Abstrakt
Ich gebe einen Überblick über physikalische Theorien, die parallele Universen beinhalten, welche eine natürliche vierstufige Hierarchie von Multiversen bilden, die eine zunehmend größere Vielfalt ermöglichen. Level I: Eine generische Vorhersage der Inflation ist ein unendliches ergodisches Universum, das Hubble-Volumina enthält, die alle Anfangsbedingungen realisieren 29 – einschließlich einer identischen Kopie von Ihnen etwa 1010 m entfernt. Level II: In der chaotischen Inflation können andere thermalisierte Regionen unterschiedliche physikalische Konstanten, Dimensionalität und Teilcheninhalt aufweisen. Level III: In der unitären Quantenmechanik fügen andere Zweige der Wellenfunktion nichts qualitativ Neues hinzu, was ironisch ist, da dieses Level historisch gesehen das umstrittenste war. Level IV: Andere mathematische Strukturen ergeben unterschiedliche fundamentale Gleichungen der Physik. Die Schlüsselfrage ist nicht, ob parallele Universen existieren (Level I ist das unumstrittene kosmologische Konkordanzmodell), sondern wie viele Level es gibt. Ich diskutiere, wie Multiversums-Modelle falsifiziert werden können, und argumentiere, dass es ein schwerwiegendes “Maßproblem” gibt, das gelöst werden muss, um testbare Vorhersagen auf den Levels II-IV zu treffen.
Gibt es eine andere Kopie von Ihnen, die diesen Artikel liest und beschließt, ihn beiseite zu legen, ohne diesen Satz zu beenden, während Sie weiterlesen? Eine Person, die auf einem Planeten namens Erde lebt, mit nebligen Bergen, fruchtbaren Feldern und weitläufigen Städten, in einem Sonnensystem mit acht anderen Planeten. Das Leben dieser Person war in jeder Hinsicht identisch mit Ihrem – bis jetzt, das heißt, wenn Ihre Entscheidung, weiterzulesen, signalisiert, dass Ihre beiden Leben auseinanderlaufen.
Sie finden diese Idee wahrscheinlich seltsam und unplausibel, und ich muss gestehen, dass dies auch meine Bauchgefühl-Reaktion ist. Dennoch sieht es so aus, als müssten wir damit leben, da das einfachste und populärste kosmologische Modell heute vorhersagt, dass diese Person tatsächlich in einer Galaxie etwa 29 1010 Meter von hier entfernt existiert. Dies setzt nicht einmal spekulative moderne Physik voraus, sondern lediglich, dass der Raum unendlich und eher gleichmäßig mit Materie gefüllt ist, wie durch aktuelle astronomische Beobachtungen angezeigt. Ihr Alter Ego ist einfach eine Vorhersage des sogenannten Konkordanzmodells der Kosmologie, das mit allen aktuellen Beobachtungsdaten übereinstimmt und als Grundlage für die meisten Berechnungen und Simulationen verwendet wird, die auf Kosmologie-Konferenzen vorgestellt werden. Im Gegensatz dazu wurden Alternativen wie ein fraktales Universum, ein geschlossenes Universum und ein mehrfach zusammenhängendes Universum durch Beobachtungen ernsthaft in Frage gestellt.
Das Weiteste, was Sie beobachten können, ist die Entfernung, die das Licht während der 14 Milliarden Jahre seit Beginn der Urknall-Expansion zurücklegen konnte. Die entferntesten sichtbaren Objekte sind jetzt etwa 4×1026 Meter entfernt*, und eine Sphäre mit diesem Radius definiert unser beobachtbares Universum, auch Hubble-Volumen, Horizontvolumen oder einfach unser Universum genannt. Ebenso ist das Universum Ihres oben erwähnten Zwillings eine Sphäre der gleichen Größe, die dort zentriert ist, von der wir noch nichts sehen oder mit der wir noch keinen kausalen Kontakt haben. Dies ist das einfachste (aber bei weitem nicht das einzige) Beispiel für parallele Universen.
Nach dieser Definition von “Universum” könnte man erwarten, dass die Vorstellung, dass unser beobachtbares Universum nur ein kleiner Teil eines größeren “Multiversums” ist, für immer in der Domäne der Metaphysik liegt. Doch die epistemologische Grenzlinie zwischen Physik und Metaphysik wird dadurch definiert, ob eine Theorie experimentell testbar ist, nicht dadurch, ob sie seltsam ist oder unbeobachtbare Entitäten beinhaltet. Technologiegestützte experimentelle Durchbrüche haben daher die Grenzen der Physik erweitert, um immer abstraktere (und zu der Zeit kontraintuitive) Konzepte wie eine runde, rotierende Erde, ein elektromagnetisches Feld, Zeitverlangsamung bei hohen Geschwindigkeiten, Quantenüberlagerungen, gekrümmten Raum und schwarze Löcher einzubeziehen. Wie in diesem Artikel dargelegt, wird zunehmend deutlich, dass Multiversums-Modelle, die auf moderner Physik basieren, tatsächlich empirisch testbar, prädiktiv und falsifizierbar sein können. Tatsächlich wurden in der jüngsten wissenschaftlichen Literatur bis zu vier verschiedene Arten von parallelen Universen diskutiert, so dass die Schlüsselfrage nicht ist, ob es ein Multiversum gibt (da Level I eher unumstritten ist), sondern wie viele Level es hat.