Et kig på fysikken bag flere universer

Videnskaberne fysik og astrofysik udforsker mange interessante ideer om universet. Et af de mest spændende er begrebet flere universer. Det kaldes også "parallel universeteori." Dette er ideen om, at vores univers ikke er det eneste, der findes. De fleste har hørt om muligheden for mere end et univers fra science fiction-historier og film. Langt fra at være en imaginær idé kan der findes flere universer i henhold til moderne fysik. Det er dog en ting at udtænke en teori om deres eksistens, men en helt anden faktisk at opdage dem. Dette er noget, som den moderne fysik kæmper med, ved hjælp af observationer af fjerne lyssignaler fra Big Bang som data.

Ligesom vores univers med alle dets stjerner, galakser, planeter og andre strukturer findes og kan være studeret, mistænker fysikere, at andre universer fyldt med stof og rum eksisterer parallelt med vores. De kan eller måske ikke være nøjagtigt som vores. Chancerne er, at de ikke er det. De har måske forskellige fysiske love end vi f.eks. De krydser ikke nødvendigvis hinanden med vores, men de kan kollidere med det. Nogle teoretikere går så langt som at forklare, at hver person har en tvilling eller spejl i de andre universer. Dette er en fortolkning af multiple-universet teorien kaldet "de mange verdener" tilgang. Det siger, at der er mange universer derude.

Der er en anden fortolkning af flere universer, der bliver ret komplicerede og er en vækst af kvantefysik, som er fysikken for de meget små. Den beskæftiger sig med interaktioner på niveauet med atomer og subatomære partikler (som udgør atomer). Grundlæggende siger kvantefysik, at små interaktioner - kaldet kvanteinteraktioner - sker. Når de gør det, har de vidtrækkende konsekvenser og skaber uendelige muligheder med utallige udkomster fra disse interaktioner.

Forestil dig som eksempel, at i vores univers tager en person en forkert vending på vej til et møde. De går glip af mødet og mister en chance for at arbejde på et nyt projekt. Hvis de ikke havde gået glip af turen, ville de være gået til mødet og fået projektet. Eller de gik glip af turen og mødet, men mødte en anden, der tilbød dem et bedre projekt. der er utallige muligheder, og hver enkelt (hvis det sker) ansporer til uendelige konsekvenser. I parallelle universer finder ALLE disse handlinger og reaktioner og konsekvenser sted, én til hvert univers.

Dette indebærer, at der er parallelle universer, hvor alle mulige resultater sker samtidig. Alligevel observerer vi kun handlingen i vores eget univers. Alle de andre handlinger observerer vi ikke, men de sker parallelt andetsteds. Vi observerer dem ikke, men de sker i det mindste teoretisk.

Argumentet til fordel for flere universer involverer mange interessante tankeeksperimenter. Man går i dybden i kosmologien (som er studiet af universets oprindelse og udvikling) og noget kaldet finjusteringsproblem. Dette siger, at når vi vokser til at forstå, hvordan vores univers er konstrueret, bliver vores eksistens i det mere usikkert. Som fysikere har undersøgt, hvordan universet har ændret sig over tid siden Stort brag, de har mistanke om, at hvis de tidlige forhold i universet var blevet lidt anderledes, kunne vores univers have udviklet sig til at være ugjestmildt for livet.

Faktisk, hvis et univers spontant kom til, ville fysikere forvente, at det spontant kollapser eller muligvis ekspanderer så hurtigt, at partikler aldrig virkelig interagerer med hinanden. Den britiske fysiker, Sir Martin Reese, skrev i vid udstrækning om denne idé i sin klassiske bog Just Six Numbers: The Deep Forces That Shape the Universe.

Ved hjælp af denne idé om "fint tilpassede" egenskaber i universet argumenterer nogle for behovet for en skaber. At eksistensen af ​​et sådant væsen (som der ikke er bevis for), forklarer ikke universets egenskaber. Fysikere vil gerne forstå disse egenskaber uden at påberåbe sig en guddom af nogen art.

Den nemmeste løsning ville bare være at sige, "Det er sådan, det er." Det er dog ikke rigtig en forklaring. Det repræsenterer bare en bemærkelsesværdig heldig pause, at et enkelt univers ville blive til, og at universet bare ville have de meget præcise egenskaber, der er nødvendige for at udvikle livet. De fleste fysiske egenskaber ville resultere i et univers, der kollapser øjeblikkeligt i intetheden. Eller fortsætter den med at eksistere og udvides til et stort hav af intethed. Det er ikke kun et spørgsmål om at forsøge at forklare mennesker, som vi tilfældigvis eksisterer, men at forklare selve eksistensen af ​​ethvert univers.

En anden idé, der passer godt til kvantefysik, siger, at der faktisk er et stort antal universer, som med forskellige egenskaber. Inden for det multivers af universer, vil nogle delmængder af dem (inklusive vores egne) indeholde egenskaber, der giver dem mulighed for at eksistere i relativt lange perioder. Det betyder, at en undergruppe (inklusive vores eget univers) vil have de egenskaber, der giver dem mulighed for at danne komplekse kemikalier og i sidste ende liv. Andre ville ikke. Og det ville være okay, da kvantefysik fortæller os, at alle muligheder kan eksistere.

Stringteori (som siger, at alle de forskellige grundlæggende partikler af stof er manifestationer af et grundlæggende objekt kaldet en "streng") er for nylig begyndt at støtte denne idé. Dette skyldes, at der er et stort antal mulige løsninger på strengteori. Med andre ord, hvis strengteori er korrekt, er der stadig mange forskellige måder at konstruere universet på.

Stringteori præsenterer ideen om ekstra dimensioner på samme måde, at den inkluderer en struktur til at tænke over, hvor disse andre universer kan være placeret. Vores univers, der inkluderer fire dimensioner af rumtid, ser ud til at eksistere i et univers, der kan indeholde så mange som 11 samlede dimensioner. Denne multi-dimensionelle "region" kaldes ofte hovedparten af strengteoretikere. Der er ingen grund til at tro, at hovedparten ikke kunne indeholde andre universer ud over vores egne. Så det er slags et univers af universer.

Spørgsmålet om en multiverses eksistens er sekundært for at være i stand til at registrere andre universer. Indtil videre har ingen fundet solid bevis for et andet univers. Det betyder ikke, at de ikke er derude. Beviserne kan være noget, vi endnu ikke har anerkendt. Eller vores detektorer er ikke følsomme nok. Til sidst vil fysikere finde en måde at bruge solide data til at finde parallelle universer og måle mindst nogle af deres egenskaber. Det kan dog være langt væk.

Redigeret og opdateret af Carolyn Collins Petersen.