Infraraudonųjų spindulių vaizdas iš Carinos žvaigždyno, padarytas WISE teleskopu.
(Vaizdas: © NASA / JPL-Caltech / UCLA)
Paulius M. Sutteris yra astrofizikas Ohajo valstijos universitetas, „Paklauskite erdvėlaivio" ir "Kosminis radijas, „ir“Jūsų vieta Visatoje"Sutteris prisidėjo prie šio straipsnio „Space.com“ ekspertų balsai: op-ed ir įžvalgos.
Tai daugiametis mokslinės fantastikos favoritas: kiti pasauliai, kitos visatos, kitos galimybės, tiesiai už žinomo kosmoso ribų arba tiesiog stebuklingo prietaiso brūkštelėjimas. Galbūt kiti pasauliai yra be galo panašūs į savo, išskyrus keletą egzotiškų mažų istorijos pokyčių. Gal jie kardinaliai skiriasi, su naujais ir keistais bei nuostabiais gyvenimo tipais. Gal jie yra tokie skirtingi, kad ten net netaikomos pagrindinės fizikos taisyklės.
Aš, žinoma, kalbu apie daugialypę erdvę - galimybę, kad kažkur ten yra ir kitokių visatų.
Bet ar jie egzistuoja?
Pučiantys burbuliukai
Daugialypė idėja pasklinda keliose skirtingose mokslo, filosofijos ir net religijos srityse. Pačioje fizikoje kitų pasaulių galimybė atsiranda kvantinėje mechanikoje (ypač pasitelkiant „daugelio pasaulių“ interpretaciją, kurioje kiekvienas atsitiktinis rezultatas sąveika atšakoja naujas visatas, kur kiekvienas rezultatas yra realizuojamas) ir stygų teoriją (kurioje skirtingi išdėstymai) iš mažų, suvyniotų papildomų matmenų lemia skirtingą fiziką jų pačių visatose).
Apie šias idėjas smagu kalbėti, tačiau turbūt labiausiai viliojantis kelias į daugialypę erdvę yra mūsų supratimas apie pačius ankstyviausius Visatos momentus: infliacijos periodą.
Kaip geriausiai galime pasakyti, nepaprastai ankstyvoji visata išgyveno neįtikėtinai sparti plėtra: infliacija. Mokslininkai teoretuoja, kad šią epochą lėmė egzotiškas kvantinis laukas - burbuliuojanti, putojanti energija, iškepta paties erdvės laiko vakuume - dėl kurios Visata beveik atsiskyrė nuo savo išsiplėtimo intensyvumo. Tačiau netrukus tas laukas prarado savo verpetą ir subyrėjo į dalelių, kurios dabar gyvena šiandienos visatoje, spiečius.
Būtent šioje infliacijos epochoje tapo daugialypė turėjo perspektyvų šansą pasirodyti. Įsivaizduokite, kokia ankstyva visatoje yra infliacija, kaip milžiniškas augančios duonos kepalas. Istorija, kurią ką tik papasakojau, daro prielaidą, kad infliacija visame kosmose prasideda ir baigiasi vienodai; visas kepalas nustoja kilti tą pačią akimirką.
Bet tai, kas paskatino infliaciją, buvo kvantinis laukas, o tai reiškia, kad negalime manyti, kad viskas yra taip paprasta. Kai kurios lauko dalys buvo atsitiktinai energingesnės nei kitos, o kitos dėmės buvo ramesnės. Tai tik atsitiktinis gyvenimo kvantiniame pasaulyje pobūdis.
Taigi mūsų duonos kepalas nėra visiškai vienodas. Kai kurios jo dalys gali nustoti kilti, nustumti save į save ir izoliuoti, o likusios kepalas ir toliau kyla. Ir kadangi visada kepalėlis keps greičiau nei vidutiniškai, dabar galite įsivaizduoti duonos kepalą, kuris ir toliau auga amžinybę, turėdamas mažai kąsnelių ir kišenių čia ir ten, atsitiktinai, pagaudamas lėtą porciją ir nusiplėšdamas save.
