Vesolje se je začelo kot Big Bang in skoraj takoj se je začelo širiti hitreje od hitrosti svetlobe v rastnem vzponu, imenovanem "inflacija." Žemlja.
Ta širitev se je ustavila po le nekaj sekundah. Toda po ideji, imenovani "inflacijski multiverse", se nadaljuje - samo ne v našem vesolju, kjer bi jo lahko videli. In kot to počne, sproži druga vesolja. In tudi ko se ustavi v teh prostorih, se nadaljuje v še drugih. Ta "večna inflacija" bi ustvarila neskončno število drugih vesoljev.
Ti kozmični otoki skupaj tvorijo tisto, kar znanstveniki imenujejo "multiverse". Fizične osnove tega vesolja - kot naboji in mase elektronov in protonov ter način širjenja vesolja - so lahko drugačni.
Kozmologi večinoma preučujejo to inflacijsko različico multiverzuma, nenavaden scenarij pa ima lahko tudi druge oblike. Zamislite si na primer, da je kozmos neskončen. Potem je del tega, ki ga lahko vidimo - vidni vesolje - le eden izmed številnih drugih, enako velikih vesoljev, ki se seštevajo in tvorijo multiverzum. Druga različica, imenovana "Razlaga mnogih svetov", izvira iz kvantne mehanike. Tu ima vsakič, ko ima fizični delček, kot je elektron, več možnosti, vse jih je treba sprejeti - vsakega v drugem, na novo rojenem vesolju.
Predstavitev evolucije vesolja skozi 13, 77 milijarde let. Skrajno levo prikazuje najzgodnejši trenutek, ki ga lahko zdaj preizkusimo, ko je obdobje "inflacije" povzročilo skok eksponentne rasti v vesolju. (NASA / WMAP Science Team) 
Kavlijevi nagrajenci za izum inflacije (Kavlijeva nagrada) 
Slika, kako se lahko v mikrovalovnem ozadju pokaže trk z drugim vesoljem (University College London) Toda vsa ta druga vesolja so morda zunaj našega znanstvenega dosega. Vesolje po definiciji vsebuje vse stvari, ki jih lahko vsakdo v notranjosti vidi, zazna ali preizkusi. In ker je multiverzum fizično in filozofsko nedosegljiv, astronomi morda ne bodo mogli izvedeti - zagotovo - če sploh obstaja.
Ugotavljanje, ali živimo na enem od številnih otokov, pa ni samo iskanje čistega znanja o naravi kozmosa. Če multiverse obstaja, sposobnost življenja v našem vesolju ni tako skrivnost: obstaja tudi neskončno število manj gostoljubnih univerzumov. Naša sestava bi bila torej le srečno naključje. Toda tega ne bomo vedeli, dokler znanstveniki ne bodo potrdili multiverzuma. In kako bodo to storili in če bo to sploh mogoče, ostaja odprto vprašanje.
Ničelni rezultati
Ta negotovost predstavlja težavo. V znanosti raziskovalci poskušajo razložiti, kako deluje narava s pomočjo napovedi, ki jih formalno imenujejo hipoteze. Kolektivno tako oni kot javnost včasih te ideje imenujejo "teorije". Znanstveniki še posebej težijo k tej uporabi, kadar se njihova ideja ukvarja s širokim naborom okoliščin ali razloži nekaj bistvenega za delovanje fizike. In kaj bi lahko bilo bolj široko in temeljno od multiverzuma?
Za idejo, da se tehnično preide iz hipoteze na teorijo, morajo znanstveniki preizkusiti svoje napovedi in nato analizirati rezultate, da bi videli, ali podatki podpirajo njihovo prvotno ugibanje. Če ideja dobi dovolj dosledne podpore in natančno in zanesljivo opiše naravo, jo bo spodbudila uradna teorija.
Ko se fiziki poglabljajo globlje v srce resničnosti, postanejo njihove hipoteze - tako kot multiverzum - vse težje in težje in morda celo nemogoče preizkusiti. Brez zmožnosti dokazovanja ali oporekanja svojih zamisli znanstveniki ne morejo vedeti, kako dobra teorija dejansko predstavlja resničnost. Kot bi se sestali potencialni zmenek v internetu: Čeprav lahko na digitalnem papirju izgledajo dobro, ne morete vedeti, ali njihov profil predstavlja njihovo dejansko osebnost, dokler se osebno ne srečate. In če se osebno ne srečaš, bi te lahko mačkale. In tako bi lahko tudi multiverse.
Fiziki zdaj razpravljajo, ali ta problem premika ideje, kot je multiverse, iz fizike v metafiziko, iz sveta znanosti v filozofijo.
