Trăim într-un multivers?

Din câte știm în prezent, există un singur spațiu-timp în expansiune cu miliarde de galaxii, iar acesta este Universul nostru. Nu ştim dacă există și alte universuri, deoarece nu avem dovezi convingătoare pentru ele.

Acestea fiind spuse, unele probleme din cosmologie, fizica cuantică și însăși filosofia științei ar putea fi rezolvate dacă Universul nostru nu ar fi „totul”.

Ce este un univers?

Aceasta ar trebui să fie o întrebare la care să putem răspunde cu uşurinţă. Cu toate acestea, diferitele domenii ale științei propun abordări subtil diferite despre ceea ce este un univers.

Cosmologii ar putea spune că Universul descrie masa totală de obiecte și spațiul dintre acestea care s-a extins încet de la un volum foarte concentrat în ultimii 13,77 miliarde de ani, devenind din ce în ce mai dezordonat odată cu vârsta.

Acum Universul se întinde pe 93 de miliarde de ani-lumină, cel puțin pe baza tuturor lucrurilor vizibile și invizibile pe care le putem detecta într-un fel sau altul. Dincolo de această limită, există lucruri pe care nu le putem vedea, o întindere infinită a neantului sau, într-un scenariu improbabil în care tot spațiul se curbează în jurul său, totul se rezumă la o călătorie dus-întors până la început într-un univers hipersferic.

Totuși, dacă vorbim despre fizica cuantică, un univers s-ar putea referi la toate câmpurile și particulele lor și la influențele lor combinate unele asupra altora. De regulă, un univers (cel puțin al nostru) este un sistem închis, ceea ce înseamnă că nu poate pierde sau câștiga brusc o cantitate semnificativă de energie.

Din punct de vedere filosofic, un univers ar putea fi un set discret de legi fundamentale care guvernează comportamentul a tot ceea ce observăm. Un univers ar fi definit prin propriile sale reguli care stabilesc o viteză unică pentru lumină, interacţiunea particulelor sau cum ar trebui să se extindă spaţiul.

Ce este un multivers în cosmologie?

După un secol de observații astronomice am învăţat multe despre vârsta, mărimea și evoluția galaxiilor, stelelor, materiei și a celor patru dimensiuni pe care le rezumăm ca spațiu-timp.

Un lucru pe care îl știm cu mare încredere este că tot ceea ce vedem acum se extinde într-un ritm accelerat. Aceasta implică, în mod logic, că Universul, cel puțin cel în care trăim, a fost mult mai mic.

Expansiunea Universului. Credit: NASA/JPL

Teoretic, ne putem imagina toată materia Universului concentrată până într-un punct în care  energia reduce atomii la o „supă” de particule simple unde forțele se combină până când nu le mai putem deosebi. Poate exista ceva mai mic de atât? Nu ştim.

În modelul ciclic al Universului din cosmologie, un univers părinte l-a precedat într-un fel pe al nostru. Acest univers părinte s-ar putea să fi fost chiar asemănător cu Universul nostru, dar funcționa invers, în sensul că s-a micșorat în timp până într-un punct pentru a reveni, dintr-un motiv necunoscut, în expansiune. În acest scenariu, ne putem imagina universuri aflate etern în expansiune şi contracţie.

Într-un alt model cosmologic, universurile se extind timp de miliarde şi miliarde de ani până când particulele lor reci, asemănătoare unor puncte, sunt atât de răspândite, încât, din punct de vedere matematic, totul arată și acționează ca un univers nou.

Dacă nu vă plac aceste scenarii, atunci trebuie să ştiţi că există o șansă ca Universul nostru să fie o gaură albă, capătul ipotetic al unei găuri negre, dintr-un alt univers. Ceea ce, logic, ar putea însemna că găurile negre din Universul nostru ar putea fi toate „părinții” unor universuri noi.

Ce este un multivers în fizica cuantică?

