Alam semesta adalah tempat yang selalu ada dan akan selalu ada. Sekurang-kurangnya itulah yang diberitahu oleh kami dan begitu juga dari perkataan "Alam Semesta". Tetapi apa pun hakikat alam semesta ini, kemampuan kita untuk mengumpulkan maklumat mengenainya sangat terhad. 13.8 bilion tahun telah berlalu sejak Big Bang, dan kelajuan perjalanan maklumat - kelajuan tertinggi, kelajuan cahaya - terhad. Oleh itu, sementara seluruh alam semesta dapat benar-benar tidak terbatas, alam semesta yang dapat dilihat tidak.
Menurut idea utama teori fizik, Alam Semesta kita boleh menjadi satu wilayah kecil dari banyak alam semesta yang besar, yang dapat banyak. Sebilangan idea ini benar-benar ilmiah, dan beberapa idea semata-mata spekulatif, angan-angan. Mari belajar bagaimana memisahkannya. Tetapi pertama, sedikit latar belakang.
Adakah terdapat banyak alam semesta?
Alam Semesta moden memberi kami beberapa fakta menarik yang sangat mudah untuk diperhatikan dan disahkan, sekurang-kurangnya dengan bantuan objek saintifik bertaraf dunia. Kita tahu bahawa Alam Semesta berkembang: kita dapat mengukur sifat galaksi, mengetahui jarak dan kepantasan mereka menjauh dari kita. Semakin jauh mereka, semakin cepat mereka dikeluarkan. Dalam konteks relativiti umum, ini bermaksud bahawa alam semesta berkembang.
Dan jika alam semesta berkembang hari ini, itu bermaksud ia lebih kecil dan padat pada masa lalu. Sekiranya anda pergi jauh di masa lalu, anda akan mendapati bahawa ia juga lebih homogen (kerana graviti mengambil masa untuk mengumpulkan semua timbunan) dan lebih panas (kerana panjang gelombang cahaya yang lebih pendek bermaksud tenaga dan suhu yang lebih tinggi). Ini membawa kita kembali ke Big Bang.
Tetapi Big Bang bukanlah permulaan alam semesta. Kita dapat melihat masa lalu hanya sampai pada titik waktu tertentu, setelah itu ramalan Big Bang berhenti menjadi kenyataan. Terdapat beberapa pemerhatian mengenai perkara-perkara di alam semesta yang tidak dijelaskan oleh Big Bang, tetapi teori inflasi kosmik tidak.
Video promosi:
Pada tahun 1980-an, beberapa implikasi teoritis inflasi dikembangkan, termasuk:
- seperti apa penyemaian struktur berskala besar;
- bahawa turun naik suhu dan ketumpatan mesti ada pada skala yang melebihi cakrawala kosmik;
- bahawa semua kawasan ruang, walaupun dengan turun naik, mesti mempunyai entropi berterusan;
- mestilah suhu maksimum yang dicapai oleh Big Bang.
Pada tahun 1990-an, 2000-an, dan 2010-an, keempat-empat ramalan ini disahkan secara pemerhatian dengan ketepatan yang tinggi. Inflasi kosmik menang.
Inflasi memberitahu kita bahawa sebelum Big Bang, alam semesta tidak dipenuhi dengan zarah, antipartikel, dan radiasi. Sebagai gantinya, ia dipenuhi dengan tenaga yang ada di ruang itu sendiri, dan tenaga ini menyebabkan ruang mengembang dengan cepat, tidak dapat dielakkan dan secara eksponen. Pada suatu ketika, inflasi berakhir dan semua (atau hampir semua) tenaga ini berubah menjadi jirim dan tenaga, memulakan Big Bang. Akhir inflasi menandakan bermulanya Big Bang. Maksudnya, ada Big Bang, tetapi tidak pada awalnya.
Sekiranya ini adalah kisah penuh, kita akan mempunyai satu alam semesta yang sangat besar di tangan kita. Sifat-sifatnya akan sama di mana-mana, undang-undangnya sama, dan bahagian-bahagian yang berada di luar cakrawala yang terlihat akan serupa dengan tempat di mana kita berada, tetapi mustahil untuk menyebutnya banyak alam semesta.
Maksudnya, tidak mungkin anda ingat bahawa segala sesuatu yang wujud secara fizikal mestilah bersifat kuantum. Bahkan inflasi, dengan semua yang tidak diketahui di sekitarnya, mesti menjadi medan kuantum.
Sekiranya anda memerlukan inflasi untuk memiliki sifat medan kuantum:
- dalam sifatnya mesti ada ketidakpastian yang ada di dalamnya;
- medan mesti digambarkan oleh fungsi gelombang;
- nilai medan meregangkan dari masa ke masa;
maka anda akan sampai pada kesimpulan yang tidak biasa.
Inflasi tidak berakhir di mana-mana pada masa yang sama, melainkan di lokasi yang terpisah, terpilih dan bebas, sementara ruang di antara mereka terus membengkak. Pasti terdapat beberapa kawasan ruang besar di mana inflasi berakhir dan Big Bang bermula, tetapi mereka tidak akan pernah bertemu kerana dipisahkan oleh kawasan ruang bengkak. Sebaik sahaja dimulakan, inflasi akan berterusan dan selama-lamanya, sekurang-kurangnya di beberapa tempat.