Kiekvienas iš tų nuplėšiamų bitų yra savo unikali visata, tik vienas iš daugelio daugiabriaunių burbulų. Be to, išsami informacija apie infliacijos pabaigą lemia daugybę svarbių fizinių savybių, tokių kaip gamtos jėgų stiprumas ir dalelių masė (detalės priklauso nuo konkretaus infliacijos modelio). Kalbame tokius dalykus kaip elektronų masė ir dalelių skaičius. Tikrai svarbūs dalykai.
Ir kadangi kiekviena iš šių prispaustų burbulų visatų infliaciją nutraukia savo unikaliu ir ypatingu būdu, kiekviena iš burbulų visatų gauna savo unikalų fizikos rinkinį.
Kerta atsakymus
Kadangi visas duonos kepalas ir toliau kyla (kaip visada yra dalis jos, kurios infliacija yra spartesnė nei vidutinė), labai greitai, jūs gausite daugybę visatų, burbuliuojančių aplink viena kitą. Multiverse. Kiekviena visata iš esmės amžiams yra atskirta nuo kitų. Tačiau yra keletas atvejų, kai jie gali susikirsti.
Jei dvi visatos susispaudžia gana greitai viena po kitos ir santykinai artimos viena kitai, tada jos gali trumpam susikirsti prieš išpūstydamos viena nuo kitos visą amžinybę. Ir jei jie tai padarys, ta sankryža gali palikti įspaudą kosminis mikrobangų fonas iš tų visatų, likęs iškastinis šviesos apvalkalas nuo tada, kai Visata buvo infantili 380 000 metų.
Įsivaizduokite, kaip du muilo burbuliukai trinasi vienas prie kito; šis įspaudas įvyks kaip keistai atrodantis apskritimas danguje (kur „nelygumai“ priklauso nuo to, kokią visatą mes galime kirsti). Natūralu, kad tokių multiversijos pėdsakų neradome.
Neturint tiesioginių įrodymų, sunku įvertinti daugialypės idėjos nuo infliacijos gyvybingumą. Tai gali būti bendras visų infliacijos teorijų rezultatas, taigi, jei mums pavyktų rasti tvirtesnių infliacijos įrodymų, taip pat galėtume parodyti daugialypę reikšmę. Bet šiuo metu mes nevisiškai suprantame infliacijos mechaniką, todėl to nereikia daryti labai daug.
Ir čia reikia dar apmąstyti klausimą. Jei tik po truputį pakeistumėte mūsų visatos fiziką, tada gyvenimas, kaip mes žinome, būtų neįmanomas. Kodėl atsidūrėme tokioje ypatingoje visatoje, kur gali išgyventi mūsų gyvenimo tipas? Gal dėl visų daugialypės terpės burbulų, be abejo, atsidurtume viename iš nedaugelio, galinčių sužadinti žvalgybą? (Arba mes to nesužinotume.) Ar tai kažkas giliau? Ar tai net klausimas mokslui?
Gal kita visata turi visus atsakymus.
Sužinokite daugiau klausydamiesi epizodo "Ar mes gyvename daugialypėje erdvėje?" podcast'e „Ask a Spaceman“, pasiekiamą„iTunes“ ir internete adresuhttp://www.askaspaceman.com. Ačiū @ProducerEv, Matthew A., Tom S., Taha, Oliver H., Wally H., Christiaan D., Keith G., Alex Z., Murtaza P., Kent L., Gabi P. ir Slinkerdeer už klausimus, kurie paskatino šį kūrinį! Užduokite savo klausimą „Twitter“, naudodami #AskASpaceman arba sekdami Paulių @PaulMattSutter ir facebook.com/PaulMattSutter.
- Lygiagrečiosios visatos: teorijos ir įrodymai
- Susidursime su daugialype: ką reikštų „begalinės visatos“
- Daugialypė ar visata? Fizikai diskutuoja
