nu bebor det nutidige univers.
Og det var i denne inflationsepoke, at et multiverse havde en levedygtig chance for at dukke op. Forestil dig det tidlige, inflationsdominerede univers som et kæmpe brød med stigende brød. Historien, jeg lige har fortalt, antager, at inflationen starter og stopper ensartet i hele kosmos; hele brødet stopper med at stige på nøjagtigt samme øjeblik.
Men uanset hvad der drev inflation var et kvantefelt, hvilket betyder, at vi ikke kan antage, at tingene er så enkle. Nogle dele af marken var bare tilfældigt mere energiske end andre, mens andre pletter var mere beroligende. Det er bare livets tilfældige natur i en kvanteverden.
Så vores brød er ikke nøjagtigt ensartet. Nogle dele af det kan holde op med at stige, klemme sig selv og isolere sig, mens resten af brødet fortsætter med at stige. Og da der altid vil være en del af brødet, der stiger hurtigere end gennemsnittet, kan du nu forestille dig et brød, der fortsætter med at stige i evighed, med små bit og lommer her og der, der tilfældigt fanger en langsom portion og klemmer sig af.
Hver af disse klemte bits er sit eget unikke univers, kun en boble af mange i multiverset. Hvad mere er, detaljerne om slutningen af inflationen bestemmer en masse vigtige fysiske egenskaber, ligesom styrken af naturens kræfter og masserne af partiklerne (detaljerne afhænger af den bestemte model for inflation). Vi taler ting som elektronens masse og antallet af partikelarter. Virkelig vigtige ting.
Og da hvert af disse klemte, bobleunivers afslutter inflationen på sin egen unikke og specielle måde, får hver bobleunivers sit eget unikke sæt fysik.
Skærende svar
Da hele brødet fortsætter med at stige (da der altid er en del af det med en hurtigere end gennemsnittet inflation), meget hurtigt, får du en hel masse universer, der bobler rundt om hinanden. En multiverse. Hvert univers er i det væsentlige for altid lukket for de andre. Der er dog nogle tilfælde, hvor de kan krydse hinanden.
Hvis to universer klemmer sig relativt hurtigt efter hinanden og relativt tæt på hinanden, kan de muligvis kort skæve hinanden, før de blæses væk fra hinanden i resten af evigheden. Og hvis de gør det, kan dette skæringspunkt muligvis efterlade et aftryk i kosmisk mikrobølge baggrund af disse universer, den resterende fossile lysskal fra da universet var en infantil 380.000 år gammel.
Forestil dig to sæbebobler, der gnider mod hinanden; dette aftryk vil have form af en mærkelig cirkel på himlen (hvor "uligheden" afhænger af, hvilken slags univers vi måske krydser hinanden). Vi har naturligvis ikke fundet sådanne spor af en multiverse.
Uden direkte bevis er det svært at bedømme levedygtigheden af idéen fra multiverse-fra-inflation. Det kan være et generisk resultat af alle inflationsteorier, så hvis vi er i stand til at finde stærkere bevis for inflation, kan vi også demonstrere multiversens eksistens. Men lige nu forstår vi ikke fuldt ud mekanikerne i inflationen, så det er ikke meget at ske på.
Og her er et andet spørgsmål at overveje. Hvis du ændrede fysikken i vores univers bare en lille smule, ville livet som vi kender det være umuligt. Hvorfor befinder vi os i et så specielt univers, hvor vores type liv kan overleve? Er det måske på grund af alle boblerne i multiversen, selvfølgelig ville vi finde os i en af de få, der er i stand til at skabe intelligens? (Ellers ville vi ikke være opmærksomme på det.) Eller er det noget meget dybere? Er dette endda et spørgsmål til videnskab?
Måske har et andet univers alle svarene.
Lær mere ved at lytte til episoden "Lever vi i multiverset?" på podcasten "Spørg en Spaceman", tilgængelig deniTunes og på nettet klhttp://www.askaspaceman.com. Tak til @ProducerEv, Matthew A., Tom S., Taha, Oliver H., Wally H., Christiaan D., Keith G., Alex Z., Murtaza P., Kent L., Gabi P. og Slinkerdeer for de spørgsmål, der førte til dette stykke! Stil dit eget spørgsmål på Twitter ved hjælp af #AskASpaceman eller ved at følge Paul @PaulMattSutter og facebook.com/PaulMattSutter.
- Parallelle universer: Teorier & evidens
- Konfrontering af multiverset: Hvad 'uendelige universer' ville betyde
- Multivers eller univers? Fysikernes debat