Apabila inflasi berakhir, kita mendapat Big Bang. Bahagian Alam Semesta yang kita amati hanyalah sebahagian dari wilayah di mana inflasi telah berakhir, di mana terdapat banyak Alam Semesta yang tidak dapat diperhatikan. Dan terdapat sebilangan besar wilayah, yang terbagi di antara mereka, dengan sejarah yang sama.
Ini adalah idea pelbagai alam semesta. Seperti yang anda lihat, ini berdasarkan dua aspek fizik teori yang bebas, mapan dan diterima secara meluas: sifat kuantum segala sesuatu dan sifat inflasi kosmik. Tidak ada cara untuk mengukurnya, dan tidak ada cara untuk mengukur bahagian alam semesta yang tidak dapat dilihat. Tetapi kedua teori yang mendasari ini, inflasi dan fizik kuantum, telah menunjukkan nilai mereka. Sekiranya betul, pelbagai alam semesta akan menjadi akibat yang tidak dapat dielakkan dari ini, dan kita akan hidup di dalamnya.
Jadi apa? Terdapat banyak akibat teoritis yang tidak dapat dielakkan, tetapi yang tidak dapat kita ketahui dengan pasti kerana kita tidak dapat mengesahkannya. Pelbagai alam semesta adalah salah satu akibatnya. Bukannya bermanfaat, ini hanya ramalan menarik yang berasal dari teori.
Mengapa begitu banyak ahli fizik teori menulis makalah di pelbagai alam semesta? Mengenai topik sejagat sejagat dan hubungan mereka dengan kita sendiri? Mengapa mereka mendakwa bahawa pelbagai alam semesta terikat pada tali, pemalar kosmologi, dan fakta bahawa alam semesta kita sesuai untuk kehidupan?
Kerana mereka tidak mempunyai idea yang lebih baik.
Dalam konteks teori rentetan, ada banyak senarai parameter yang, pada prinsipnya, dapat mengambil hampir semua nilai. Teori ini tidak membuat ramalan bagi mereka, jadi kita harus mengetahui maksudnya dalam konteks string vacua. Sekiranya anda pernah mendengar sejumlah besar seperti kekuatan 10 hingga 500 yang terkenal dalam teori rentetan, mereka merujuk kepada kemungkinan makna string vacua. Kita belum tahu apa itu atau mengapa mereka mempunyai makna seperti itu. Tidak ada yang tahu bagaimana mengira mereka.
Oleh itu, bukannya mengatakan, "Ini adalah pelbagai alam semesta!", Orang berfikir seperti ini:
- Kami tidak tahu mengapa pemalar asas mempunyai nilai yang mereka miliki.
- Kami tidak tahu mengapa undang-undang fizik adalah apa adanya.
- Teori tali adalah kerangka yang dapat memberikan undang-undang fizik kita dengan pemalar asas kita, serta memberi kita hukum atau pemalar lain.
- Akibatnya, jika kita memiliki banyak alam semesta yang besar, di mana kawasan yang berlainan akan mempunyai undang-undang dan pemalar yang berbeza, salah satunya mungkin milik kita.
Masalahnya adalah bahawa semua ini bukan hanya spekulatif semata-mata, tetapi tidak ada alasan, mengingat inflasi dan fizik kuantum, untuk mempercayai bahawa ruang-waktu yang melambung mempunyai undang-undang atau keadaan yang berlainan di wilayah yang berlainan.
Tidak suka pendekatan penaakulan ini? Dan tidak ada yang menyukainya.
Seperti yang telah kita ketahui, pelbagai alam semesta bukanlah teori saintifik sendiri. Sebaliknya, ini adalah akibat teori undang-undang fizik dalam pemahaman sepenuhnya. Walaupun anda mempunyai alam semesta inflasi yang dikendalikan oleh fizik kuantum, anda akan terikat dengannya. Tetapi - seperti teori tali - ia mempunyai masalah: ia tidak meramalkan apa-apa yang telah kita perhatikan dan tidak dapat dijelaskan tanpanya, dan ia tidak meramalkan sesuatu yang konkrit yang dapat kita lihat dan lihat.
Dalam alam semesta fizikal ini, penting untuk memerhatikan segala yang kita boleh, dan untuk mengumpulkan sedikit demi sedikit pengetahuan yang kita dapat akses. Hanya dari sekumpulan data lengkap yang kami harapkan akan betul, dapat membuat penilaian ilmiah mengenai sifat alam semesta. Sebilangan penemuan ini akan membawa akibat yang tidak dapat kita ukur dan buktikan: misalnya, wujudnya banyak alam semesta. Tetapi ketika orang bercakap tentang pemalar asas, tentang hukum fizik, tentang nilai-nilai kekosongan tali, mereka tidak terlibat dalam sains, mereka hanya bercakap. Anda boleh bergosip mengenai banyak alam semesta yang anda suka dan memetik karya-karya teori yang terkenal sebagai contoh, tetapi anda tidak dapat membuat pandangan ilmiah mengenai perkara ini.
Ilya Khel
