Evrenler bir çoklu evrenden baloncuklar olarak mı çıkıyor?
Biraz farklı fizik yasalarıyla yönetilen, akıllı yaşamın veya aslında herhangi bir organize karmaşık sistemin ortaya çıkamayacağı başka evrenler tasavvur etmek kolaydır. Bu nedenle, içinde ortaya çıkabildiğimiz bir evrenin var olmasına şaşırmalı mıyız?
Bu, ben de dahil olmak üzere fizikçilerin bir sorusudur. cevap vermeye çalıştım onyıllardır. Ama zor görünüyor. Kozmik tarihi güvenle Büyük Patlama’dan bir saniye sonrasına kadar izleyebilsek de, daha önce ne olduğunu ölçmek daha zor. Parçacık hızlandırıcılarımız, ilk nanosaniyede hüküm süren aşırı koşulları kopyalamak için yeterli enerjiyi üretemez.
Ancak, evrenimizin temel özelliklerinin saniyenin o ilk küçük kesirinde damgalanmış olmasını bekliyoruz.
Büyük Patlama teorisi, evrenin kökenleri için en yaygın kabul gören bilimsel açıklamadır. Evrenin, yaklaşık 13.8 milyar yıl önce hızla genişleyen ve o zamandan beri soğuyarak genişleyen sonsuz yoğun ve sıcak bir nokta olan bir tekillik olarak başladığını öne sürüyor.
Evrenin koşulları onun “ile tanımlanabilir.temel sabitler” – yerçekimi sabiti (G olarak adlandırılır) veya ışık hızı (C olarak adlandırılır) gibi doğadaki sabit miktarlar. Parçacık kütleleri, kuvvetler veya evrenin genişlemesi gibi parametrelerin boyutlarını ve güçlerini temsil eden bunlardan yaklaşık 30 tanesi vardır. Ancak teorilerimiz bu sabitlerin hangi değerlere sahip olması gerektiğini açıklamıyor. Bunun yerine, doğayı doğru bir şekilde tanımlamak için onları ölçmeli ve değerlerini denklemlerimize eklemeliyiz.
Sabitlerin değerleri, yıldızlar, gezegenler, karbon ve nihayetinde insanlar gibi karmaşık sistemlerin evrimleşmesine izin verecek aralıktadır. fizikçiler keşfetti bu parametrelerden bazılarını sadece yüzde birkaç oranında değiştirirsek, evrenimizi cansız hale getireceğini. Bu nedenle yaşamın var olduğu gerçeği biraz açıklama gerektirir.
Bazıları bunun sadece şanslı bir tesadüf olduğunu iddia ediyor. Bununla birlikte alternatif bir açıklama, bir dünyada yaşadığımızdır. çoklu evren, farklı fiziksel yasalara ve temel sabitlerin değerlerine sahip alanları içeren. Çoğu yaşam için tamamen uygun olmayabilir. Ancak istatistiksel olarak konuşursak, birkaçı hayat dostu olmalıdır.
Yaklaşan devrim mi?
Fiziksel gerçekliğin kapsamı nedir? Prensipte bile gökbilimcilerin gözlemleyebileceği alandan daha geniş olduğuna eminiz. Bu etki alanı kesinlikle sınırlıdır. Bunun nedeni, okyanusta olduğu gibi, bir ufuk var ötesini göremediğimiz. Ve okyanusun ufkumuzun hemen ötesinde durduğunu düşünmediğimiz gibi, gözlemlenebilir evrenimizin sınırlarının ötesinde galaksiler bekliyoruz. Hızlanan evrenimizde, uzak nesillerimiz de onları asla gözlemleyemeyecek.
Çoğu fizikçi, göremediğimiz galaksilerin olduğu ve bunların sayıca gözlemleyebildiğimizden daha fazla olduğu konusunda hemfikirdir. Yeterince genişlerse, olmasını hayal edebileceğimiz her şey defalarca tekrarlanabilir. Ufkun çok ötesinde, hepimizin avatarları olabilir.
Bu geniş (ve esas olarak gözlemlenemeyen) alan, “bizim” Büyük patlama – ve muhtemelen evrenin gözlemleyebildiğimiz kısımlarında geçerli olan aynı fizik yasalarına tabi olacaktır. Ama bizim Büyük Patlamamız tek miydi?
bu enflasyon teorisiBu, erken evrenin, saniyenin trilyonda birinin trilyonda birinin trilyonda birinin boyutunun ikiye katlandığı bir dönemden geçtiğini düşündürür. gözlemsel destek. Galaksi oluşumunun “tohumları” olan dalgalanmalar ve dalgalanmalar dışında, evrenin neden bu kadar büyük ve pürüzsüz olduğunu açıklıyor.
Ama fizikçiler dahil Andrei Linde göründü bu antik çağın belirsiz fiziğine ilişkin bazı spesifik ama makul varsayımlar altında, her biri yeni bir evrene yol açan “ebedi” bir Büyük Patlama üretimi olacağı.
sicim teorisiyerçekimini mikrofizik yasalarıyla birleştirme girişimi olan , evrendeki her şeyin minik, titreşen sicimlerden oluştuğunu varsayar. Ancak, deneyimlediklerimizden daha fazla boyut olduğu varsayımını yapar. Bu ekstra boyutların, hepsini fark etmeyeceğimiz kadar sıkı bir şekilde birbirine sıkıştırıldığını öne sürüyor. Ve her bir kompaktlaştırma türü, farklı mikrofiziklere sahip bir evren yaratabilir – böylece diğer Büyük Patlamalar soğuduklarında farklı yasalar tarafından yönetilebilirler.
