Czym jest multiwersum?

Postępy fizyki w ciągu ostatnich 30 lat doprowadziły niektórych fizyków i kosmologów do zdumiewającego wniosku, że wszechświat, który zamieszkujemy, jest tylko jednym z wielu istniejących – być może nieskończoną liczbą.

Jeśli ci naukowcy mają rację, to wszystkie gwiazdy i galaktyki, które widzimy na nocnym niebie, są tylko maleńkim ułamkiem niepojętego ogromnego zgromadzenia, które naukowcy nazywają multiwersum. Jak napisał fizyk MIT Max Tegmark w swojej książce z 2014 roku „Nasz matematyczny wszechświat”, „Nasz cały wszechświat może być tylko jednym elementem – jednym atomem, jak to było – w nieskończonym zespole; kosmicznym archipelagu.”

Wieloświat – czasami nazywany wszechświatem – oznaczałby więcej niż tylko mnóstwo dodatkowych nieruchomości. Jeśli istnieje, kontynuował Tegmark, to obejmuje „równoległe wszechświaty, w których nigdy nie dostajesz mandatu za parkowanie, w których wygrałeś milion dolarów na loterii, w których masz inne imię, w których Niemcy wygrały II wojnę światową, w których dinozaury wciąż przemierzają Ziemię i w których Ziemia nigdy się nie uformowała.”

Trzy argumenty za multiwersum

Pomysł multiwersum brzmi jak coś prosto z science fiction, ale fizycy przedstawili trzy odrębne argumenty za jego istnieniem.

Pierwszy wiąże się z Wielkim Wybuchem, kataklizmem, który powołał do życia wszechświat około 13,8 miliarda lat temu. Uważa się, że Wielki Wybuch został wywołany przez losową fluktuację w tym, co fizycy nazywają pianą kwantową, burzą wirtualnych cząstek, które wpadają i wypadają z istnienia. Ale podczas gdy niektórzy fizycy wierzą, że to uderzenie i następująca po nim „inflacja” wszechświata stanowią jedyne w swoim rodzaju wydarzenie, inni twierdzą, że takich wydarzeń mogło być wiele – prowadząc do wielu wszechświatów.

Drugi argument za istnieniem multiwersum pochodzi z teorii strun, która utrzymuje, że materia ostatecznie nie składa się z cząstek, ale z niewyobrażalnie małych, wibrujących strun lub pętli energii. Fizycy mieli kiedyś nadzieję, że teoria strun pozwoli na stworzenie „teorii wszystkiego” – czyli układu równań, który wyjaśni, dlaczego nasz wszechświat ma dokładnie takie właściwości, jakie ma. Na przykład, dlaczego masa protonu jest 1836,15 razy większa niż masa elektronu? Nikt nie ma dobrego wyjaśnienia.

Ale zamiast jednego rozwiązania tego i innych fundamentalnych pytań naukowych, równania teorii strun wydają się mieć oszałamiającą liczbę możliwych rozwiązań (być może aż 10^500 – to jedynka, po której następuje 500 zer). Niektórzy teoretycy teorii strun twierdzą, że każde z tych rozwiązań opisuje inny wszechświat, każdy ze swoimi własnymi właściwościami fizycznymi.

Trzeci argument za multiwersum pochodzi z teorii kwantowej. Chociaż istnieje ona już od ponad wieku i okazała się niezwykle skuteczna w opisywaniu natury materii w najmniejszej skali, teoria kwantowa prowadzi do wielu egzystencjalnych możliwości, które przeczą zdrowemu rozsądkowi. W tak zwanej interpretacji „wielu światów” teorii kwantowej, która miała swój początek w latach 50. ubiegłego wieku, a ostatnio spotkała się z ponownym zainteresowaniem, wszechświat zasadniczo dzieli się na dwie części za każdym razem, gdy ma miejsce tak zwane zdarzenie kwantowe.

W odwróconym do góry nogami świecie teorii kwantowej, na przykład, cząstka radioaktywna rozpada się i nie rozpada w danym okresie czasu – a każdy wynik rozgrywa się w oddzielnym wszechświecie. Z takimi kwantowymi wydarzeniami dziejącymi się mniej lub bardziej nieprzerwanie, argument mówi, że liczba wszechświatów wciąż rośnie.

Ale czy to jest nauka?

Tegmark jest jednym z kilku wybitnych naukowców, którzy popierają ideę multiwersum, wraz z Seanem Carrollem z Caltech, Leonardem Susskindem ze Stanford i brytyjskim astronomem królewskim, Sir Martinem Reesem. Ale inni sławni naukowcy, w tym laureat Nagrody Nobla David Gross z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, mają wątpliwości.

Niektórzy wątpiący mówią, że teorie multiwersum nie są tak naprawdę nauką. Nauka jest systemem opartym na obserwacji i eksperymentach, a nie jest jasne, czy kiedykolwiek będziemy w stanie zaobserwować inny wszechświat lub określić, czy inne wszechświaty naprawdę istnieją.

„Nie wierzę, że istnienie tych innych wszechświatów zostało udowodnione – lub kiedykolwiek mogłoby zostać udowodnione”, napisał George Ellis, fizyk z Uniwersytetu w Cape Town, w Scientific American w 2011 roku.

Sabine Hossenfelder, fizyk z Frankfurt Institute for Advanced Studies w Niemczech, jest jeszcze bardziej dosadna, nazywając wysiłki zmierzające do opisania multiwersum stratą czasu. „Nauka nie może nic powiedzieć o tym, czy istnieje, czy nie” – powiedziała w e-mailu do NBC News MACH, dodając, że naukowe pomysły na wsparcie multiwersum „wynikają z tego samego błędnego argumentu, jakim jest nadmierne poleganie na matematyce.”

FOLLOW NBC NEWS MACH ON TWITTER, FACEBOOK, AND INSTAGRAM.