Az univerzum nagy robbanásként kezdődött, és szinte azonnal elkezdte gyorsabban terjeszkedni, mint az inflációnak nevezett növekedési spurt, mint a fénysebesség. Ez a hirtelen nyújtás egyenletesen elsimította a kozmoszt, az anyagot és a sugárzást ugyanolyan mértékben elkenve, mint a ketchup és a mustár egy hamburgeren. konty.
Ez a terjeszkedés mindössze egy másodperc töredéke után megállt. De egy „inflációs multiverse” elnevezés szerint folytatódik - csak nem a mi világegyetemünkben, ahol láthattuk. És minthogy, más univerzumokat is ív. És még akkor is, ha abbahagyja ezeket a tereket, folytatódik még másokban is. Ez az „örök infláció” végtelen sok más univerzumot teremtett volna.
Ezek a kozmikus szigetek együttesen alkotják azt, amit a tudósok „multiverse-nek” hívnak. Mindegyik szigeten az univerzum fizikai alapjai - mint például az elektronok és protonok töltése és tömege, valamint a tér kiterjedése - különbözhetnek.
A kozmológusok többnyire a multiverse inflációs változatát tanulmányozzák, de a furcsa forgatókönyv más formákat is felvethet. Képzelje el például, hogy a kozmosz végtelen. Akkor az a rész, amelyet láthatunk - a látható világegyetem -, csak egy a számtalan számú más, azonos méretű univerzum közül, amelyek összekapcsolódnak, hogy multiverszá váljanak. Egy másik változat, a „Sok világ interpretációja” néven a kvantummechanikából származik. Itt minden alkalommal, amikor egy fizikai részecskének, például egy elektronának, többféle lehetősége van, mindegyiket megteszi - mindegyiket egy különálló, újonnan létrehozott univerzumban.
Az univerzum 13, 77 milliárd év alatt történt fejlődésének ábrázolása. A bal szél azt a legkorábbi pillanatot ábrázolja, amelyet most meg tudunk vizsgálni, amikor az "infláció" periódus az exponenciális növekedés robbanását eredményezte az univerzumban. (NASA / WMAP tudományos csapat) 
Kavli-díjasok az infláció feltalálásáról (a Kavli-díj) 
Kép arról, hogy miként jelenhet meg egy másik univerzummal való ütközés a mikrohullámú háttérben (University College London) De az összes többi univerzum talán meghaladja a tudományos képességeinket. Az univerzum definíció szerint tartalmazza az összes dolgot, amelyet bárki láthat, észlelhet vagy érzékelhet. És mivel a multiverse fizikailag és filozófiai szempontból nem érhető el, a csillagászok valószínűleg nem tudják megtudni, hogy létezik-e egyáltalán.
Annak meghatározása, hogy a sok sziget egyikén élünk-e, nemcsak a kozmosz természetének tiszta ismereteinek keresése. Ha létezik a többcélú, akkor az univerzumunk életmegtartó képessége nem olyan rejtély: végtelen számú kevésbé vendégszerető univerzum létezik. A miénk összetétele tehát csak boldog véletlen egybeesés lenne. De addig nem tudjuk, amíg a tudósok nem tudják igazolni a multiverse-t. És hogyan fogják ezt megtenni, és ha ez is lehetséges, akkor továbbra is nyitott kérdés marad.
Nincs eredmény
Ez a bizonytalanság problémát jelent. A tudományban a kutatók megpróbálják elmagyarázni, hogyan működik a természet a jóslatok segítségével, amelyeket hivatalosan hipotéziseknek hívnak. Nyelvtanulással mind ők, mind a közönség ezeket az ötleteket néha elméleteknek nevezik. A tudósok különösen vonzzák ezt a felhasználást, amikor ötleteik széles körű körülményekre vonatkoznak, vagy valami alapvető magyarázatot adnak a fizika működésére. És mi lehet szélesebb körű és alapvető fontosságú, mint a többcélú?
A hipotézisről az elméletre való átállás technikai ötletéhez azonban a tudósoknak tesztelniük kell előrejelzéseiket, majd elemezniük kell az eredményeket, hogy megtudják, vajon az adatok támasztják-e alá vagy megcáfolják-e kezdeti feltételezésüket. Ha az ötlet elegendő következetes támogatást kap, és pontosan és megbízhatóan írja le a természetét, akkor hivatalos elméletre váltja fel.
