Pokud jste si mysleli, že se vše omezuje na to, co jsme našli za kosmickým horizontem, připravte se na změnu názoru.
"Je těžké vytvořit modely inflace, které nevedou k multiverse." To není nemožné, takže jsem si jist, že je zapotřebí dalšího výzkumu. Ale většina inflačních modelů vede k multivesmíru a důkazy o inflaci nás budou tlačit k serióznímu přijetí [více vesmírů], “řekl Alan Guth, americký fyzik a kosmolog, který jednou propagoval myšlenku inflace nebo kosmické expanze.
Představte si, že vesmír, který pozorujeme - od začátku do konce - je jen kapkou kosmického oceánu. Že za tím, co vidíme, je více prostoru, více galaxií, především nespočet miliard světelných let dále, než kdy můžeme dosáhnout. A jak velký může být vesmír, stejně jako nespočet může být počet podobných vesmírů - některé větší a starší, jiné menší a mladší - rozptýlené po celém časoprostoru. A stejně rychle, jak se tyto vesmíry rozšiřují, prostorový čas, který je obsahuje, se rozšiřuje ještě rychleji, táhne je dále od sebe a zajišťuje, že se žádné dva vesmíry nikdy nesetkají. Zní to jako sci-fi? Toto je vědecká myšlenka multivesmíru nebo více vesmírů. Pokud je však vědecký názor, který dnes bereme, správný,tato myšlenka bude nejen přiměřená, ale také nevyhnutelný důsledek našich základních zákonů, říká fyzik Ethan Siegel.
Myšlenka více vesmírů je zakořeněna ve fyzice potřebné k popisu vesmíru, který dnes vidíme a obýváme. Na obloze vidíme hvězdy a galaxie seskupené do velké kosmické sítě. Ale čím více se podíváme do vesmíru, tím více zpět v čase se dostaneme. Čím dál jsou galaxie, tím mladší jsou, a proto méně rozvinuté. Jejich hvězdy mají méně těžkých prvků, vypadají menší, protože existuje méně fúzí, více spirál a méně elips (protože druhé zaberou čas) atd. Pokud se posuneme k hranici viditelnosti, najdeme úplně první hvězdy ve vesmíru a za nimi - oblast temnoty, ve které je pouze jedno světlo: dosvit Velkého třesku.
Samotný Velký třesk - ke kterému došlo před 13,8 miliardami let - nebyl začátkem vesmíru a času, ale spíše začátkem našeho pozorovatelného vesmíru. Předtím existovala éra známá jako kosmická inflace, kdy se samotný prostor exponenciálně rozšiřoval, naplněný energií vlastní látkou časoprostoru. Kosmická inflace je sama o sobě příkladem teorie, která přišla a nahradila teorii, která předcházela:
"Bylo to v souladu se všemi úspěchy teorie velkého třesku a pokrývalo celou moderní kosmologii."
"Vysvětlila několik problémů, které Velký třesk nedokázal vysvětlit, včetně toho, proč byl vesmír všude stejná teplota, proč je prostorově plochý a proč nezůstaly žádné relikvie s vysokou energií, jako jsou magnetické monopoly."
Propagační video:
"A učinila mnoho nových předpovědí, které bylo možné pozorně testovat, z nichž většina byla potvrzena."
Byl však jeden důsledek, který předpovídala teorie inflace. Nevíme, jestli to můžeme potvrdit nebo ne: více vesmírů.
Inflace vede k exponenciální expanzi prostoru, což může velmi rychle vyústit ve skutečnost, že jakýkoli již existující zakřivený prostor bude vypadat plochý.
