Představte si fyzika sedícího v kleci s pistolí namířenou přímo na jeho hlavu. Směr otáčení náhodných částic v místnosti se měří každých několik sekund. Pokud je rotace v jednom směru, zbraň vystřelí a fyzik zemře. Pokud na druhou, uslyšíte pouze cvaknutí a fyzik přežije. Šance na přežití fyzika jsou tedy 50–50, že?
Všechno nemusí být tak jednoduché, pokud žijeme v multivesmíru - to znamená, že kromě našeho vesmíru, který nazýváme vlastní, existuje mnoho dalších.
Slavný myšlenkový experiment nazvaný „kvantová sebevražda“začíná scénářem s fyzikem a pistolí, a to je jeden způsob, jak se pokusit porozumět, pokud žijeme pouze v jednom z mnoha (a potenciálně nekonečných) vesmírů.
Tento myšlenkový experiment se opírá o kvantovou mechaniku a myšlenku, že neexistuje jediná objektivní realita. Vše, co kolem sebe vidíme, je pouze jednou z možných konfigurací všech pravděpodobností, že k této nebo takové události dojde. Jedna interpretace kvantové mechaniky je taková, že všechny ostatní sady pravděpodobností mohou existovat ve svých vlastních oddělených vesmírech. Takže pokud sledujete myšlenkový experiment, při této interpretaci, pak když změříte druhou částici, vesmír se rozdělí na dva, z nichž každý bude mít svou vlastní možnou verzi výskytu událostí: ve kterém je fyzik naživu a ve kterém fyzik zemřel.
Jeho přežití je nyní spojeno s kvantovou pravděpodobností, takže se zdá, že je živý a mrtvý současně - jen v různých vesmírech. Pokud se při každém měření částice rozdělí nový vesmír a zbraň buď vystřelí, nebo ne, pak v jednom z těchto vesmírů fyzik nakonec přežije, řekněme, 50 měření částic. To lze porovnat s mincí hodenou 50krát za sebou. Pravděpodobnost, že 50krát za sebou přijde ocasy, je extrémně malá, ale je - šance má sklon k nule.
A pokud k tomu dojde, fyzik pochopí, že multivesmír je skutečný, a v konkrétním případě - v popsaném experimentu - je fyzik skutečně nesmrtelný, protože zbraň nikdy nebude střílet. Ale stane se také jediným člověkem, který ví, že tyto paralelní vesmíry existují. A kolik fyziků bude muset „utratit“, aby to bylo jisté.
Existují však i jiné, inteligentnější verze více vesmírů, které jsou matematicky zálohovány a potenciálně testovatelné.
„Pro některé lidi jsou paralelní vesmíry jako skákání přes portál do jiného světa nebo něco takového,“říká Matthew Johnson, fyzik z Perimeter Institute. "Ale to je úplně jiné."
Propagační video:
Aktuální pozorovatelné důkazy o mnoha vesmírech bude obtížné najít, ale je to možné. A takto to fyzici plánují.
Vícestranné verze
Ve skutečnosti existuje poměrně málo teorií vícenásobného vesmíru a multivesmír z myšlenkového experimentu s „kvantovou sebevraždou“, kde se každá možnost stává realitou, je jednou z nejradikálnějších.
Fyzik Massachusetts Institute of Technology Max Tegmark navrhuje rozdělit více vesmírných teorií do čtyř různých typů, aby bylo snazší přemýšlet.
Zaměříme se na první úroveň multiverse - tyto verze jsou snáze pochopitelné než ostatní. Na první úrovni máme také docela dobrou šanci najít důkazy, které dokazují, že multivesmír je skutečný.
Mnoho vesmírů je odvozeno z matematických předpovědí dříve existujících teorií a multiverse úrovně 1 jsou předpovídány vysoce respektovanou a silnou myšlenkou ve fyzice: inflací.
Co máme na mysli pod pojmem „vesmír“?
Abychom pochopili myšlenku více vesmírů, musíte nejprve definovat, co máme na mysli, když řekneme „vesmír“. Naše definice „vesmíru“se změnila více než jednou, například když jsme vynalezli první dalekohled, podívali jsme se do vesmíru a zjistili, že hvězdy nejsou připevněny k obloze nehty a Země není sama o sobě ve vesmíru.
Ale vesmír je mnohem větší, než můžeme vidět dalekohledem, říká Johnson. Náš vesmír je jen sférou světla, která měla dostatek času k nám. Pokud čekáme dalších miliard let, uvidíme ještě více a náš koncept vesmíru se zase obrátí vzhůru nohama, říká Tegmark.
