Existujú paralelné svety?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Fyzická realita môže byť oveľa rozsiahlejšia ako len kúsok priestoru v čase, ktorý nazývame Vesmír. Naše vesmírne prostredie môže byť skonštruované v neuveriteľnom rozsahu a naše astronomické prístroje sú neuveriteľne obmedzené. My, ako mravce, nevieme, aký obrovský je svet mimo mraveniska.

Niektorí teoretickí fyzici sa teda vážne zaoberajú teóriou multivesmíru, podľa ktorej je náš svet len jedným z mnohých. Aplikovaním kvantovej teórie na vesmír sme navyše nútení pripustiť, že existuje súčasne v mnohých stavoch.

Inými slovami, povolením aplikácie kvantových fluktuácií na Vesmír sme prakticky nútení pripustiť existenciu paralelných svetov. Je tiež zaujímavé, že kombinácia teórie strún a „večnej“verzie inflačnej kozmológie (hovoriac o inflačnom modeli Vesmíru) poskytuje prirodzený základ pre takzvaný „krajinský multivesmír“.

Teória multivesmíru: Inflácia

Po prvé, koncept multivesmíru sa objavuje v niekoľkých oblastiach fyziky (a filozofie) naraz, ale najvýraznejším príkladom je teória inflácie, ktorá opisuje hypotetickú udalosť, ktorá sa stala, keď bol náš vesmír veľmi mladý - menej ako druhý starý. Podľa NASA za neuveriteľne krátky čas prešiel vesmír obdobím rýchlej expanzie, „napučiavania“, čím sa stáva čoraz väčším.

Predpokladá sa, že inflácia v našom vesmíre skončila asi pred 14 miliardami rokov. Inflácia však nekončí všade v rovnakom čase. Vedci sa domnievajú, že keď inflácia v jednom regióne končí, v iných pokračuje.

Kým teda inflácia v našom vesmíre skončila, mohli existovať aj iné, oveľa vzdialenejšie oblasti, kde inflácia pokračovala – a pokračuje práve teraz. Okrem toho môžu jednotlivé vesmíry podľa LiveScience „odtrhnúť“väčšie, nafúknuté, rozpínajúce sa vesmíry, čím sa vytvorí nekonečné more večnej inflácie, naplnené množstvom jednotlivých vesmírov.

V tomto scenári večnej inflácie by každý vesmír vznikol s vlastnými fyzikálnymi zákonmi, vlastnou zbierkou častíc, vlastným usporiadaním síl a vlastnými hodnotami základných konštánt, hovoria výskumníci.

To môže vysvetľovať, prečo má náš vesmír vlastnosti, ktoré má, a najmä tie, ktoré je ťažké vysvetliť pomocou pojmov ako temná hmota alebo kozmologická konštanta. „Ak by existoval multivesmír, potom by sme mali náhodné kozmologické konštanty v rôznych vesmíroch a je len náhoda, že tá, ktorú máme v našom vesmíre, má hodnotu, ktorú pozorujeme,“hovorí Dan Heling, kozmológ z univerzity. Arizona a odborník na teóriu multivesmíru.

Teória multivesmíru: Pozorovania a dôkazy

Je zaujímavé, že ďalším dôkazom existencie karikatúry sú pozorovania - v našom vesmíre sa muselo stať toľko vecí, že existencia života sa zdá byť neuveriteľná. A ak by existoval iba jeden vesmír, s najväčšou pravdepodobnosťou by v ňom nemal byť život. Ale v multivesmíre je pravdepodobnosť života oveľa vyššia. Túto teóriu však nemožno nazvať presvedčivou, a preto väčšina vedcov zostáva skeptická voči myšlienke multivesmíru.

A predsa sa mnohí pokúšali nájsť viac fyzických, presvedčivejších dôkazov o jeho existencii. Napríklad, ak sa susedný vesmír nachádzal v blízkosti nášho dávno predtým, možno sa s ním zrazil a zanechal po sebe znateľný odtlačok.

