Visums, kurā mēs dzīvojam, ir milzīgs, pilns ar matēriju un enerģiju, un tas paplašinās arvien ātrāk. Skatoties miljardiem gaismas gadu attālumā, mēs varam redzēt miljardiem gadu senās pagātnes, redzēt planētu, zvaigžņu un galaktiku veidošanos. Mēs izskatījāmies tik tālu, mēs atradām gāzes mākoņus, kas nebija dzemdējuši nevienu zvaigzni, un galaktikas, kas izveidojās, kad mūsu Visums bija par 97% jaunāks. Īpaši ziņkārīgs ir tas, ka mēs varam novērot Lielā sprādziena pēcspīdumu, kas saglabājas no laika, kad Visums bija aptuveni 380 000 gadu vecs. Bet ar visu šo kosmisko krāšņumu mēs nekad neesam atraduši pierādījumus tam, ka mūsu Visums plašajā daudzu Visumā būtu sadūries ar citu Visumu. Kāpēc?
Patiešām, ja vairāku Visumu teorija ir pareiza, mūsu paplašinātajam Visumam ir jābūt sadūries ar citu Visumu. Vai tas tā nav? Galu galā mūsu Visums tagad ir tik liels, ka daži to raksturo kā bezgalīgu izmēru.
Un tā apgalvo ne tikai loģika, bet arī pazīstamais autoritāte Rodžers Penroze. Gan Penrose, gan tradicionālā gudrība šeit ir nepareiza. Mūsu Visums ir un vajadzētu būt izolētam un vienatnē daudzfunkcionālajā telpā.
Lai arī šī tēma ir pārāk populāra un diskutabla, spēcīgas fiziskās hipotēzes atbalsta vairāku Visumu esamību. Ja mēs apvienojam savas divas vadošās domas skolas par Visuma darbību, kosmisko inflāciju un kvantu fiziku, mēs neizbēgami nonākam pie sava Visuma daudzkārtējā Visumā. Ir vēl viens secinājums: katrs radītais Visums - un katrs lielais sprādziens, kas tam ir priekšā -, tūlīt un uz visiem laikiem tiks atdalīti no cēloņsakarības. Kāpēc? Fiziķis Etans Sīgelis izjauks.
Kosmiskā inflācija nāca kā Lielā sprādziena teorijas papildinājums, nodrošinot mehānismu, lai izskaidrotu, kāpēc Visums sākās ar noteiktiem nosacījumiem. Inflācija jo īpaši sniedza atbildi uz jautājumiem par …
- kāpēc Visumā visur bija vienāda temperatūra;
- kāpēc tas bija telpiski līdzens;
- kāpēc nav palikušas tādas augstas enerģijas relikvijas kā magnētiskie monopoli.
Reklāmas video:
… Turpinot atstāt verificējamas jaunas prognozes. Šīs prognozes ietver specifisko blīvuma svārstību spektru, ar kuru Visums ir dzimis; maksimālā temperatūra, ko Visums sasniedzis Lielā sprādziena sākuma stadijās; svārstību esamība uz skalas, kas pārsniedz kosmisko horizontu, un noteikts gravitācijas viļņu svārstību spektrs. To visu, izņemot pēdējo, kopš tā laika apstiprina novērojumi.
Kosmiskā inflācija, precīzāk sakot, ir periods pirms lielā sprādziena, kad Visumā dominēja pati kosmosam raksturīgā enerģija. Tagad tumšās enerģijas daudzums ir pārāk mazs, bet inflācijas laikā tas bija nesalīdzināmi lielāks: daudz vairāk enerģijas blīvuma, kad Visums bija pilns ar matēriju un starojumu karstā Lielā sprādziena pirmajos posmos.
Tā kā Visuma izplešanos virza pati kosmosam raksturīgā enerģija, inflācijas periodā izplešanās bija eksponenciāla, tika izveidota jauna telpa. Ja Visuma n izmērs dubultojās n laikā, tad pēc 10 šī laika periodiem tas jau bija 210 vai pat 21000 reižu lielāks. Īsā laika posmā jebkurš telpas, kas nav plakana un vielu saturošs, apgabals kļuva neatšķirams no plakanā, un visas vielas daļiņas pietūka tik tālu viena no otras, ka abas daļiņas nekad vairs nesatiksies.