Ahogy a fizikusok mélyebben belemerülnek a valóság szívébe, hipotéziseik - mint például a multiverse - nehezebbé és nehezebbé válnak, és talán még lehetetlennek is tesztelhetők. Anélkül, hogy képesek lennének bizonyítani vagy megcáfolni ötleteiket, a tudósoknak nem szabad tudniuk, mennyire jól reprezentálják az elméletek a valóságot. Olyan, mintha egy potenciális dátummal találkoznának az interneten: Noha digitális papíron jól néznek ki, addig nem tudhatják, hogy a profiljuk képviseli-e a valódi önmagukat, amíg személyesen nem találkoznak. És ha soha nem találkozol személyesen, akkor elkaphatják Önt. És a többnemű is.
A fizikusok most vitatkoznak arról, hogy ez a probléma olyan ötleteket mozgat-e a fizikából a metafizikába, a tudomány világából a filozófiába, mint a multiverse.
Show-me állapot
Néhány elméleti fizikus szerint a területükhöz több hideg, kemény bizonyítékra van szükség, és aggódniuk kell a bizonyítékok hiánya miatt. "Könnyű elméleteket írni" - mondja Carlo Rovelli, a franciaországi Luminyi Elméleti Fizikai Központ. Rovelli itt a köznyelvi szót használja, hogy hipotetikus magyarázatokkal beszéljen arról, hogyan működik az univerzum alapvetően. „Nehéz olyan elméleteket írni, amelyek túlélik a valóság bizonyítását” - folytatja. “Kevesen élnek túl. Ennek a szűrőnek köszönhetően sikerült fejlesztenünk a modern tudományt, egy technológiai társadalmat, gyógyítani a betegségeket, milliárdokat táplálni. Mindez egy egyszerű ötletnek köszönhetően működik: Ne bízzon rajongásaidban. Csak a tesztelhető ötleteket tartsa fenn. Ha abbahagyjuk ezt, visszatérünk a középkor gondolkodásmódjához. ”
Ő és George Ellis, a Fokvárosi Egyetem kozmológusai és Joseph Silk, a Johns Hopkins Egyetem baltimorei attól tartanak, hogy mivel jelenleg senki sem tudja bizonyítani az olyan ötleteket, mint a több vagy több helyes vagy rossz, a tudósok egyszerűen folytathatják intellektuális útjukat anélkül, hogy tudnák, hogy sétáik bármi, csak véletlenszerű. „Az elméleti fizika azzal a kockázattal jár, hogy a matematika, a fizika és a filozófia között senki más földjévé nem válik, amely valóban nem felel meg senki követelményeinek” - jegyezte meg Ellis és Silk a Nature decemberi sajtóban, 2014 decemberében.
Nem az, hogy a fizikusok nem akarják kipróbálni legvadabb ötleteiket. Rovelli azt mondja, hogy sok kollégája azt gondolta, hogy a technológia exponenciális fejlődésével - és sok időt a szobában ülve gondolkodva - ma már képesnek lesznek érvényesíteni őket. "Úgy gondolom, hogy sok fizikus nem talált módot az elméleteinek bizonyítására, ahogyan azt remélték, és ezért fojtogatnak" - mondja Rovelli.
"A fizika két szempontból halad előre" - mondja. Vagy a fizikusok látnak valamit, amit nem értnek, és kidolgoznak egy új hipotézist annak magyarázata érdekében, vagy kibővítik a jó működési állapotban lévő meglévő hipotéziseket. "Manapság sok fizikus egy harmadik út követésére fordít időt: önkényesen próbál meg kitalálni" - mondja Rovelli. "Ez a múltban soha nem működött, és most sem működik."
A multiverse lehet az önkényes találgatások egyike. Rovelli nem ellenzi magát az ötletet, hanem pusztán a rajztábla létezésén. "Nem látom indokot arra, hogy elutasítsuk az a priori gondolatát, miszerint a természetben inkább a természetben van, mint a téridő azon részében, amelyet látunk" - mondja Rovelli. "De eddig még nem láttam meggyőző bizonyítékokat."
