Od wszechświatów kipi w głowie czy jesteśmy w stanie je zrozumieć i poznać?

Od wszechświatów kipi w głowie czy jesteśmy w stanie je zrozumieć i poznać?
Teoria multiwersum, czyli istnienia wielu wszechświatów, zyskuje popularność. Trudno się jednak oprzeć wrażeniu, że staje się tak częściowo dlatego, iż zapewnia ona wygodne i szerokie pole spekulacji, bez możliwości naukowej weryfikacji hipotez. A uczeni zaszli już w swoich rozważaniach naprawdę daleko…

Według fizyka Davida Deutscha nie ma sensu dyskutować o tym, czy multiwszechświaty istnieją, bo to rzecz pewna. Można natomiast rozmawiać o różnych poziomach multiwersum i zastanawiać się nad liczbą wszechświatów oraz zasadami ich powstawania.

Za poziom pierwszy przyjmuje się multiwszechświat otwarty, tzw. patchworkowy. Wynika on z ogólnych przewidywań modeli inflacyjnych. Tworzy go zestaw wszechświatów różniących się warunkami początkowymi. To w zasadzie nieskończona czasoprzestrzeń (płaska lub hiperboliczna), w której obowiązuje ogólna teoria względności. Wszechświaty znajdują się tu w węzłach siatki - giant patchwork (ze sferycznymi łatami patches, o rozmiarach pojedynczego kosmicznego horyzontu). Autorem tej teorii jest Alexander Vilenkin.

Multiwszechświat patchworkowy - poza granicami naszej zdolności obserwacyjnej znajduje się patchworkowa powierzchnia składająca się z wielu wszechświatów

Obserwowany przez nas Wszechświat jest ograniczony tzw. objętością Hubble'a lub kulą Hubble'a. Inne wszechświaty znajdują się dużo dalej, przez co najprawdopodobniej nigdy nie zobaczymy znajdujących się tam być może naszych sobowtórów.

Poziom drugi multiwszechświata to teoria bąbli w chaotycznej, wiecznej inflacji. Jej autorem jest Andrei Linde. Bąbelkujące wszechświaty mogą różnić się stałymi fizycznymi, ilością wymiarów przestrzennych oraz zestawem cząstek elementarnych.

Poziom trzeci to interpretacja wielu światów mechaniki kwantowej, autorstwa Hugh Everetta III. Według niej istnieje wiele identycznych wszechświatów, a każdy z nich występuje w innym stanie kwantowym. Każdy wybór dokonywany w świecie fizycznym rozszczepia wszechświat na tyle nowych światów, ile jest opcji dokonania wyboru.

Multiwszechświat bąbelkowy - coraz to nowe bąble wszechświatów powstają na bazie multiwszechświata patchworkowego

Na poziomie czwartym znajduje się ostateczna "Ensemble theory" Maxa Tegmarka, nazywana też matematyczną hipotezą wszechświata. Najwyższy poziom rzeczywistości to matematyka ze swymi obiektami, równaniami, strukturami formalnymi, nieskończony zbiór form logicznego myślenia odkrywany przez człowieka, który sam też jest strukturą matematyczną, rozwiązaniem jakiegoś równania. Tegmark kategorycznie stwierdza, że matematyka, która opisuje trzy poprzednie poziomy, sama jest rzeczywistością, takim samym realnym bytem, jak rzeczy i stany, oraz procesy. Różne matematyczne struktury tworzą inne fundamentalne równania fizyki i to właśnie jest multiwszechświat na najwyższym poziomie.

Multiwszechświat kwantowy - wg niektórych interpretacji mechaniki kwantowej kosmologiczne uniwersum rozdziela się za każdym razem, gdy dochodzi do pomiaru/obserwacji

Chociaż wszechświaty pierwszych trzech poziomów bardzo się od siebie różnią, mają jedną wspólną cechę - na wszystkich trzech poziomach fundamentalne prawa fizyki pozostają takie same. Dopiero na czwartym poziomie stają się inne niż na poprzednich. Podobnie jak na drugim poziomie, tak i na czwartym możemy mówić o zespole multiwszechświatów. Jednak żeby go odnaleźć, należy znaleźć strukturę, która dokładnie opisuje nasz Wszechświat. Wtedy możliwe będzie odkrycie czwartego poziomu.

 

Poza ludzkim poznaniem i pojęciem?

Teorie strun, bliskie twierdzeniom Maxa Tegmarka, przewidują istnienie nawet do 10500 wszechświatów. Multiwersum opisane zostało w jedenastowymiarowym rozszerzeniu teorii strun zwanym M-teorią. W tej koncepcji nasz i inne wszechświaty powstały w wyniku kolizji membran w 11-wymiarowej przestrzeni. W przeciwieństwie do wszechświatów w „multiwersum kwantowym” mogą w nich panować zupełnie różne prawa fizyki. Lee Smolin postawił tezę o istnieniu prawa kosmologicznej naturalnej selekcji, działającej analogicznie do prawa doboru naturalnego - dominować mają wszechświaty tworzące najwięcej czarnych dziur, jako te najbardziej stabilne.

Zgodnie z jedną z interpretacji mechaniki kwantowej w tej przestrzeni znajdują się wszechświaty, które pochodzą od naszego Wszechświata. Co chwila powstają tam nowe uniwersa - dzieje się tak za każdym razem, gdy we wszechświecie powstaje wybór (np. dana cząsteczka może podążyć kilkoma drogami - i wtedy tworzy się tyle nowych wszechświatów, ile jest możliwych dróg; a w każdym z nich cząsteczka porusza się po innej drodze).

Koncept multiwszechświata rozwiązuje wiele problemów, np. idealnego dostrojenia, jednak w sensie naukowym wydaje się być ślepą uliczką. Niezbyt istotnymi czyni bowiem pytania „dlaczego?”, zaś badanie innych wszechświatów wydaje się wręcz nie do pomyślenia. Co z tego bowiem, że „wiemy” o multiwersie, jeśli nie możemy go ani zobaczyć, ani poznać, ani zbadać.

Chyba, że… możemy, ale po prostu jeszcze nie wiemy, jak.

Przeczytaj także
Magazyn