Teoria multiversului poate ajunge la sfârșit
O nouă privire radicală asupra mecanicii cuantice îndepărtează „bula” eternă a multiversului și arată cum interpretarea mai multor lumi poate ajunge la sfârșit. Multiversul a murit, trăiește multiversul!
Viziunea populară asupra multiversului spune că universul nostru este doar unul dintre multele universuri cu bule care se umfla constant. Aceste bule generează pentru totdeauna mai multe universuri, chiar dacă universurile individuale îmbătrânesc și mor.
Cu toate acestea, o nouă perspectivă asupra efectelor cuantice - cea a lui Sean Carroll de la Institutul de Tehnologie din California - provoacă această imagine. De asemenea, va fi foarte util pentru teoreticienii cuantiști, deoarece poate rezolva unele dintre întrebările arzătoare care îi îngrijorează pe cosmologi, inclusiv paradoxul cunoscut sub numele de „creierul lui Boltzmann”.
Carroll aruncă o privire nouă asupra mișcărilor aleatorii cunoscute sub numele de fluctuații cuantice.
Sistemele cuantice duc într-o fundătură cele mai bune minți ale omenirii. Modelele actuale spun că o particulă precum un electron nu are o poziție fixă: cel mai bun lucru pe care îl poți face este să descrii probabilitatea de a găsi un electron într-o anumită locație, adică cu o ecuație a funcției de undă. Când încercați să faceți o măsurătoare, funcția de undă „se prăbușește” și alege o valoare, dar până atunci poziția electronului fluctuează. O astfel de incertitudine, la prima vedere, generează fluctuații cuantice în spațiul gol.
În ciuda proprietăților lor ciudate, însă, însăși existența noastră ne datorăm fluctuațiilor cuantice. Studiile primei lumini emise de univers la 380.000 de ani după Big Bang sugerează că fluctuațiile cuantice din universul timpuriu au făcut unele regiuni mai dense decât altele, ducând la un cosmic.rețea de galaxii, stele, planete și, în cele din urmă, noi.
Izbucnirile întâmplătoare pot avea o altă consecință intrigantă. Într-o fracțiune de secundă după Big Bang, se crede că universul a experimentat o creștere explozivă cunoscută sub numele de inflație determinată de particule cuantice numite inflatonuri. Fiecare inflaton s-a împletit aleatoriu cu energie suplimentară, dând naștere unei bule separate a universului. Această bulă, la rândul său, a trecut printr-o etapă de inflație și a creat mai multe bule, ducând la crearea bulei multivers. Conform acestei teorii, odată ce inflația a început, ea nu se va termina niciodată, noi universuri se nasc în mod constant - prin urmare multiversul, sau multiversul, este infinit și fără sfârșit.
Aceasta este punctul de vedere popular. Carroll și colegii săi au decis să arunce o privire diferită asupra acestei teorii, deoarece duce la câteva întrebări nerezolvate. Într-un astfel de univers infinit, tot ceea ce are chiar și o șansă mică se va întâmpla aproape sigur - va trebui doar să aștepte foarte mult timp.
Unii teoreticieni subliniază că, dacă această ipoteză este dusă la concluzia ei logică, chiar și creiere dezcorporate conștiente de sine pot apărea în cele din urmă. Aceeași logică spune că un număr infinit de maimuțe care lovesc aleator de taste vor scrie în cele din urmă operele complete ale lui Shakespeare.
Acest lucru poate fi adevărat, dar creierul lui Boltzmann pune probleme serioase teoreticienilor: în întreaga istorie a universului, astfel de creiere ar fi trebuit să depășească chiar și conștiința noastră. Aceasta este o mare problemă, deoarece punctul de plecare pentru înțelegerea noastră a universului și a comportamentului său este că oamenii, nu creierul neîncarnat, sunt observatori. Mai mult, creierul lui Boltzmann este, în general, un fel de neînțeles pentru majoritatea oamenilor.
Carrolla decis să scrie o lucrare care să arate că creierul lui Boltzmann era o amenințare serioasă, dar în procesul de scriere a descoperit o modalitate de a-i învinge. Punctul său de plecare a fost ideea că fluctuațiile cuantice depind de interacțiunea cu un sistem extern sau o particulă, adică cu un „observator” – un concept foarte comun în mecanica cuantică. Cu toate acestea, când a privit inflația din acest unghi, totul s-a schimbat. Inflatonul ar fi trebuit să apară înaintea tuturor celorlalte particule chiar la începutul universului. Aceasta înseamnă că inflatonul a fost singurul tip de particule care a existat ca și cum nu ar fi nimic „acolo” cu care să interacționeze, spune Carroll. În acest caz, inflatonul nu ar trece prin fluctuații cuantice.
Această stare „liniștită” a durat până când inflatonurile s-au destrămat în mai multe tipuri de particule obișnuite care ar putea interacționa între ele.
„Și apoi, în cele din urmă, s-au născut fluctuațiile cuantice”, spune Carroll, sugerând că rețeaua cosmică a apărut, dar un număr infinit de universuri nu a apărut.
Cu toate acestea, ideea lui nu ucide multiversul ca întreg. Ideea este că matematica care face ca fluctuațiile să fie dependente de observator se bazează pe teoria mecanicii cuantice a mai multor lumi. Potrivit acesteia, de fiecare dată când se măsoară un sistem cuantic, universul este împărțit în mai multe versiuni diferite, una pentru fiecare rezultat posibil. Spre deosebire de multivers, în care fiecare bulă a universului începe de la zero și se dezvoltă de la sine, universul „multi-lumi” este format din ramuri care se împletesc care au început cu aceleași condiții inițiale. „Poate că Hitler a câștigat al Doilea Război Mondial într-un univers paralel, acesta este un rezultat posibil”, spune Carroll. Dar legilefizica este aceeași.
În teoria lui Carroll, chiar și multiversul ramificat trebuie să se încheie. Universul se extinde într-un ritm din ce în ce mai mare, așa că cosmologii cred că moartea lui va avea multe în comun cu nașterea sa, fără materie recognoscibilă și un singur câmp cuantic. În acest caz, din nou, nu vor exista observatori care să dea naștere fluctuațiilor cuantice.
Teoria lui Carroll a provocat o oarecare surpriză în rândul fizicienilor serioși. Și aprobarea.
Cu toate acestea, susținătorii inflației perpetue rămân la punctul lor de vedere:
„Compatizez pe deplin cu dorința lui Sean de a scăpa de creierul lui Boltzmann”, spune unul dintre creatorii teoriei inflației.
În prezent, nu există modalități de a rezolva dezbaterea, dar David Wallace de la Universitatea din Oxford consideră că teoria lui Carroll ar putea avea implicații practice, cum ar fi să ne ajute să înțelegem mai bine cum se comportă materia la nivel cuantic.