Pokaži državo
Nekateri teoretični fiziki trdijo, da njihovo področje potrebuje več hladnih, trdnih dokazov in skrbi, kam vodi pomanjkanje dokazov. "Teorije je enostavno napisati, " pravi Carlo Rovelli iz Centra za teoretično fiziko v mestu Luminy v Franciji. Tukaj Rovelli uporablja besedo pogovorno, da bi spregovoril o hipotetičnih razlagah, kako v bistvu deluje vesolje. "Težko je napisati teorije, ki preživijo dokaz resničnosti, " nadaljuje. »Malo jih je preživelo. S pomočjo tega filtra smo lahko razvili sodobno znanost, tehnološko družbo, zdravili bolezni, nahranili milijarde. Vse to deluje zahvaljujoč preprosti ideji: Ne zaupajte svojim domišljijam. Hranite samo ideje, ki jih je mogoče preizkusiti. Če nehamo tako, se vrnemo v slog razmišljanja srednjega veka. "
On in kozmologi George Ellis z univerze v Cape Townu in Joseph Silk z univerze Johns Hopkins iz Baltimoreja skrbijo, da lahko znanstveniki preprosto nadaljujejo svoje intelektualne poti, ne da bi vedeli, ali gre za njihove sprehode. vse prej kot naključno. "Teoretična fizika tvega, da postane matematična dežela med matematiko, fiziko in filozofijo, ki resnično ne ustreza zahtevam, " sta Ellis in Silk zapisala v uvodniku Nature leta 2014.
Ne gre za to, da fiziki ne želijo preizkušati svojih najbolj divjih idej. Rovelli pravi, da so mnogi njegovi sodelavci mislili, da jih bodo že zdaj lahko potrdili z eksponentnim napredkom tehnologije in veliko časa, ko so sedeli v sobah. "Mislim, da mnogi fiziki niso našli načina, kako bi dokazali svoje teorije, kot so upali, in zato zadihajo, " pravi Rovelli.
"Fizika napreduje na dva načina, " pravi. Ali fiziki vidijo nekaj, česar ne razumejo, in razvijejo novo hipotezo, da bi ga pojasnili, ali razširijo obstoječe hipoteze, ki so v dobrem stanju. "Danes mnogi fiziki zapravljajo čas na tretji način: poskušajo samovoljno ugibati, " pravi Rovelli. "To v preteklosti še nikoli ni delovalo in zdaj ne deluje."
Multiverz je lahko eno izmed teh samovoljnih ugibanj. Rovelli ne nasprotuje samo ideji, ampak zgolj obstoju risbe. "Ne vidim razloga, da bi a priori zavrnil misel, da je v naravi več tistega dela prostora, ki ga vidimo, " pravi Rovelli. "Ampak do zdaj še nisem videl nobenih prepričljivih dokazov."
"Dokaz" se mora razvijati
Drugi znanstveniki trdijo, da je treba opredelitve "dokazov" in "dokazov" nadgraditi. Richard Dawid iz münchenskega centra za matematično filozofijo verjame, da bi znanstveniki lahko podprli njihove hipoteze, kot je multiverzum, ne da bi dejansko našli fizično podporo. Svoje ideje je predstavil v knjigi z imenom Teorija strun in znanstvena metoda . V notranjosti je nekakšna rubrika, imenovana „Neempirično ocenjevanje teorije“, ki je za strokovne fizike podobna znanstveno ocenjevalnemu listu. Če teorija izpolnjuje tri kriterije, je verjetno res.
Najprej, če so znanstveniki poskušali in niso uspeli, da bi ustvarili alternativno teorijo, ki dobro razloži pojav, ki šteje za dokaz v prid prvotne teorije. Drugič, če teorija še vedno deluje kot dobra ideja, bolj ko jo preučuješ, je to še en plus. In če bi misel ustvarila teorijo, ki bi jo dokazi pozneje podprli, obstaja velika verjetnost, da bo spet.
Radin Dardashti, tudi münchenski center za matematično filozofijo, meni, da Dawid stopa po pravi poti. "Najbolj osnovna ideja, ki temelji na vsem tem, je, da če imamo teorijo, za katero se zdi, da deluje, in smo izbrali nič, kar bi delovalo bolje, je verjetno naša ideja prava, " pravi.
Toda zgodovinsko gledano je ta podsklop pogosto propadel in znanstveniki niso mogli videti očitnih alternativ dogmatičnim idejam. Na primer, Sonce se v vzponu in vzhodu zdi, da obide Zemljo. Ljudje so zato dolgo mislili, da je naša zvezda krožila na Zemlji.
Dardashti opozarja, da znanstveniki ne bi smeli namerno uporabljati Dawidove ideje, in da bi jo bilo treba več razvijati. Lahko pa je najboljša ideja za "testiranje" multiverzuma in drugih idej, ki so pretežke, če ne celo nemogoče preizkusiti. Vendar ugotavlja, da bi bilo dragoceni čas fizikov bolje porabiti za izmišljanje načinov, kako najti resnične dokaze.
Niso pa vsi tako sanguini. Sabine Hossenfelder z nordijskega inštituta za teoretično fiziko v Stockholmu meni, da "post-empirično" in "znanost" ne moreta živeti skupaj. "Fizika ne gre za iskanje prave resnice. Fizika pomeni opisovanje sveta, «je zapisala na svojem blogu Backreaction kot odgovor na intervju, v katerem je Dawid razložil svoje ideje. In če ideja (ki jo tudi pogovorno imenuje teorija) nima empirične, fizične podpore, ji ne pripada. "Brez vzpostavitve stika z opazovanjem, teorija ni uporabna za opis naravnega sveta, ki ni del naravnih znanosti in ne fizike, " je zaključila.