Někdo stojící na planetě bilionů světelných let bude mít úplně jiný obrázek „vesmíru“založený na tom, kolik světla zasáhlo jejich planetu.
Neexistuje žádný způsob, jak bychom se dostali k těmto dalším bublinám vesmírů podle definice, protože neexistuje způsob, jak cestovat rychleji než světlo. Přestože je nemůžeme vidět, fyzici věří, že stopy jejich narození lze stále najít.
Kde je důkaz?
Myšlenkou inflace je, že během jejího vzniku prošel náš vesmír obdobím rychlého rozpínání (bezprostředně po Velkém třesku), kdy nanometr vesmíru najednou explodoval 250 miliónů světelných let za méně než jednu miliardu sekundy.
Jakmile inflace začala, nikdy se úplně nezastavila. V některých oblastech časoprostoru se zastaví, ve kterém se oblasti vesmíru promění v bubliny, jako vesmír, který vidíme kolem, ale na jiných místech se prostor neustále rozšiřuje. Pokud je expanze nekonečná a mnozí tomu věří, pak se neustále vytvářejí nové bubliny vesmíru. Toto zanechává bublinovou stopu. Projdeme vesmírným časem v pěnivé jacuzzi vesmírů.
Opět neexistuje způsob, jak komunikovat s těmito dalšími vesmírnými bublinami, protože nemůžeme cestovat rychleji než světlo. Teoreticky však můžeme dokázat, že existují. A tady je jak.
Když se náš bublinový vesmír poprvé utvořil, je možné, že se srazil s jinými bublinovými vesmíry, které se formují kolem nás. Je nepravděpodobné, že jsme stále v jejich blízkosti, protože pokračující rozšiřování časoprostoru nás přenáší dále a dále.
Účinky časných kolizí však mohly vlnit vesmírné mikrovlnné pozadí (teplo z Velkého třesku). Teoreticky bychom mohli tyto vlnky spatřit pomocí dalekohledů. Byl by to zbarvený disk - jako modřina na těle mikrovlnného pozadí.
Jones hledá takové „modřiny“, ale hodně záleží na tom, jak rychle se objevily další vesmírné bubliny a kolik jich může být. Pokud existuje málo bublin, nemuseli jsme se s nimi vůbec setkat.
Planckův kosmický dalekohled v současné době poslouchá nebe, aby dokázal takové střety s jinými vesmíry.
Multiverse uvnitř LHC
Různí fyzici drží různé teorie multivesmíru. Tato verze vychází z teorie strun, jakož i z myšlenky na existenci mnoha dalších dimenzí, ke kterým prostě nemáme přístup (jako v situaci, kdy hrdina McConaughey spadl do filmu Interstellar). Někteří fyzici si myslí, že paralelní vesmíry se skrývají v těchto dalších dimenzích.
Tuto myšlenku multiverse lze také otestovat
Fyzici budou hledat mikroskopické černé díry u velkého hadronového kříže, který byl nedávno uveden do provozu. LHC nemůže vytvořit černou díru, která by byla nebezpečná, ale podle této teorie je možné vytvořit mikroskopické černé díry, které se okamžitě vypařují. Přítomnost černých děr by znamenala, že gravitace našeho vesmíru prosakuje do dalších dimenzí.
"Vzhledem k tomu, že gravitace může z našeho vesmíru vytéct do dalších rozměrů, lze takový model vyzkoušet objevením miniaturních černých děr v LHC," řekl fyzik Mir Faisal. "Vypočítali jsme energii, při které se mají detekovat tyto černé díry v gravitační duze." Pokud při této energii najdeme černé díry, víme, že jak teorie gravitační duhy, tak teorie extra dimenzí jsou správné.
To by byl přesvědčivý důkaz pro teorii strun a paralelní vesmíry a také by to pomohlo vysvětlit, proč je gravitace mnohem slabší než jiné základní síly.
Dosud však neexistuje žádné vážné potvrzení. Jen pochybnosti
"Věřím pouze v to, co je podloženo konkrétními, ověřitelnými experimentálními důkazy, a koncept paralelních vesmírů se toho nemůže chlubit," říká Brian Green, teoretický fyzik na Columbia University.
Problém je, jak říká Johnson, že fyzici se vzdalují filozofickým diskusím o různých vesmírech. Někteří chtějí tento nápad vyzkoušet. Jiní mají radikální a netestovatelné teorie. Tegmark říká, že se pokusí experimentovat s kvantovou sebevraždou, když bude starý a křehký. Ale doufejme, že si dělá srandu.