Czy multiwers jest prawdziwy? Nauka stojąca za „Wszystko i wszędzie naraz”

Czy wieloświaty istnieją? Czy nasz wszechświat jest jednym z wielu? Multiwersum jest kluczowym narzędziem fabularnym w tym przebojowym filmie Wszystko wszędzie i na raz— na najlepszej pozycji do wygrania dużej nagrody na 95. ceremonii rozdania Oscarów — w którym chińska imigrantka odkrywa równoległe wszechświaty, w których prowadzi zupełnie inne życie.

Ale czy wieloświat ma jakiekolwiek podstawy naukowe?

W filmie postać Michelle Yeoh, Evelyn Wang, łączy się z wersjami siebie w równoległych wszechświatach, aby zapobiec zniszczeniu multiwersu. Czy to daleko idące? Oczywiście! Ale w tej chwili kosmolodzy próbują dowiedzieć się, czy istnieje grupa wielu wszechświatów biegnących równolegle do siebie – i czy mogą one nadawać się do zamieszkania.

Czym jest wieloświat?

Jest to zbiór pomysłów kosmologów i teoretyków kwantowych na temat tego, że nasz wszechświat może nie być jedyny i że może dzielić wyższą strukturę z wieloma innymi wszechświatami. „Niektórzy sugerują, że wybuch inflacji we wczesnych stadiach naszego Wszechświata może być wieczny, z którego krystalizują się poszczególne wszechświaty, z których każdy ma swoje własne unikalne prawa fizyki” – powiedział Geraint Lewis Profesor astrofizyki na Uniwersytecie w Sydney w Australii, autor m.in „Skąd wziął się Wszechświat? I inne kosmiczne pytania”. W tym kosmologicznym wyjaśnieniu wieloświata inne wszechświaty równoległe do naszego — jeśli istnieją — mogą, ale nie muszą, być zdolne do podtrzymywania życia.

Ten wybuch inflacji w naszym wszechświecie jest oczywiście kluczowym dowodem na to, że nasz wszechświat wyłonił się z gorącego, gęstego punktu – Wielkiego Wybuchu. Jednak to, co wydarzyło się przed Wielkim Wybuchem – i czy inne wszechświaty mogły powstać jednocześnie z naszym – jest całkowicie nieznane.

Powszechne nieporozumienia na temat wieloświata

Nie ma żadnych dowodów na istnienie innych wszechświatów. Tak więc największym nieporozumieniem na temat multiwersu jest to, że jest to teoria kości, która została udowodniona. „To nie jest - tak naprawdę nie ma podstaw matematycznych - to zbiór pomysłów” - powiedział Lewis. „W cyklu nauki pozostaje na etapie hipotezy i musi stać się solidną propozycją, zanim będziemy mogli naprawdę zrozumieć konsekwencje”.

Jedna z ostatnich teorii Stephena Hawkinga przed jego śmiercią w 2018 roku przewiduje, że wszechświat jest skończony i znacznie prostszy, niż mówi wiele obecnych teorii na temat Wielkiego Wybuchu. Ma to konsekwencje dla paradygmatu wieloświata. „Nie ograniczamy się do jednego, unikalnego wszechświata, ale nasze odkrycia sugerują znaczną redukcję multiwersu do znacznie mniejszego zakresu możliwych wszechświatów” powiedziany Hawking

W 2020 roku laureat Nagrody Nobla Sir Roger Penrose twierdził, że wcześniejszy wszechświat istniał przed Wielkim Wybuchem i nadal można go obserwować jako bliznę na kosmicznym mikrofalowym tle (CMB). CMB to słaba poświata promieniowania mikrofalowego o bardzo dużej długości fali, które wypełnia nasz Wszechświat, co jest kluczową częścią dowodów na sam Wielki Wybuch. A podobna hipoteza do Penrose'a została wysunięta w zeszłym roku przez kosmologa Laurę Mersini-Houghton. Obie są intrygującymi teoriami, ale obie są bezpodstawne. Na razie multiwers pozostaje wspaniałym pomysłem, ale niewiele więcej.

Czy multiwersum można kiedykolwiek udowodnić?