La începutul secolului trecut, fizicienii au descoperit teorii care descriau materia ca fiind formată din particule minuscule, dar care ne spuneau doar jumătate din „poveste”. Cealaltă jumătate a fost că materia se comportă de parcă ar avea și caracteristicile unei unde.

Ce înseamnă această natură duală a realității este încă o chestiune în dezbatere, dar, dintr-o perspectivă matematică, acea undă descrie o probabilitate care este încorporată în obiectele care alcătuiesc universul nostru.

Desigur, ca vaste colecții de atomi, aceasta nu este experiența noastră de zi cu zi. Atunci când trimitem o rachetă pe Lună, nu aruncăm zaruri. Fizica clasică, veche, este la fel de sigură ca răsăritul soarelui de mâine.

Totuşi, atunci când studiem ce se întâmplă în spaţiu-timp la o scară dimensională tot mai mică, trebuie să ţinem cont de rezultatele imprevizibile ale unor măsurători din lumea cuantică.

Această constatare nu este rezultatul unor lucruri pe care nu le cunoaștem, ea se datorează faptului că starea unor lucruri nu este prestabilită. Nici în mecanica cuantică nu se explică această tranziție, lăsându-ne să ne imaginăm ce ar putea înseamna aceasta.

În disertația sa de doctorat din 1957, fizicianul american Hugh Everett a sugerat că gama de posibilități din lumea cuantică este la fel de reală ca oricare alta, acestea reprezentând universuri separate, dacă doriți, la fel ca cel cu care suntem familiarizați.

Ceea ce face diferit orice univers din această interpretare a lumilor multiple din mecanica cuantică este modul în care fiecare undă se corelează cu o măsurătoare specifică a altor unde, fenomen pe care îl numim inseparabilitate cuantică.

 

Credit: Victor De Schwanberg/Science Photo Library/Getty Images

Ce înseamnă „noi” și de ce „experimentăm” fenomenul de inseparabilitate cuantică nu este clar și, în anumite privințe, aceasta reprezintă o problemă și mai greu de rezolvat.

Ce este un multivers în filosofie?

Una dintre cele mai fundamentale ipoteze de început este că nimic nu este special. Niciun alt om, nici planeta noastră, nici, prin extensie, Universul nostru.

Chiar dacă evenimente rare se produc din când în când, nu răspundem la Marile Întrebări cu „pur și simplu s-a întâmplat așa”.

Așadar, de ce în Universul nostru au existat forțele necesare care să permită nu doar apariţia particulelor, ci şi formarea unor atomi care, printr-o chimie complexă, au produs minți gânditoare ca ale noastre?

Din punct de vedere filosofic, principiul sau principiile antropice sugerează că Universul trebuie să fie astfel încât să permită apariţia unor observatori în interiorul său, la un moment dat. Fără anumite condiții speciale, nu ar fi apărut nicio minte care să ia în considerare întorsătura uimitoare a evenimentelor.

Apariţia unui singur univers ar fi o mare coincidență. Prea mare cu adevărat.

Dacă însă ar exista un număr infinit de universuri, cu combinații infinite de forțe, atunci unele ar da naștere, inevitabil, unor minți care s-ar putea întreba „suntem parte dintr-un multivers?”

Vom descoperi vreodată alte universuri?

Având în vedere însăși definiția universului, sunt greu de imaginat modalități prin care am putea observa vreodată existența unui frate pentru universul nostru. Dacă vom reuşi vreodată acest lucru, probabil că l-am vedea ca pe o extensie a propriului nostru Univers.

Deocamdată, încă nu avem motive întemeiate să credem că trăim într-un multivers. Având în vedere că învățăm încă cum funcționează propriul nostru Univers, lacunele actuale din fizică ar putea fi depăşite fără să fie nevoie să ne imaginăm o altă realitate decât a noastră.

Traducere dupa Do We Live in a Multiverse?