Inflace způsobuje exponenciální expanzi prostoru. To znamená, že berete cokoli, co existovalo před Velkým třeskem, a stává se mnohem, mnohem, mnohem více, než to bylo. Zatím nám to vyhovuje: vysvětluje to, jak jsme získali homogenní a obrovský vesmír. Když inflace skončí, vesmír je naplněn hmotou a zářením, jehož vzhled vidíme jako žhnoucího velkého třesku. A tady začínají zvláštnosti. Aby inflace skončila, bez ohledu na to, které kvantové pole je za ni zodpovědné, musí přejít z nestabilního stavu s vysokou energií na nízkou a stabilní. Tento přechod a „sklouznutí“dolů do údolí je tím, co ukončuje inflaci a způsobuje Velký třesk.
Ale bez ohledu na to, které pole je odpovědné za inflaci, stejně jako ve všech ostatních oblastech, které dodržují fyzikální zákony, musí to být ve své podstatě kvantové pole. Jako všechna kvantová pole je popsána vlnovou funkcí s pravděpodobností šíření vln v čase. Pokud se velikost pole pomalu valí do údolí, bude kvantové šíření vlnové funkce rychlejší než roll-off, což znamená, že možná - i pravděpodobná - inflace postupně povede k Velkému třesku.
Pokud by inflace byla kvantovým polem, velikost pole by se časem lišila, přičemž různé oblasti prostoru by přijímaly různé realizace hodnoty pole. V mnoha regionech hodnota pole klesne na dno údolí, čímž dojde k ukončení inflace, ale v mnoha jiných bude inflace pokračovat tak dlouho, jak budete chtít v budoucnu.
Protože se prostor během inflace rozšiřuje exponenciální rychlostí, znamená to, že v průběhu času se vytváří exponenciálně více oblastí prostoru. V některých oblastech inflace skončí: kde pole sklouzne do údolí. V jiných však inflace bude pokračovat a vytvoří kolem každé oblasti, kde inflace končí, stále více prostoru. Míra inflace je mnohem rychlejší než maximální míra expanze vesmíru naplněná hmotou a energií, proto v nejkratším možném čase pokrývají oblasti inflace vše. Podle mechanismů, které nám poskytují dostatečnou inflaci k vytvoření vesmíru, který vidíme, je náš region vesmíru, kde inflace skončila, obklopen mnohem více dalšími regiony - kde inflace pokračuje nebo nekončí okamžitě.
Inflace pokračuje donekonečna, navzdory oblastem, kde skončila
Zde dochází k jevu známému jako věčná inflace. Tam, kde končí inflace, se rodí Velký třesk a vesmír - jako ten, který vidíme - je podobný našemu. Ale tam, kde inflace nekončí, se zrodí více inflační prostor, což vede k dalším regionům, ve kterých budou velká rána, oddělená od našich, a dalších regionech, ve kterých začíná inflace.
Jak velký je náš vesmír, je to jen zlomek všeho, co ve skutečnosti je
Tento obraz obrovských vesmírů, mnohem větší než skromná část, kterou jsme schopni pozorovat, neustále vytvářený bobtnajícím prostorem, je multiverse. Je důležité pochopit, že multiverse není vědecká teorie sama o sobě. Nedělá předpovědi a pozorovatelné jevy, kterých můžeme dosáhnout. Ne, multiverse samotné je teoretická predikce, která vyplývá ze zákonů fyziky, které jsme doposud odvodili. Možná je to dokonce nevyhnutelný důsledek těchto zákonů: pokud vezmete inflační vesmír řízený kvantovou fyzikou, získáte to.
Možná je naše chápání tohoto stavu před Velkým třeskem nesprávné a naše chápání inflace je úplně nesprávné. V takovém případě nebude existence více vesmírů konečným důsledkem. Predikce věčné inflace, která obsahuje nespočet kapesních vesmírů, je však přímým důsledkem našich nejlepších teorií, je-li správná.
Co je tedy multiverse? Může to přesahovat fyziku a stát se první fyzicky motivovanou „metafyzikou“, se kterou jsme se kdy setkali. Poprvé chápeme hranice toho, co nás může náš vesmír naučit. Do té doby můžeme předpovídat, ale nemůžeme ani potvrdit, ani popřít skutečnost, že náš vesmír je jen malou částí větší říše: multiverse.
Ilya Khel