Ak ste si mysleli, že všetko je obmedzené na to, čo sme našli za kozmickým horizontom, pripravte sa na zmenu mysle.
„Je ťažké zostaviť inflačné modely, ktoré nevedú k multivesmíru. Nie je to nemožné, takže som si istý, že je potrebný ďalší výskum. Väčšina modelov inflácie však vedie k mnohostrannosti a dôkazy o inflácii nás budú tlačiť k serióznemu prijatiu [viacerých vesmírov], “povedal Alan Guth, americký fyzik a kozmológ, ktorý raz propagoval myšlienku inflácie alebo kozmickej expanzie.
Predstavte si, že vesmír, ktorý pozorujeme - od konca do konca - je len kvapkou kozmického oceánu. Že za tým, čo vidíme, je viac priestoru, viac galaxií, predovšetkým nespočetných miliárd svetelných rokov ďalej, ako sme kedy dosiahli. A tak veľký, ako môže byť vesmír, rovnako ako nespočetné množstvo môže byť množstvo podobných vesmírov - niektoré väčšie a staršie, iné menšie a mladšie - rozptýlené po celom časopriestore. A tak rýchlo, ako sa tieto vesmíry rozširujú, časopriestor, ktorý ich obsahuje, sa rozširuje ešte rýchlejšie, ťahá ich ďalej od seba a zabezpečuje, že sa nikdy nestretnú žiadne dva vesmíry. Znie to ako sci-fi? Toto je vedecká myšlienka multivesmíru alebo viacerých vesmírov. Ak je však vedecký názor, ktorý dnes zaujímame, správny,táto myšlienka bude nielen primeraná, ale aj nevyhnutným dôsledkom našich základných zákonov, hovorí fyzik Ethan Siegel.
Myšlienka viacerých vesmírov je zakorenená vo fyzike potrebnej na popísanie vesmíru, ktorý dnes vidíme a obývame. Na oblohe vidíme hviezdy a galaxie zoskupené do veľkej kozmickej siete. Ale čím ďalej sa pozrieme do vesmíru, tým ďalej sa dostávame späť v čase. Čím ďalej sú galaxie, tým mladšie sú, a preto menej vyvinuté. Ich hviezdy majú menej ťažkých prvkov, zdá sa, že sú menšie, pretože dochádza k menšiemu počtu fúzií, väčším počtom špirál a menších elips (pretože posledný trvá určitý čas) atď. Ak sa pohneme k hranici viditeľného, nájdeme prvé hviezdy vo vesmíre a za nimi - oblasť temnoty, v ktorej je iba jedno svetlo: dosvit Veľkého tresku.
Samotný Veľký tresk - ku ktorému došlo pred 13,8 miliardami rokov - nebol začiatkom vesmíru a času, ale skôr začiatkom nášho pozorovateľného vesmíru. Predtým existovala éra známa ako kozmická inflácia, keď sa samotný priestor exponenciálne rozširoval, naplnený energiou obsiahnutou v štruktúre časopriestoru. Kozmická inflácia je sama osebe príkladom teórie, ktorá prišla a nahradila teóriu, ktorá prišla pred ňu:
„Bolo to v súlade so všetkými úspechmi teórie Veľkého tresku a vzťahovalo sa na celú modernú kozmológiu.
- Vysvetlila niekoľko problémov, ktoré Veľký tresk nedokázal vysvetliť, vrátane toho, prečo bol vesmír všade rovnaká teplota, prečo je priestorovo plochý a prečo nezostali žiadne vysokoenergetické relikvie ako magnetické monopoly.
Propagačné video:
„A urobila veľa nových predpovedí, ktoré bolo možné pozorne testovať, z ktorých väčšina bola potvrdená.
Bol tu však jeden dôsledok, ktorý predpokladala teória inflácie. Nevieme, či to môžeme potvrdiť alebo nie: viac vesmírov.
Inflácia vedie k exponenciálnemu rozšíreniu priestoru, čo môže veľmi rýchlo viesť k tomu, že akýkoľvek už existujúci zakrivený priestor sa objaví plochý.
Inflácia spôsobuje exponenciálne rozširovanie priestoru. To znamená, že beriete čokoľvek, čo existovalo pred Veľkým treskom, a stáva sa oveľa, oveľa, oveľa viac, ako to bolo. Zatiaľ nám to vyhovuje: to vysvetľuje, ako sme získali homogénny a obrovský vesmír. Keď inflácia skončí, vesmír je naplnený hmotou a žiarením, ktorého vzhľad vidíme ako horúci Veľký tresk. A tu začínajú zvláštnosti. Aby inflácia skončila, bez ohľadu na to, ktoré kvantové pole je za ňu zodpovedné, musí prejsť z nestabilného vysoko energetického stavu do stabilného a nízkoenergetického. Tento prechod a „skĺznutie“do údolia vedie k ukončeniu inflácie a spôsobuje Veľký tresk.