Bu nedenle, “doğa yasaları”, bu daha da büyük perspektifte, kendi kozmik parçamızı yöneten yerel yasalar olabilir.
NASA/ESA/CSA James Webb Uzay Teleskobu, uzak Evren’in bugüne kadarki en derin ve en keskin kızılötesi görüntüsünü üretti. Webb’in İlk Derin Alanı olarak bilinen SMACS 0723 gökada kümesinin bu görüntüsü, ayrıntılarla dolup taşıyor. Ancak, wEvrenin sadece bir kısmını görebiliriz. Kredi: NASA, ESA, CSA ve STScI
Fiziksel gerçeklik böyleyse, o zaman hangi aralığın veya parametrelerin karmaşıklığın ortaya çıkmasına izin vereceğini ve hangisinin kısır veya kısırlığa yol açacağını keşfetmek için “karşı-olgusal” evrenleri – farklı yerçekimine, farklı fiziğe vb. sahip yerler – keşfetmek için gerçek bir motivasyon vardır. “ölü doğmuş” kozmos. Heyecan verici bir şekilde, bu devam ediyor, son araştırma bizimkinden daha yaşam dostu evrenler hayal edebileceğinizi öne sürüyor. Bununla birlikte, fiziksel sabitlerdeki çoğu “ince ayar”, bir evrenin ölü doğmasına neden olur.
Bununla birlikte, bazı çoklu evren kavramını sevmiyorum. Sabitleri açıklamak için temel bir teori umudunu olabildiğince boş hale getireceğinden endişe ediyorlar. Kepler’in numerolojik arayışı gezegen yörüngelerini iç içe geçmiş platonik katılarla ilişkilendirmek.
Ancak tercihlerimiz, fiziksel gerçekliğin gerçekte nasıl olduğuyla ilgisizdir – bu nedenle, yakın bir büyük kozmolojik devrim olasılığına kesinlikle açık fikirli olmalıyız. İlk olarak, Dünya’nın Güneş Sistemi’nin merkezi olmadığını, Güneş’in etrafında döndüğünü Kopernik kavrayışına sahip olduk. Sonra galaksimizde zilyonlarca gezegen sistemi olduğunu ve gözlemlenebilir evrenimizde zilyonlarca galaksi olduğunu fark ettik.
Öyleyse gözlemlenebilir alanımız – aslında Büyük Patlamamız – çok daha büyük ve muhtemelen çeşitli bir topluluğun küçük bir parçası olabilir mi?
Fizik mi metafizik mi?
Evrenimizin ne kadar atipik olduğunu nasıl bilebiliriz? Bunu cevaplamak için her bir sabit kombinasyonunun olasılıklarını hesaplamamız gerekiyor. Ve bu henüz açamadığımız bir solucan kutusu – bunun için çok büyük teorik ilerlemeler beklemesi gerekecek.
Nihayetinde başka Büyük Patlamalar olup olmadığını bilmiyoruz. Ama bunlar sadece metafizik değil. Bir gün onların var olduğuna inanmak için nedenlerimiz olabilir.
Spesifik olarak, fiziği aşırı erken Big Bang’in aşırı koşulları altında tanımlayan bir teorimiz olsaydı – ve bu teori başka şekillerde, örneğin parçacık fiziğinin standart modelinde bazı açıklanamayan parametreler türetilerek desteklenmiş olsaydı – o zaman eğer birden fazla Big Bang’i tahmin etti, ciddiye almalıyız.
Eleştirmenler bazen diğer evrenleri asla gözlemleyemeyeceğimiz için çoklu evrenin bilim dışı olduğunu iddia ederler. Ama katılmıyorum. Kara deliklerin içini gözlemleyemeyiz ama hangi fizikçiye inanırız? Roger Penrose orada neler olduğunu söylüyor – teorisi, gözlemleyebileceğimiz birçok şeyle hemfikir olarak güvenilirlik kazandı.
Yaklaşık 15 yıl önce Stanford’da bir paneldeydim. bize sorulmuştu Çoklu evren kavramını ne kadar ciddiye aldığımızı – “Japon balığınıza, köpeğinize veya hayatınıza bahse girer misiniz” ölçeğinde. Neredeyse köpek seviyesinde olduğumu söyledim. Linde neredeyse hayatı üzerine bahse gireceğini söyledi. Daha sonra bu söylendiğinde fizikçi Steven Weinberg “Martin Rees’in köpeği ve Andrei Linde’nin hayatıyla mutlu bir şekilde bahse girdiğini” söyledi.
Ne yazık ki, Linde’den şüpheleniyorum, köpeğim ve ben bir yanıt alamadan ölmüş olacağız.
Aslında, cevabı anlayacağımızdan bile emin olamayız – tıpkı kuantum teorisinin maymunlar için çok zor olması gibi. Makine zekasının bazı sicim teorilerinin geometrik inceliklerini keşfedebileceği ve örneğin standart modelin bazı genel özelliklerini ortaya çıkarabileceği düşünülebilir. O zaman teoriye güvenir ve diğer tahminlerini ciddiye alırdık.
Ama bir teorisyen için en büyük tatmin olan “aha” içgörü anını asla yaşayamayız. En derin seviyesindeki fiziksel gerçeklik o kadar derin olabilir ki, açıklanması insan sonrasını beklemek zorunda kalır. türler – zevkinize göre iç karartıcı veya canlandırıcı olabilir. Ancak çoklu evreni bilim dışı diye reddetmek için bir sebep yok.
Cambridge Üniversitesi Kozmoloji ve Astrofizik Fahri Profesörü Martin Rees tarafından yazıldı.
Bu makale ilk olarak yayınlandı Konuşma.