Co fizycy rozumieją przez wszechświaty równoległe?

Lawrence Manning, Getty Images

Fizycy mówią o wszechświatach równoległych, ale nie zawsze jest jasne, co mają na myśli. Czy mają na myśli alternatywne historie naszego własnego wszechświata, takie jak te często pokazywane w science fiction, czy całe inne wszechświaty, które nie mają prawdziwego związku z naszym?

Fizycy używają wyrażenia „wszechświaty równoległe” do omawiania różnych koncepcji, co czasami może być nieco mylące. Na przykład niektórzy fizycy mocno wierzą w ideę wieloświat dla celów kosmologicznych, ale tak naprawdę nie wierzę w Interpretacja wielu światów (MWI) fizyki kwantowej.

Ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że wszechświaty równoległe nie są w rzeczywistości teorią w fizyce, ale raczej wnioskiem wywodzącym się z różnych teorii w fizyce. Istnieje wiele przyczyn wiara w wiele wszechświatów jako fizyczna rzeczywistość, mająca związek głównie z faktem, że nie mamy absolutnie żadnego powodu, by przypuszczać, że nasz obserwowalny wszechświat jest wszystkim, co istnieje.

Warto rozważyć dwa podstawowe podziały wszechświatów równoległych. Pierwszą zaprezentował w 2003 roku Max Tegmark, a drugą Brian Greene w swojej książce „Ukryta rzeczywistość”.

Klasyfikacje Tegmarka

W 2003 r. fizyk z MIT Max Tegmark zbadał ideę wszechświatów równoległych w artykule opublikowanym w kolekcja zatytułowana „Science and Ultimate Reality” ' . W artykule Tegmark dzieli różne typy wszechświatów równoległych dozwolone przez fizykę na cztery różne poziomy:

Poziom 1: Regiony poza Kosmicznym Horyzontem:Wszechświat jest zasadniczo nieskończenie duży i zawiera materię w mniej więcej takim samym rozkładzie, jak widzimy ją w całym wszechświecie. Materia może łączyć się tylko w tak wielu różnych konfiguracjach. Biorąc pod uwagę nieskończoną ilość przestrzeni, ma się rozumieć, że istnieje inna część wszechświata, w której istnieje dokładna kopia naszego świata. Poziom 2: Inne bańki poinflacyjne:Oddzielne wszechświaty wyrastają jak bąbelki czas, przestrzeń podlega własnej formie ekspansji, zgodnie z regułami dyktowanymi przez teorię inflacji. Prawa fizyki w tych wszechświatach mogą się bardzo różnić od naszych. Poziom 3: Wiele światów fizyki kwantowej:Zgodnie z tym podejściem do fizyki kwantowej wydarzenia rozwijają się w każdy możliwy sposób, tylko w różnych wszechświatach. Opowieści science fiction o „historii alternatywnej” wykorzystują tego rodzaju model wszechświata równoległego, więc jest on najbardziej znany poza fizyką. Poziom 4: Inne struktury matematyczne:Ten rodzaj wszechświatów równoległych jest rodzajem chwytu dla innych struktur matematycznych, które możemy sobie wyobrazić, ale których nie obserwujemy jako fizycznych rzeczywistości w naszym wszechświecie. Wszechświaty równoległe poziomu 4 to takie, które rządzą się innymi równaniami niż te, które rządzą naszym wszechświatem. W przeciwieństwie do wszechświatów poziomu 2, nie są to tylko różne przejawy tych samych podstawowych zasad, ale zupełnie różne zestawy zasad.

Klasyfikacje Greene'a

System klasyfikacji Briana Greene'a z jego książki „Ukryta rzeczywistość” z 2011 roku jest bardziej szczegółowym podejściem niż system Tegmarka. Poniżej znajdują się klasy wszechświatów równoległych Greene'a, ale dodaliśmy również poziom Tegmark, do którego należą:

Pikowany Multiverse(Poziom 1): Przestrzeń jest nieskończona, dlatego gdzieś istnieją obszary przestrzeni, które będą dokładnie naśladować nasz własny region przestrzeni. Gdzieś tam jest inny świat, w którym wszystko się rozwija dokładnie jak rozwija się na Ziemi. Inflacyjny multiwers(Poziom 1 i 2): Teoria inflacyjna w kosmologii przewiduje ekspansywny wszechświat wypełniony 'bąbelkami wszechświata', z których nasz wszechświat jest tylko jednym. Brane Multiverse(Poziom 2): Teoria strun pozostawia otwartą możliwość, że nasz wszechświat jest tylko w jednym trójwymiarowym brane , podczas gdy inne brany o dowolnej liczbie wymiarów mogą mieć na sobie całe inne wszechświaty. Cykliczny multiwers(Poziom 1): Jednym z możliwych wyników teorii strun jest to, że brany mogą zderzać się ze sobą, powodując powstanie wszechświata wielkie grzywki które stworzyły nie tylko nasz wszechświat, ale być może także inne. Wieloświat krajobrazowy(Poziom 1 i 4): Teoria strun pozostawia otwarte wiele różnych podstawowych właściwości wszechświata, co w połączeniu z inflacyjnym multiwszechświatem oznacza, że ​​może istnieć wiele wszechświatów bąbelkowych, które mają fundamentalnie inne prawa fizyczne niż wszechświat, który zamieszkujemy. Wieloświat kwantowy(Poziom 3): Jest to zasadniczo Interpretacja Wielu Światów (MWI) mechaniki kwantowej; wszystko, co może się zdarzyć, dzieje się... w jakimś wszechświecie. Holograficzny wieloświat(Poziom 4): Zgodnie z zasadą holograficzną, istnieje fizycznie równoważny równoległy wszechświat, który istniałby na odległej powierzchni granicznej (krawędzi wszechświata), w którym wszystko w naszym wszechświecie jest dokładnie odzwierciedlone. Symulowany wieloświat(Poziom 4): Technologia prawdopodobnie osiągnie punkt, w którym komputery będą mogły symulować każdy szczegół wszechświata, tworząc w ten sposób symulowany wieloświat, którego rzeczywistość jest prawie tak złożona jak nasza. Ostateczny Multiverse(Poziom 4): W najbardziej ekstremalnej wersji patrzenia na wszechświaty równoległe każda pojedyncza teoria, która mogłaby istnieć, musiałaby gdzieś istnieć w jakiejś formie.