A „bizonyítéknak” fejlődnie kell
Más tudósok szerint a „bizonyítékok” és a „bizonyítékok” meghatározásait frissíteni kell. Richard Dawid, a müncheni matematikai filozófia központja úgy véli, hogy a tudósok támogathatnák hipotéziseiket, mint például a multiverse - anélkül, hogy valódi fizikai támogatást találnának. Ötleteit egy húros elmélet és a tudományos módszer című könyvben fogalmazta meg. Belül egyfajta „Nem-empirikus elméletértékelés” elnevezésű szakcím, amely olyan, mint egy tudományos szempontból tisztességes bíráló lap a hivatásos fizikusok számára. Ha egy elmélet három kritériumnak felel meg, akkor valószínűleg igaz.
Először: ha a tudósok megkíséreltek - és nem sikerült - olyan alternatív elméletet kidolgozni, amely jól magyarázza egy jelenséget, akkor az bizonyítéknak számít az eredeti elmélet mellett. Másodszor, ha egy elmélet úgy tűnik, hogy jobb ötlet, minél többet tanulmányoz, akkor ez egy újabb plusz. És ha egy gondolati vonal elméletet alkotott, amelyet a bizonyítékok később alátámasztottak, akkor valószínűleg meg fog állni.
Radin Dardashti, aki szintén a müncheni matematikai filozófia központja, úgy gondolja, hogy Dawid a jó úton halad. "Mindezt a legalapvetőbb gondolat az, hogy ha van egy elmélet, amely úgy tűnik, hogy működik, és nem találtunk olyan dolgot, amely jobban működik, akkor valószínű, hogy az ötletünk megfelelő" - mondja.
De történelmileg ez a műfaj gyakran összeomlott, és a tudósok nem voltak képesek látni a dogmatikus ötletek nyilvánvaló alternatíváit. Például úgy tűnik, hogy a Nap emelkedő és lebegő körül jár a Föld körül. Az emberek ezért hosszú ideje azt hitték, hogy csillagunk kering a Földön.
Dardashti arra figyelmeztet, hogy a tudósok ne járjanak Dawid elképzelésének szándéktalanul történő alkalmazásával, és hogy további fejlesztésre van szükség. Lehet, hogy a legjobb ötlet ott lenni a többcélú és más ötletek „tesztelésére”, amelyeket túl nehéz, ha nem is lehetetlen kipróbálni. Megjegyzi ugyanakkor, hogy a fizikusok drága idejét jobban eltöltötték volna, ha álmodoznának arról, hogyan lehet valódi bizonyítékokat találni.
De nem mindenki olyan szeszikus. Sabine Hossenfelder, a stockholmi Elméleti Fizikai Intézet úgy gondolja, hogy a poszt-empirikus és a tudomány soha nem élhet együtt. „A fizika nem az igazság megtalálásáról szól. A fizika arról szól, hogy leírja a világot ”- írta a blogjában a Visszavonás válaszként egy interjúra, amelyben Dawid kifejtette ötleteit. És ha egy ötletnek (amelyet szintén köznyelven hív elméletnek) nincs empirikus, fizikai háttere, akkor az nem tartozik. "Anélkül, hogy a megfigyeléssel kapcsolatba kerülnénk, egy elmélet nem hasznos a természet világának leírására, nem része a természettudományoknak, és nem a fizika" - zárta.
Multiverse (Standfordi Egyetem) Az igazság odaát van
A multiverse néhány támogatója azt állítja, hogy valódi fizikai bizonyítékot találtak a multiverse számára. Joseph Polchinski a kaliforniai egyetemen, a Santa Barbara-ból és Andrei Linde a Stanford-i Egyetemen - akik azon elméleti fizikusok közül néhányan álmodtak, akik az infláció jelenlegi modelljéről és arról, hogy az hogyan vezet a szigeti univerzumokhoz - azt állítják, hogy a bizonyíték kozmoszunkban van kódolva.
Ez a kozmosz hatalmas, sima és lapos, csakúgy, mint az infláció szerint. „Beletelt egy kis időbe, amíg hozzászoktunk ahhoz a gondolathoz, hogy az univerzum nagyságát, laposságát, izotrópiáját és egységességét nem szabad az élet triviális tényeként elutasítani” - írta Linde egy olyan cikkben, amely decemberben jelent meg az arXiv.org oldalon. "Ehelyett inkább magyarázatot igénylő kísérleti adatoknak kell tekinteni őket, amelyeket az infláció feltalálásával kaptak."
