Zamislite da krenete raketom i napustite Zemlju. Potom napustite Sunčev sustav, pa našu galaksiju. Probijete rub vidljivog svemira i ostaviti naš kozmos iza sebe (što bi bilo nemoguće, jer biste morali ići brže od brzine svjetlosti, ali u pitanju je misaoni eksperiment).
Sada krstarite eonima kroz nedokučivu prazninu sve dok ne naiđete na drugi svemir, s drugom galaksijom u sebi, s drugim solarnim sustavom, drugom Zemljom… i s tobom koji sjedi i čita ovaj članak.
To je multiverzum i mogao bi biti prirodno predviđanje fizikalnih teorija koje definiraju početak svemira. Ili možda ne. Teško je reći, kao što je pokazalo novo istraživanje, piše Live Science.
Veliki stari svemir
Kozmolozi uglavnom vjeruju da je naš svemir kad je bio iznimno mlad – star manje od trilijuntinke trilijunte sekunde – potpuno poludio. U najsitnijem djeliću trenutka, svemir je postao stvarno, jako velik.
Koliko velik? Teško je točno reći, jer je ovaj koncept vrlo hipotetski, ali “mnogo veći nego što mislite”. Većina modela ovog događaja, nazvanog inflacija, zahtijevaju svemir koji je najmanje 10^52 puta veći od vidljivog volumena kozmosa. Budući da se ta vidljiva mrlja već proteže 90 milijardi svjetlosnih godina, to znači da je pravi opseg našeg svemira toliko velik da je gotovo neshvatljiv.
Inflacija rješava mnoge probleme u standardnoj kozmologiji Velikog praska – modelu koji opisuje kako je svemir nastao – kao što je činjenica da regije svemira koje su jako udaljene jedna od druge imaju otprilike istu temperaturu. Prema teoriji inflacije, te su regije nekoć bile mnogo ugodnije i međusobno su se prilično dobro upoznale, prije nego što ih je inflacija razdvojila.
Vječna inflacija
Postoji još jedna potencijalna posljedica inflacije: možda nije gotova, a možda nikada neće biti gotova. To se zove “vječna inflacija”, ideja koja opisuje kako se svemir u najvećim razmjerima uvijek može napuhati, sa samo sićušnim džepovima koji postaju normalni, smireni dijelovi poput našeg. Svaki “otkrinuti” otočki svemir bio bi odvojen ogromnim zaljevom ništavila, s otocima koji bi letjeli jedan od drugog brže od svjetlosti (zbog inflacije).
Ovi otočki svemiri, ugrađeni u veći “multiverzum”, nikada se ne bi sreli i nikada ne bi mogli komunicirati jedni s drugima. Zapravo, bilo bi nemoguće pronaći izravne dokaze o njihovu postojanju.
Napuhati ili ne napuhati
Bez izravnog dokaza, možemo li barem s razlogom pretpostaviti je li multiverzum vjerojatan ili ne? Ako smo samo jedan mjehurić u divovskoj kadi ispunjenoj pjenom koja se širi brže od svjetlosti, kako bismo to mogli otkriti?
Prvi korak je testiranje inflacije. Postoje neki dokazi da se nešto poput inflacije dogodilo u ranom svemiru. Fluktuacije u kozmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju, ili svjetlost oslobođena kada se naš svemir počeo hladiti kada je bio star 380.000 godina, imaju obrazac koji odgovara onome što biste vidjeli da je došlo do inflacije. Ni jedna druga teorija ranog svemira ne odgovara tom uzorku svjetlosti.
No “inflacija” nije jedna teorija. To je više kao klasa ili kategorija teorija. Različiti modeli pretpostavljaju različitu fiziku, različite pokretače, različite uzroke i različite učinke ovog događaja. Kako se sve ove teorije temelje na hipotetičkim modelima ekstremne fizike ranog svemira, prerano je reći koja je od teorija, ako ijedna, točna.
Fizičari sumnjaju da je vječna inflacija generička, što znači da je posljedica većine, ako ne i svih, modela inflacije. Dakle, na osnovi ove sumnje, ako je inflacija točna, onda je vječna inflacija također vjerojatno točna, a multiverzum bi mogao biti stvaran.
Prosuđivanje multiverzuma
Nepotrebno je reći da je postojanje multiverzuma prilično velika pilula za progutati. Ako je vječna inflacija točna, onda ne postoji samo jedan svemir, ili puno svemira, već beskonačan broj džepnih svemira. Svaki bi potencijalno imao svoje zakone fizike i raspored čestica. Dakle, ako je broj načina uređenja materije i energije konačan – postoji samo toliko načina na koje možete konstruirati svemir – onda beskonačni multiverzum zahtijeva ponavljane kopije iste fizičke situacije, čak i ako je bilo koja posebna kombinacija fizičkih konfiguracija nevjerojatno rijetka .
To znači da postoji vaša kopija na nekoj konačnoj (ali vrlo dalekoj) udaljenosti. I još jedna kopija nakon toga. I još jedna. I još jedna. Beskonačan broj tebe koji rade istu stvar.
Ali možemo reći da je multiverzum vjerojatan samo ako je vječna inflacija doista generička (to jest, zajednička karakteristika većine, ako ne i svih modela inflacije), što je upravo ono što tim fizičara tvrdi u nedavnom radu, objavljenom u bazi preprinta arXiv i dostavljen u časopisu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Ispitali su veliki broj modela inflacije, mijenjajući tipove modela i parametre modela, brojeći koji su od njih bili jednokratni, a koji su doveli do vječne inflacije i multiverzuma.
Što su otkrili?
Njihov odgovor: Komplicirano je.
Kao prvo, otkrili su da vječna inflacija nije ni približno tako česta kao što se prvobitno mislilo. Njihovo objašnjenje zašto su kozmolozi mislili da je vječna inflacija generička bilo je to što su raniji kozmolozi proučavali samo ograničen skup modela. Otkrili su da mnogi održivi modeli inflacije (“održivi” ovdje znači da nisu očito proturječili opažanjima) nisu doveli do scenarija vječnog napuhavanja.
Međutim, istraživači su otkrili da je teško uopće snaći se u mjerenju “učestalosti” nečega poput vječne inflacije, budući da nemamo dobro razumijevanje modela inflacije i njihovog funkcioniranja. Tvrdili su da je nemoguće jednoznačno odgovoriti na pitanje generičnosti, jer još toliko toga moramo naučiti o fizici inflacije.
Dakle, postoji li još jedan ti koji čita isti ovaj članak? Znanost kaže: Teško je reći.