Tento odtlačok by mohol byť vo forme deformácií v kozmickom mikrovlnnom žiarení pozadia alebo reliktnom žiarení (svetlo, ktoré zostalo z čias, keď bol vesmír miliónkrát menší ako dnes), alebo v podivných vlastnostiach galaxií v smere zrážky, podľa článku publikovaného výskumníkmi z University College London. …

Niektorí astrofyzici zašli ešte ďalej a hľadali špeciálne druhy čiernych dier, ktoré by mohli byť artefaktmi z častí nášho vesmíru, ktoré sa rozdelili do ich vlastného vesmíru procesom nazývaným kvantové tunelovanie.

Ak by sa niektoré oblasti nášho vesmíru rozdelili týmto spôsobom, zanechali by v našom vesmíre „bubliny“, ktoré by sa zmenili na tieto jedinečné čierne diery, ktoré podľa výskumníkov „môžu existovať už dnes“.

„Potenciálny objav týchto čiernych dier by potom mohol naznačovať existenciu multivesmíru,“tvrdia teoretici. Všetky tieto typy pátrania však doteraz nikam neviedli, takže dnes zostáva Multivesmír len hypotetický.

Teória multivesmíru: žiarenie pozadia

V roku 1964 fyzici Arno Penzias a Robert Wilson pracovali v Bell Laboratories v Holmdel v štáte New Jersey a vytvorili ultracitlivé mikrovlnné prijímače na rádioastronomické pozorovania. Čokoľvek však urobili, nepodarilo sa im zbaviť prijímače rádiového šumu v pozadí, ktorý sa, napodiv, zdalo, že prichádza zo všetkých strán súčasne.

Penzias kontaktoval fyzika z Princetonskej univerzity Roberta Dickeho, ktorý vyslovil teóriu, že rádiový šum môže byť kozmickým mikrovlnným žiarením pozadia (CMB), čo je primárne mikrovlnné žiarenie, ktoré vypĺňa vesmír.

Toto je príbeh objavu CMB, jednoduchého a elegantného. Za svoj objav dostali Penzias a Wilson v roku 1978 Nobelovu cenu za fyziku, a to z dobrého dôvodu. Ich práca ohlásila novú éru kozmológie a umožnila vedcom študovať a pochopiť vesmír ako nikdy predtým.

Je zaujímavé, že práca fyzikov viedla aj k jednému z najúžasnejších objavov v nedávnej histórii: jedinečné vlastnosti reliktného žiarenia môžu byť prvým priamym dôkazom toho, že skutočne existuje nekonečné množstvo svetov mimo známeho vesmíru. Aby sme však správne pochopili toto nezvyčajné tvrdenie, je potrebné vydať sa na cestu na začiatok času.

Teória multivesmíru: Veľký tresk

Podľa všeobecne uznávanej teórie o vzniku vesmíru bol náš vesmír počas prvých niekoľko stotisíc rokov po Veľkom tresku naplnený neuveriteľne horúcou plazmou, pozostávajúcou z jadier, elektrónov a fotónov, ktoré rozptyľovali svetlo.

Približne o 380 000 rokov ho pokračujúca expanzia nášho vesmíru ochladila na teploty pod 3 000 Kelvinov, čo umožnilo elektrónom spojiť sa s jadrami za vzniku neutrálnych atómov a absorpcia voľných elektrónov umožnila svetlu osvetliť tmu.

Dôkazom toho – v podobe už spomínaného CMB – je to, čo našli Penzias a Wilson. Ich objav nakoniec pomohol založiť teóriu veľkého tresku.

Prebiehajúca expanzia ochladila náš vesmír po mnoho eónov na teplotu len asi 2,7 K, no táto teplota je nerovnomerná. Teplotné rozdiely vznikajú v dôsledku skutočnosti, že hmota je vo vesmíre rozložená nerovnomerne. Predpokladá sa, že je to spôsobené malými výkyvmi kvantovej hustoty, ku ktorým došlo tesne po Veľkom tresku.

V roku 2017 výskumníci z University of Durham v Spojenom kráľovstve publikovali dokument naznačujúci, že výtlačky CMB (nazývané studené škvrny) môžu byť dôkazom iných svetov. Autori predpokladali, že škvrny v mikrovlnnom žiarení pozadia sa objavili v dôsledku kolízie medzi naším vesmírom a iným.