Jak rozumiemy do tej pory, nie, dlatego dyskusja o multiwersie jest wyśmiewana przez niektórych naukowców. Ale to nie znaczy, że pewnego dnia nie może stać się teorią naukową. „Nie mamy pojęcia, czy można to przetestować, czy nie” - powiedział Lewis. „Kiedy już będziemy mieli matematykę w ręku, będziemy mieli szansę sprawdzić, czy jesteśmy w stanie wykryć obecność innych wszechświatów… obecnie nie mamy pojęcia, na której ścieżce się znajdujemy”. Nauka potrzebuje teorii matematycznej do przetestowania. Jeszcze go nie ma.

Czy możliwe jest przeskakiwanie między wszechświatami równoległymi?

Jeśli istnieją, to z pewnością możliwe jest podróżowanie między równoległymi wszechświatami. Dlaczego nie? „Zastanawiam się, czy potencjalnie złożona geometria wszystkich wszechświatów oznacza, że ​​można je jakoś połączyć – za pomocą tuneli czasoprzestrzennych i tym podobnych” – powiedział Lewis. „Oznaczałoby to, że możliwe jest wnioskowanie o ich istnieniu, a nawet podróżowanie między wszechświatami”.

Jednak myśli o przeskakiwaniu między równoległymi wszechświatami – nie mówiąc już o zobaczeniu lub spotkaniu w nich innych wersji nas samych – stają się trochę zbyt hollywoodzkie. W końcu co, jeśli faktycznie istnieje nieskończona liczba wszechświatów równoległych i wszystkie z nich są martwe? Jest to obszar, w którym zaczyna się uprawiać wieloświatową naukę.

Czy wieloświat jest gościnny dla życia?

Hollywood może zadowolić się zastanawianiem, co by się stało w równoległym wszechświecie, gdyby ktoś podjął inną życiową decyzję. Kosmologów bardziej interesuje zastanawianie się, czy gdyby istniały inne wszechświaty, to mogłyby mieć prawa fizyki różniące się od naszych. Czy nadal mogą być gospodarzami życia? To jest centralne pytanie w nowej pracy nad przewidywaniami multiwersów, z których najnowsza była opublikowany ten miesiąc. „Wiemy już, że niektóre zmiany w prawach fizyki szybko skutkują wszechświatami, które są martwe i sterylne” – powiedział współautor Lewis.

Czy po prostu mamy szczęście, że żyjemy we wszechświecie, który może tworzyć galaktyki zdolne do życia? To nie takie proste. „Istnieje pomysł – tzw Hipoteza Ziemi Rzadkiej— że chociaż nasz wszechświat z pewnością nadaje się do zamieszkania, warunki życia są znikomo rzadkie” — powiedział Lewis. Wraz ze współpracownikami wyodrębnił miliardy lat przetwarzania pierwiastków w naszym wszechświecie, z tego, jakie pierwiastki powstały w gwiazdach, jak były rozmieszczone w naszym wszechświecie i jakie reakcje chemiczne miały miejsce. Wyniki sugerują, że stosunek węgla do tlenu – określony przez reakcje jądrowe wewnątrz gwiazd – wydaje się być szczególnie ważny. Podobnie jak równowaga obu tych elementów, choć inne elementy wydają się mniej krytyczne.

„Są tacy, którzy badają możliwość zamieszkania w galaktyce i uważają, że życie na zewnętrznych krawędziach galaktyk może być niezwykle rzadkie, ponieważ po prostu nie ma wystarczającej liczby generowanych pierwiastków, aby powstało życie” – powiedział Lewis. Tak więc, jeśli części naszego wszechświata nie nadają się do zamieszkania, tak samo będą części - a być może całe - innych wszechświatów. Gdyby jednak odkryto życie w tak zwanych nienadających się do zamieszkania regionach naszego wszechświata, to nagle wszystko i wszędzie (wszystko na raz) uległoby zmianie. „Jeśli stwierdzimy, że życie jest powszechne w wielu z tych środowisk – co samo w sobie byłoby doniosłą historią – to sugerowałoby to, że życie powinno być możliwe na całym obszarze multiwersu” – powiedział Lewis.

Czy teoria multiwersów ma przyszłość?

Wykorzystanie multiwersu w Wszystko wszędzie i na raz odniosła ogromny sukces, ale sama koncepcja jest daleka od zaakceptowania teorii naukowej. „Cała dobra nauka zaczyna się od (czasem zwariowanego) pomysłu” – powiedział Lewis. „Ale tak samo jest ze ścieżkami prowadzącymi do ślepych zaułków”.

Życzę czystego nieba i szerokich oczu.