Tomēr inflācija nevar ilgt mūžīgi. Kosmosam raksturīgā enerģija nevar palikt mūžīgi, pretējā gadījumā Lielais sprādziens nebūtu noticis, un Visums nebūtu dzimis. Līdz ar to enerģija jāpārvieto no kosmosa audiem uz matēriju un starojumu. Lai inflāciju uzskatītu par lauku, iedomājieties bumbu kalna galā. Kamēr bumba paliek augšpusē, inflācija un eksponenciālā izplešanās turpinās. Bet, lai inflācija izbeigtos, neatkarīgi no tā, vai kvantu lauks par to ir atbildīgs, tai ir jāpārvietojas no nestabilas enerģijas ar augstu enerģētisko stāvokli uz zema enerģijas līmeņa līdzsvara stāvokli. Šī pāreja, "ripinot" bumbu lejā no kalna, izbeidz inflāciju un rada Lielo sprādzienu.
Tomēr ir tikai viens: tas, kas aprakstīts iepriekš, darbojas kā klasisks lauks, bet inflācijai, tāpat kā visiem fiziskajiem laukiem, jābūt kvantitatīvam. Tāpat kā visus kvantu laukus, to raksturo viļņa funkcija, un viļņa varbūtība laika gaitā izplatās. Ja lauka vērtība ritinās pietiekami lēni lejā no kalna, viļņu funkcijas kvantu izplatīšanās būs ātrāka nekā atspiešanās, padarot to iespējamu - pat iespējams, Lielajam sprādzienam un inflācijas beigām.
Tā kā kosmoss inflācijas laikā izplešas ar eksponenciālu ātrumu, tas nozīmē, ka laika gaitā parādīsies eksponenciāli liels skaits kosmosa reģionu. Lieta ir tāda, ka inflācija nebeigsies visur pa nakti; dažādi reģioni saņems dažādas kvantu lauku vērtības un dažādus virzienus. Dažos reģionos inflācija beigsies, un lauks slīdēs ielejā. Citās valstīs inflācija turpināsies, piešķirot dzīvību jaunai telpai.
No šejienes nāk mūžīgās inflācijas fenomens un ideja par vairākiem Visumiem. Tur, kur inflācija beidzas, mēs iegūstam Lielo sprādzienu un Visumu - daļu, kuru mēs varam novērot. Bet ap reģioniem, kur inflācija beidzās un notika lielais sprādziens, būs arī reģioni, kuros inflācija nav beigusies, un eksponenciālā ekspansija turpinās. Šajos reģionos rodas arvien plašāka telpa, atceļot apgabalus, kur inflācija ir beigusies ātrāk, nekā viņi var paplašināties. Katrs no jaunajiem reģioniem, kuros atradīsies Lielais sprādziens, tiks cēloņsakarībā atdalīts no mūsu reģiona, pilnīgi un uz visiem laikiem.
Ja domājat par daudzveidīgo Visumu kā milzīgu okeānu, varat uzzīmēt atsevišķos Visumus, kuros notika Lielais sprādziens, kā mazus burbuļus okeānā. Šie burbuļi, tāpat kā īsti burbuļi, kas dzimuši okeāna dibenā, laika gaitā paplašināsies, mūsu plašumam paplašinoties. Bet atšķirībā no šķidrā ūdens okeānā inflācijas kosmosa laika "okeāns" izplešas ātrāk, nekā paši burbuļi kādreiz var izplesties. Un, tā kā telpa starp tām aug un vienmēr pieaugs, abi burbuļi nekad nepieskarsies.
Pretstatā inflācijas un kvantu teorijas prognozēm tas būtu milzīgs pārsteigums, ja abi Visumi kādreiz saduras. Lai gan šādu burbuļu sadursme uz mūsu Visuma atstātu zilumu, kuru mēs droši varētu atklāt pēc Lielā sprādziena, tomēr nav tādu zilumu pazīmju. Kā paredzēja mūsu labākās teorijas.
Iļja Khel