Vo všeobecnosti možno škvrny v reliktnom žiarení považovať za prvý dôkaz existencie multivesmíru - miliárd iných vesmírov, podobných tomu nášmu, - píšu výskumníci.

Teória multivesmíru: Temná hmota

Ďalším dôkazom v pokladnici teórie Multivesmíru je nová, mimoriadne zaujímavá štúdia. Jeho výsledky, píše Vice, naznačujú, že čierne diery vytvorené zo zrútených vesmírov generujú temnú hmotu a náš vlastný vesmír môže pre cudzincov vyzerať ako čierna diera.

Všimnite si, že temná hmota je neviditeľná látka, ktorá tvorí väčšinu hmoty vesmíru – aj keď nevyžaruje detekovateľné svetlo, stále existuje, pretože má gravitačný účinok na zhluky galaxií a iné emitujúce objekty vo vesmíre.

Na vysvetlenie temnej hmoty bolo navrhnutých závratné množstvo hypotéz, ale teraz vedci navrhli, že prvotné čierne diery, hypotetické objekty pochádzajúce z raných dní vesmíru, „sú životaschopným kandidátom na temnú hmotu“. K tomuto záveru dospel medzinárodný tím vedcov zo Spojených štátov, Japonska a Taiwanu v článku publikovanom vo vedeckom časopise Physical Review Letters v januári tohto roku.

A napriek tomu sú v súčasnosti všetky tieto koncepty špekulatívne, hoci fyzici očakávajú v najbližších rokoch nové spôsoby pozorovania pomocou sofistikovaných teleskopov, ktoré pomôžu zodpovedať mnohé otázky.

Teória multivesmíru: Opäť inflácia

Slávny britský teoretický fyzik Stephen Hawking zomrel 14. marca 2018 po tom, čo strávil desaťročia pripútaný na invalidný vozík a odkázaný na syntetizátor reči v dôsledku utrpenia spôsobeného amyotrofickou laterálnou sklerózou. Posledná výskumná práca vedca, publikovaná len 10 dní pred jeho smrťou, bola napísaná spolu s profesorom teoretickej fyziky Thomasom Hertogom a týkala sa multivesmíru.

V článku s názvom "Hladká cesta z neustálej inflácie?" Hawking a Hertog teoretizovali, že k rýchlemu rozpínaniu časopriestoru po Veľkom tresku môže dôjsť opakovane, čím vznikne viacero vesmírov.

Ich práca je v podstate rozšírením teórie inflácie, ktorá naznačuje, že pred Veľkým treskom bol vesmír naplnený energiou, ktorá bola súčasťou samotného priestoru, a táto energia spôsobovala expanziu priestoru exponenciálnou rýchlosťou. Bola to táto energia, ktorá dala podnet k veľkému tresku, a práve o tom sme hovorili predtým.

Keďže však inflácia, ako všetko ostatné, má kvantový charakter, znamená to, že vo vesmíre musia existovať oblasti priestoru, kde inflácia končí a začína Veľký tresk. Tieto oblasti však nikdy nemôžu navzájom kolidovať, pretože sú oddelené oblasťami nafukovacieho priestoru.

Teória multivesmíru: Kritika a závery

Na záver treba povedať, že keď niekto hovorí o teórii multivesmíru, môže to vyznieť namyslene aj pokorne zároveň. Mnohí fyzici však reagujú úplne inak: podľa ich názoru je myšlienka multivesmíru nevedecká a možno dokonca „nebezpečná“v tom, že môže viesť k nesprávnemu smerovaniu vedeckého úsilia.

Napríklad Paul Steinhardt, profesor prírodných vied na Princetonskej univerzite, nazval teóriu multivesmíru „Teóriou čohokoľvek“, pretože je kompatibilná s ľubovoľným pozorovaním, a preto nemá žiadne empirické zaujatosti.

Tak či onak, napriek kritike teórie plurality svetov, údaje vedeckého výskumu (niektoré z nich sú opísané v tomto článku) umožňujú predkladať aj takéto zdanlivo šialené teórie. Nakoniec, keď sa vrátime k analógii s mraveniskom, čo vieme o svete, v ktorom žijeme?