En titt på fysikken bak flere universer

Vitenskapene om fysikk og astrofysikk utforsker mange interessante ideer om universet. Noe av det mest spennende er konseptet med flere universer. Det er også referert til som "parallell universeteori." Dette er ideen om at universet vårt ikke er det eneste som eksisterer. De fleste har hørt om muligheten for mer enn ett univers fra science fiction-historier og filmer. Langt fra å være en tenkt idé, kan flere universer eksistere i henhold til moderne fysikk. Imidlertid er det en ting å tenke ut en teori om deres eksistens, men en ganske annen å faktisk oppdage dem. Dette er noe som moderne fysikk bryter med, ved å bruke observasjoner av fjerne lyssignaler fra Big Bang som data.

Akkurat som vårt univers, med alle dets stjerner, galakser, planeter og andre strukturer eksisterer og kan være studerte, mistenker fysikere at andre universer fylt med materie og rom eksisterer parallelt med våres. De kan være eller ikke være akkurat som vår. Sjansen er stor for at de ikke er det. De kan ha andre fysiske lover enn vi for eksempel. De krysser ikke nødvendigvis hverandre, men de kan kollidere med det. Noen teoretikere går så langt som å forklare at hver person har en tvilling eller speil i de andre universene. Dette er en tolkning av multiple-universet teorien som kalles "the-worlds" -tilnærmingen. Den sier at det er mange universer der ute.

Det er en annen tolkning av flere universer som blir ganske kompliserte og er en voksen av kvantefysikk, som er fysikken til de aller små. Den omhandler interaksjoner på nivået av atomer og subatomære partikler (som utgjør atomer). I utgangspunktet sier kvantefysikk at små interaksjoner - kalt kvanteinteraksjoner - skjer. Når de gjør det, har de vidtrekkende konsekvenser og setter opp uendelige muligheter med uendelige utfall fra disse samhandlingene.

Tenk deg som et eksempel at i vårt univers tar en feil sving på vei til et møte. De savner møtet og mister sjansen til å jobbe med et nytt prosjekt. Hvis de ikke hadde gått glipp av svingen, ville de gått til møtet og fått prosjektet. Eller, de savnet svingen og møtet, men møtte noen andre som tilbød dem et bedre prosjekt. det er uendelige muligheter, og hver enkelt (hvis det skjer) ansporer uendelige konsekvenser. I parallelle universer finner ALLE disse handlingene og reaksjonene og konsekvensene, en til hvert univers.

Dette innebærer at det er parallelle universer der alle mulige utfall skjer samtidig. Likevel observerer vi bare handlingen i vårt eget univers. Alle de andre handlingene observerer vi ikke, men de skjer parallelt, andre steder. Vi observerer dem ikke, men de skjer, i det minste teoretisk.

Argumentet til fordel for flere universer involverer mange interessante tankeeksperimenter. Man fordyper seg i kosmologi (som er studiet av universets opprinnelse og evolusjon) og noe som kalles finjusteringsproblem. Dette sier at når vi vokser til å forstå hvordan universet vårt er konstruert, blir vår eksistens i det mer prekær. Som fysikere har undersøkt hvordan universet har endret seg over tid siden Det store smellet, de mistenker at hadde de tidlige forholdene i universet bare vært litt annerledes, kunne universet vårt ha utviklet seg til å være ugjestmildt for livet.

Faktisk, hvis et univers spontant oppstod, ville fysikere forvente at det spontant kollapser eller muligens ekspanderte så raskt at partikler aldri virkelig samvirker med hverandre. Den britiske fysikeren, Sir Martin Reese, skrev mye om denne ideen i sin klassiske bok Just Six Numbers: The Deep Forces That Shape the Universe.

Ved å bruke denne ideen om "finstemte" egenskaper i universet, argumenterer noen for behovet til en skaper. Om det eksisterer et slikt vesen (som det ikke er bevis for), forklarer ikke universets egenskaper. Fysikere vil gjerne forstå disse egenskapene uten å påberope seg en guddom av noe slag.

Den enkleste løsningen ville bare være å si: "Vel, det er slik det er." Imidlertid er det egentlig ikke en forklaring. Det representerer bare en bemerkelsesverdig heldig pause at et enkelt univers ville bli til, og at universet bare ville ha de helt presise egenskapene som trengs for å utvikle livet. De fleste fysiske egenskaper ville resultere i et univers som kollapser til intet øyeblikkelig. Eller fortsetter den å eksistere og utvides til et enormt hav av intethet. Det handler ikke bare om å prøve å forklare mennesker mens vi tilfeldigvis eksisterer, men å forklare selve eksistensen av et slags univers.

En annen idé, som passer godt med kvantefysikk, sier at det faktisk er et stort antall universer, som har forskjellige egenskaper. Innen det multiverse av universer, vil noen delmengde av dem (inkludert våre egne) inneholde egenskaper som lar dem eksistere i relativt lange perioder. Det betyr at en delmengde (inkludert vårt eget univers) vil ha egenskapene som lar dem danne komplekse kjemikalier og til slutt liv. Andre ville ikke det. Og det ville være greit, siden kvantefysikk forteller oss at alle muligheter kan eksistere.

Strengteori (som sier at alle de forskjellige grunnleggende partikler av materie er manifestasjoner av et grunnleggende objekt kalt en "streng") har nylig begynt å støtte denne ideen. Dette fordi det finnes et stort antall mulige løsninger for strengteori. Med andre ord, hvis strengteori er korrekt, er det fortsatt mange forskjellige måter å konstruere universet på.

Stringteori presenterer ideen om ekstra dimensjoner på samme måte at den inkluderer en struktur for å tenke på hvor disse andre universene kan være lokalisert. Universet vårt, som inkluderer fire dimensjoner av romtid, ser ut til å eksistere i et univers som kan inneholde så mange som 11 totale dimensjoner. Den flerdimensjonale "regionen" kalles ofte mesteparten av strengteoretikere. Det er ingen grunn til å tro at hoveddelen ikke kan inneholde andre universer i tillegg til våre egne. Så det er et slags univers.

Spørsmålet om en multiverses eksistens er sekundært til å kunne oppdage andre universer. Så langt har ingen funnet solide bevis for et annet univers. Det betyr ikke at de ikke er der ute. Bevisene kan være noe vi ennå ikke har anerkjent. Eller detektorene våre er ikke følsomme nok. Etter hvert vil fysikere finne en måte å bruke solide data på for å finne parallelle universer og måle minst noen av deres egenskaper. Dette kan imidlertid være langt unna.

Redigert og oppdatert av Carolyn Collins Petersen.