Hasonlóképpen úgy tűnik, hogy univerzumunk finoman hangolódik, hogy kedvező legyen az életre, mert a Goldilocks tágulási sebessége nem túl gyors vagy túl lassú, az elektron nem túl nagy, egy proton, amelynek pontosan ellentétes töltése van, de ugyanolyan tömege, mint a neutronnak és a négydimenziós tér, amelyben élhetünk. Ha például az elektron vagy proton egy százalékkal nagyobb lenne, a lények nem lehetnek. Milyen esélyek vannak arra, hogy ezek a tulajdonságok összehangolódjanak, és így egy szép ingatlanterületet hozzanak létre a biológia számára, hogy kialakuljon és fejlődjön?
Egy univerzumban, amely valójában az egyetlen univerzum, az esélye eltűnő mértékben kicsi. De egy örökkévalóan felfúvó multiverzumban az biztos, hogy az univerzumok egyikének olyannak kell válnia, mint a miénk. Minden szigeti univerzum eltérő fizikai törvényekkel és alapokkal rendelkezik. Végtelen mutációk alapján egy világegyetem születhet, amelyen az emberek születhetnek. A multiverse valójában megmagyarázza, miért vagyunk itt. És létezésünk tehát segít megmagyarázni, hogy miért sokoldalú a valószínűség.
Ezek a közvetett bizonyítékok, statisztikailag kombinálva, arra késztették Polchinskit, hogy azt mondja, hogy 94 százaléka biztos abban, hogy a multiverse létezik. De tudja, hogy 5, 999999 százalékkal kevesebb a 99, 999999 százalékos bizalomtudósági tudósoknak, hogy valamit megtett üzletnek hívjanak.
A csecsemő világegyetem részletes, teljes égbolt képe, amely kilenc éves WMAP-adatokból készült. A kép 13, 77 milliárd éves hőmérsékleti ingadozást tár fel (színkülönbségként ábrázolva), amely megfelel a galaxisokká nőtt magvaknak. (NASA / WMAP tudományos csapat) Végül a tudósok képesek lesznek felfedezni a multiverse közvetlenebb bizonyítékait. Azokat a csíkokat keresik, amelyeket az infláció a kozmikus mikrohullámú háttérre hagyhatott volna, a nagy robbanásból megmaradt fényt. Ezek a lenyomatok megtudhatják a tudósoknak, hogy történt-e infláció, és segíthetnek nekik megtudni, hogy még mindig távol áll-e a mi véleményünkről. És ha univerzumunk múltban másokba ütközött, akkor a fender-hajlító lenyomatok maradtak a kozmikus mikrohullámú háttérben. A tudósok felismernék ezt a két autóbalesetét. És ha létezik két autó, akkor még sok másnak is kell lennie.
Vagy 50 éven belül a fizikusok félénken bizonyítékokat szolgáltathatnak arról, hogy a 21. század elején a kedvtelésből tartott állatok kozmológiai elmélete hibás volt.
„Egy nagyon nehéz problémán dolgozunk, ezért erre nagyon hosszú időn át kell gondolkodnunk” - mondta Polchinski más fizikusoknak. A fizikában ez nem szokatlan. Száz évvel ezelőtt például Einstein általános relativitáselmélete elõrejelzi a gravitációs hullámok létezését. De a tudósok csak nemrégiben tudták ellenőrizni őket egy LIGO nevű, egymilliárd dolláros műszerrel, a Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory-val.
Eddig az összes tudomány a tesztelhetőségre támaszkodott. Ez tette a tudomány tudományává, és nem arról álmodozott. Szigorú bizonyítási szabályai az embereket a sötét kastélyokból és az űrbe vezetik. De ezek a tesztek időbe telik, és a legtöbb teoretikus meg akarja várni. Nem állnak készen egy olyan alapvető ötlet tárolására, mint a többcélú - amely valóban az élet, a világegyetem és mindent megválaszolhatja - mindaddig, amíg nem tudják bizonyítani maguknak, hogy nem létezik. És ez a nap soha nem fog jönni.