Ale bez ohľadu na to, ktoré pole je zodpovedné za infláciu, rovnako ako vo všetkých ostatných oblastiach, ktoré sa riadia fyzikálnymi zákonmi, musí ísť o kvantové pole. Rovnako ako všetky kvantové polia, je opísaná vlnovou funkciou, s pravdepodobnosťou šírenia vĺn v priebehu času. Ak sa veľkosť poľa pomaly valí do údolia, kvantové rozšírenie vlnovej funkcie bude rýchlejšie ako roll-off, čo znamená, že je možné - dokonca pravdepodobné -, že inflácia bude postupne viesť k Veľkému tresku.
Keby inflácia bola kvantovým poľom, veľkosť poľa by sa časom líšila, pričom rôzne oblasti priestoru by prijímali rôzne realizácie hodnoty poľa. V mnohých regiónoch bude hodnota poľa klesať až na dno údolia, čo povedie k ukončeniu inflácie, ale v mnohých iných bude inflácia pokračovať tak dlho, ako budete chcieť v budúcnosti.
Pretože sa priestor počas inflácie rozširuje exponenciálnou rýchlosťou, znamená to, že v priebehu času sa vytvára exponenciálne viac oblastí vesmíru. V niektorých oblastiach inflácia skončí: kde sa pole skĺzne do údolia. V iných oblastiach však bude inflácia pokračovať a vytvorí tak stále väčší priestor okolo každej oblasti, kde inflácia končí. Miera inflácie je oveľa rýchlejšia ako maximálna miera expanzie vesmíru naplnená hmotou a energiou, preto inflačné oblasti pokrývajú všetko v čo najkratšom možnom čase. Podľa mechanizmov, ktoré nám poskytujú dostatok inflácie na vytvorenie vesmíru, ktorý vidíme, je náš oblasť vesmíru, v ktorej inflácia skončila, obklopená oveľa viac inými regiónmi - kde inflácia pokračuje alebo nekončí okamžite.
Inflácia pokračuje donekonečna, a to aj napriek oblastiam, kde skončila
Tu sa vyskytuje jav známy ako večná inflácia. Tam, kde inflácia končí, sa rodí Veľký tresk a vesmír - ako ten, ktorý vidíme - je podobný nášmu. Ak sa však inflácia nekončí, zrodí sa viac inflačný priestor, čo vedie k vzniku ďalších regiónov, v ktorých budú veľké rany, oddelené od našich, a ďalších regiónov, v ktorých sa začína inflácia.
Aký veľký je náš vesmír, je to len zlomok všetkého, čo skutočne je
Tento obraz obrovských vesmírov, omnoho väčší ako chudá časť, ktorú sme schopní pozorovať, neustále vytváraný napučiavajúcim priestorom, je multivesmír. Je dôležité pochopiť, že multiverza nie je sama osebe vedeckou teóriou. Nevyvoláva predpovede a pozorovateľné javy, ktoré môžeme dosiahnuť. Nie, samotný multivesmír je teoretická predikcia, ktorá vyplýva zo fyzikálnych zákonov, ktoré sme doteraz odvodili. Možno je to dokonca nevyhnutný dôsledok týchto zákonov: ak vezmete inflačný vesmír riadený kvantovou fyzikou, dostanete to.
Možno je naše chápanie tohto stavu pred Veľkým treskom nesprávne a naše chápanie inflácie je úplne nesprávne. V takom prípade nebude existencia viacerých vesmírov konečným dôsledkom. Predpoveď večnej inflácie, ktorá obsahuje nespočetné vreckové vesmíry, je však priamym dôsledkom našich najlepších teórií, ak sú správne.
Čo je to teda multiverse? Môže ísť nad rámec fyziky a stať sa prvou fyzicky motivovanou „metafyzikou“, ktorej sme sa kedy stretli. Prvýkrát chápeme hranice toho, čo nás môže náš vesmír naučiť. Dovtedy dokážeme predpovedať, nemôžeme však potvrdiť ani poprieť skutočnosť, že náš vesmír je iba jednou malou časťou väčšej ríše: multivesmíru.
Ilja Khel