Universum, milles me elame, on tohutu, täis ainet ja energiat ning laieneb kiiremini ja kiiremini. Miljardite valgusaastate kaugusel vaadates võime näha miljardeid aastaid oma iidsest minevikust, näha planeetide, tähtede ja galaktikate teket. Vaatasime nii kaugele, leidsime gaasipilved, mis polnud veel ühte tähte sünnitanud, ja galaktikad, mis tekkisid siis, kui meie universum oli 97% noorem. Eriti uudishimulik on see, et saame jälgida Suure Paugu järeltulekut, mis jääb ajast, mil universum oli umbes 380 000 aastat vana. Kuid kogu selle kosmilise hiilguse juures ei ole me kunagi leidnud tõendeid selle kohta, et meie universum põrkus tohutul hulgal universumis teise universumiga. Miks?
Tõepoolest, kui mitme universumi teooria on õige, peab meie laienev universum olema põrunud teise universumiga. Kas pole nii? Lõppude lõpuks on meie universum nüüd nii suur, et mõned kirjeldavad seda lõpmatu suurusega.
Ja nii väidab mitte ainult loogika, vaid ka tuntud autoriteet Roger Penrose. Nii Penrose kui ka tavapärased tarkused on siin valed. Meie universum on ja peaks olema eraldatud ning üksi mitmekesi.
Kuigi see teema on liiga populaarne ja vaieldav, toetavad tugevad füüsilised hüpoteesid mitme universumi olemasolu. Kui ühendada meie kaks juhtivat mõttekooli selle kohta, kuidas universum töötab, kosmilise inflatsiooni ja kvantfüüsika vahel, jõuame paratamatult oma universumini mitmest universumist. On veel üks järeldus: iga loodud universum - ja iga sellele eelnev Suur Pauk - eraldatakse kohe ja igavesti põhjuslikest seostest teistega. Miks? Füüsik Ethan Siegel võtab lahti.
Kosmiline inflatsioon tuli Suure Paugu teooria täienduseks, pakkudes mehhanismi selgitamaks, miks universum sai alguse teatud tingimustest. Inflatsioon andis vastuse eelkõige küsimustele, mis käsitlevad …
- miks oli universumis kõikjal sama temperatuur;
- miks see oli ruumiliselt tasane;
- miks pole enam selliseid kõrge energiatarbega säilmeid nagu magnetilised monopolid.
Reklaamvideo:
… Jättes endiselt uute prognooside kinnitamise. Need ennustused hõlmavad tiheduse kõikumiste spektrit, millega universum sündis; maksimaalne temperatuur, mille universum on saavutanud Suure Paugu varajastes staadiumides; kosmilise horisondi ületanud skaalade kõikumiste olemasolu ja gravitatsioonilainete teatud kõikumiste spekter. Kõike seda, välja arvatud viimast, kinnitasid vaatlused.
Kosmiline inflatsioon, kui täpne olla, on periood enne Suurt Pauku, mil Universumis valitses kosmosele omane energia. Nüüd on tumeda energia hulk liiga väike, kuid inflatsiooni ajal oli see võrreldamatult suurem: palju suurem energiatihedus, kui Universum oli Suure Paugu kuumade esimeste etappide ajal ainet ja kiirgust täis.
Kuna universumi laienemist juhib kosmosele omane energia, oli inflatsiooni perioodil ekspansiivne laienemine, loodi uus ruum. Kui Universumi suurus kahekordistus ajaga n, siis pärast selle aja 10 perioodi oli see juba 210 või isegi 21000 korda suurem. Lühikese aja jooksul muutus mis tahes mittetasapinnaline ja ainet sisaldav ruumi piirkond tasapinnaliseks ja kõik aineosakesed paisusid üksteisest nii kaugele, et kaks osakest ei kohtu enam kunagi.
Inflatsioon ei saa aga kesta igavesti. Kosmosele omane energia ei saa jääda igaveseks, vastasel juhul poleks Suur Pauk aset leidnud ja Universum poleks sündinud. Järelikult tuleb energia kosmose kudedest üle viia mateeriasse ja kiirgusse. Inflatsiooni väljana vaatamiseks kujutlege palli mäe otsa. Kuni pall püsib tipus, jätkub inflatsioon ja eksponentsiaalne laienemine. Kuid selleks, et inflatsioon lõppeks, olgu kvantväli selle eest vastutav, peab see liikuma suure energiaga ebastabiilsest olekust madala energiatarbega tasakaaluolekusse. See üleminek, "veeretades" palli mäest alla, lõpetab inflatsiooni ja põhjustab Suure Paugu.
Siiski on üks, kuid eespool kirjeldatu toimib nagu klassikaline väli, kuid nagu ka kõik füüsilised väljad, peaks inflatsioon oma olemuselt olema kvant. Nagu kõiki kvantvälju, kirjeldab seda ka lainefunktsioon ja laine tõenäosus levib aja jooksul. Kui välja väärtus veereb mäest piisavalt aeglaselt, on lainefunktsiooni kvant levimine kiirem kui veeremine, mis teeb võimalikuks - isegi tõenäoliseks - Suure Paugu ja inflatsiooni lõppemise.
Kuna kosmos laieneb inflatsiooni ajal eksponentsiaalse kiirusega, tähendab see, et aja jooksul ilmneb plahvatuslikult suur arv kosmosepiirkondi. Asi on selles, et inflatsioon ei lõppe kõikjal üleöö; erinevad piirkonnad saavad kvantväljade ja suundade erinevad väärtused. Mõnes piirkonnas inflatsioon lõppeb ja väli libiseb orgu. Teistes riikides jätkub inflatsioon, andes elu uuele ruumile.
Siit pärineb igavese inflatsiooni fenomen ja mitme universumi idee. Seal, kus inflatsioon lõpeb, saame Suur Paugu ja Universumi - osa sellest, mida me saame jälgida. Kuid piirkondade ümbruses, kus inflatsioon lõppes ja toimus Suur Pauk, leidub ka piirkondi, kus inflatsioon pole lõppenud ja plahvatuslik ekspansioon jätkub. Nendes piirkondades sünnib rohkem laienev ruum, lükates tagasi piirkonnad, kus inflatsioon on lõppenud kiiremini, kui nad suudavad laieneda. Kõik uued piirkonnad, kus Suur Pauk saab olema, on põhjuslikult meie piirkonnast eraldatud, täielikult ja igavesti.
Kui mõtlete mitmest universumist kui hiiglaslikust ookeanist, võite joonistada üksikud universumid, milles Suur Pauk aset leidis, väikeste mullidena ookeanis. Need mullid, nagu tõelised mullid, mis tekivad ookeanipõhjas, laienevad aja jooksul, kui meie universum paisub. Kuid erinevalt ookeani vedelast veest laieneb inflatsioonilise kosmoseaja "ookean" kiiremini, kui mullid ise kunagi laieneda võivad. Ja kuna nendevaheline ruum kasvab ja kasvab aina, ei puutu kaks mullit kunagi kokku.
Vastupidiselt inflatsiooni- ja kvantteooria ennustustele oleks kahe universumi kunagi põrkumine tohutu üllatus. Ehkki selliste mullide kokkupõrge jätaks meie universumisse verevalumi, mille tuvastaksime Suure Paugu järeltuules usaldusväärselt, pole selliste verevalumite kohta mingeid tõendeid. Nagu meie parimad teooriad ennustasid.
Ilja Khel
