Tiivistelmä
Tarkastelen fysiikan teorioita, jotka käsittelevät rinnakkaisuniversumeita. Nämä teoriat muodostavat luonnollisen neliportaisen multiversumien hierarkian, joka sallii asteittain suuremman monimuotoisuuden. Taso I: Inflaation yleinen ennuste on ääretön ergodinen universumi, joka sisältää Hubblen tilavuuksia, jotka toteuttavat kaikki alkuolosuhteet 29 – mukaan lukien identtisen kopion sinusta noin 1010 metrin päässä. Taso II: Kaoottisessa inflaatiossa muilla termalisoituneilla alueilla voi olla erilaiset fysikaaliset vakiot, ulottuvuudet ja hiukkassisältö. Taso III: Unitaarisessa kvanttimekaniikassa aaltofunktion muut haarat eivät lisää mitään laadullisesti uutta, mikä on ironista, koska tämä taso on historiallisesti ollut kaikkein kiistanalaisin. Taso IV: Muut matemaattiset rakenteet antavat erilaiset fysiikan perusyhtälöt. Keskeinen kysymys ei ole, ovatko rinnakkaisuniversumit olemassa (taso I on kiistaton kosmologinen standardimalli), vaan kuinka monta tasoa on olemassa. Käsittelen, miten multiversumimalleja voidaan falsifioida, ja väitän, että on olemassa vakava "mittaongelma", joka on ratkaistava, jotta tasoilla II-IV voidaan tehdä testattavia ennusteita.
Onko olemassa toinen kopio sinusta, joka lukee tätä artikkelia ja päättää jättää sen kesken lopettamatta tätä lausetta, samalla kun sinä jatkat lukemista? Henkilö, joka asuu Maa-nimisellä planeetalla, jolla on usvaisia vuoria, hedelmällisiä peltoja ja laajoja kaupunkeja, aurinkokunnassa, jossa on kahdeksan muuta planeettaa. Tämän henkilön elämä on ollut kaikilta osin identtinen sinun elämäsi kanssa – tähän hetkeen asti, jolloin päätöksesi jatkaa lukemista osoittaa, että elämänne ovat erkautumassa.
Todennäköisesti pidät tätä ajatusta outona ja epäuskottavana, ja minun on myönnettävä, että se on myös minun välitön reaktioni. Näyttää kuitenkin siltä, että meidän on vain elettävä sen kanssa, sillä nykypäivän yksinkertaisin ja suosituin kosmologinen malli ennustaa, että tämä henkilö on todella olemassa galaksissa noin 29 1010 metrin päässä täältä. Tämä ei edes edellytä spekulatiivista modernia fysiikkaa, ainoastaan sitä, että avaruus on ääretön ja melko tasaisesti täynnä ainetta, kuten viimeaikaiset tähtitieteelliset havainnot osoittavat. Kaksoisolentosi on yksinkertaisesti ennuste niin sanotusta kosmologian standardimallista, joka on yhtenevä kaiken nykyisen havaintoaineiston kanssa ja jota käytetään perustana useimmissa kosmologian konferensseissa esitetyissä laskelmissa ja simulaatioissa. Sitä vastoin vaihtoehdot, kuten fraktaalinen universumi, suljettu universumi ja moninkertaisesti yhtenäinen universumi, ovat havaintojen perusteella vakavasti kyseenalaistettuja.
Kaukaisin etäisyys, jolle voit havaita, on matka, jonka valo on ehtinyt kulkea 14 miljardin vuoden aikana alkuräjähdyksestä alkaneen laajenemisen jälkeen. Kaukaisimmat näkyvät kohteet ovat nyt noin 4×1026 metrin päässä∗, ja tämän säteinen pallo määrittelee havaittavan maailmankaikkeutemme, jota kutsutaan myös Hubblen tilavuudeksi, horisonttitilavuudeksi tai yksinkertaisesti maailmankaikkeudeksemme. Samoin edellä mainitun kaksoisolentosi maailmankaikkeus on samankokoinen pallo, jonka keskipiste on siellä, emmekä voi nähdä siitä mitään tai olla vielä kausaalisessa yhteydessä siihen. Tämä on yksinkertaisin (mutta ei suinkaan ainoa) esimerkki rinnakkaisuniversumeista.
Tämän 'universumin' määritelmän perusteella voisi olettaa, että käsitys havaittavasta maailmankaikkeudestamme vain pienenä osana suurempaa 'multiversumia' kuuluisi ikuisesti metafysiikan alaan. Kuitenkin fysiikan ja metafysiikan välinen epistemologinen raja määritellään sen mukaan, onko teoria kokeellisesti testattavissa, ei sen mukaan, onko se outo tai sisältääkö se havaitsemattomia entiteettejä. Teknologian vauhdittamat kokeelliset läpimurrot ovatkin laajentaneet fysiikan rajoja käsittämään yhä abstraktimpia (ja aikanaan epäintuitiivisia) käsitteitä, kuten pyöreä, pyörivä Maa, sähkömagneettinen kenttä, ajan hidastuminen suurilla nopeuksilla, kvanttisuperpositiot, kaareva avaruus ja mustat aukot. Kuten tässä artikkelissa katsotaan, on käymässä yhä selvemmäksi, että moderniin fysiikkaan perustuvat multiversumimallit voivat itse asiassa olla empiirisesti testattavissa, ennustavia ja falsifioitavissa. Viimeaikaisessa tieteellisessä kirjallisuudessa onkin käsitelty jopa neljää erillistä rinnakkaisuniversumityyppiä, joten keskeinen kysymys ei ole, onko multiversumi olemassa (sillä taso I on melko kiistaton), vaan pikemminkin kuinka monta tasoa sillä on.