Multiverse (Univerza Standford) Resnica je tam zunaj
Nekateri podporniki multiverzuma trdijo, da so našli resnične fizične dokaze za multiverse. Joseph Polchinski s kalifornijske univerze Santa Barbara in Andrei Linde z univerze Stanford - nekateri teoretični fiziki, ki so sanjali o trenutnem modelu inflacije in kako to vodi v vesolje otokov - pravijo, da je dokaz kodiran v našem kozmosu.
Ta kozmos je ogromen, gladek in raven, tako kot pravi inflacija. "Kar nekaj časa je trajalo, da smo se navadili na idejo, da velike velikosti, ploskosti, izotropije in enotnosti vesolja ne smemo zavreči kot trivialna življenjska dejstva, " je Linde zapisala v prispevku, ki se je decembra pojavil na arXiv.org. "Namesto tega bi jih morali obravnavati kot eksperimentalne podatke, ki zahtevajo razlago, ki je bila predložena z izumom inflacije."
Podobno se zdi, da je naše vesolje dobro nastavljeno, da je ugodno za življenje, s hitrostjo ekspanzije Goldilocks, ki ni prehitro ali prepočasi, z elektronom, ki ni prevelik, protonom, ki ima ravno nasproten naboj, vendar enako maso kot nevtron in a štiridimenzionalni prostor, v katerem lahko živimo. Če bi bili na primer elektroni ali protoni za en odstotek večji, bitja ne bi mogla biti. Kakšne so možnosti, da bi se vse te lastnosti poravnale, da bi ustvarile lep kos nepremičnin, da bi se biologija lahko oblikovala in razvijala?
V vesolju, ki je v resnici edino vesolje, so možnosti izginjajoče. Toda v večno napihljivem multiverzumu je gotovo, da bi se moral eden izmed vesoljev izkazati kot naš. Vsako otoško vesolje ima lahko različne fizikalne zakone in osnove. Glede na neskončne mutacije se bo rodilo vesolje, v katerem se lahko rodijo ljudje. Multiverse dejansko razloži, zakaj smo tukaj. In naš obstoj torej pomaga razložiti, zakaj je multiverse verjetna.
Ti posredni dokazi, statistično združeni, so Polchinskega rekli, da je 94 odstotkov prepričan, da multiverzal obstaja. A ve, da je 5, 999999 odstotkov manj od 99, 999999-odstotne zanesljivosti, ki jo morajo znanstveniki poimenovati kot dokončan posel.
Podrobna, vse nebesna slika otroškega vesolja je nastala iz devetih let podatkov WMAP. Slika prikazuje 13, 77 milijarde let staro temperaturno nihanje (prikazano kot barvne razlike), ki ustreza semenom, ki je zraslo v galaksije. (NASA / WMAP Science Team) Sčasoma bodo znanstveniki morda lahko odkrili bolj neposredne dokaze o multiverzumu. Lovijo se na strije, ki bi jih inflacija pustila na kozmičnem mikrovalovnem ozadju, svetlobi, ki je ostala od velikega poka. Ti odtisi bi lahko znanstvenikom povedali, ali se je zgodila inflacija, in jim pomagali ugotoviti, ali se še vedno dogaja daleč od našega pogleda. In če bi naše vesolje v preteklosti naletelo na druge, bi tudi ta blatnik pustil odtise v kozmičnem mikrovalovnem ozadju. Znanstveniki bi lahko prepoznali to nesrečo z dvema avtomobiloma. In če obstajata dva avtomobila, potem mora biti še veliko več.
Ali pa lahko čez 50 let fiziki ovcek predložijo dokaze, da je bila kozmološka teorija hišnih ljubljenčkov zgodnjega 21. stoletja napačna.
"Delamo na težavi, ki je zelo težka, zato bi morali o tem razmišljati zelo dolgo, " je Polchinski svetoval drugim fizikom. To v fiziki ni nič nenavadnega. Pred stotimi leti je Einsteinova teorija splošne relativnosti na primer napovedovala obstoj gravitacijskih valov. Toda znanstveniki so jih pred kratkim lahko preverili šele z instrumentom milijarde dolarjev z imenom LIGO, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.
Doslej se je vsa znanost opirala na preverljivost. To je tisto, zaradi česar je znanost znana in ne sanjarjenje. Njegova stroga pravila dokazovanja so človeka preselila iz vlažnih, temnih gradov in v vesolje. Toda za te teste je potreben čas in večina teoretikov ga želi počakati. Ideje niso pripravljene založiti tako temeljno kot multiverzum - ki bi dejansko lahko bil odgovor na življenje, vesolje in vse - dokler in če sami ne bi dokazali, da ne obstaja. In ta dan morda ne bo nikoli prišel.
