Abstrakt
Przeglądam teorie fizyczne dotyczące równoległych wszechświatów, które tworzą naturalną czteropoziomową hierarchię multiwersów pozwalającą na stopniowo większą różnorodność. Poziom I: Ogólną prognozą inflacji jest nieskończony ergodyczny wszechświat, który zawiera objętości Hubble'a realizujące wszystkie warunki początkowe 29 — w tym identyczną kopię ciebie w odległości około 1010 m. Poziom II: W chaotycznej inflacji inne strefy termalizowane mogą mieć różne stałe fizyczne, wymiarowość i zawartość cząstek. Poziom III: W unitarnej mechanice kwantowej inne gałęzie funkcji falowej nie dodają niczego jakościowo nowego, co jest ironiczne, biorąc pod uwagę, że ten poziom był historycznie najbardziej kontrowersyjny. Poziom IV: Inne struktury matematyczne dają różne fundamentalne równania fizyki. Kluczowe pytanie nie dotyczy tego, czy istnieją równoległe wszechświaty (Poziom I to niekontrowersyjny model kosmologicznej zgodności), ale ile jest poziomów. Omawiam, w jaki sposób modele multiwersum można sfalsyfikować, i argumentuję, że istnieje poważny “problem miary”, który należy rozwiązać, aby dokonać sprawdzalnych prognoz na poziomach II-IV.
Czy istnieje inna kopia ciebie czytająca ten artykuł, decydująca się odłożyć go na bok bez kończenia tego zdania, podczas gdy ty czytasz dalej? Osoba mieszkająca na planecie zwanej Ziemią, z mglistymi górami, żyznymi polami i rozległymi miastami, w układzie słonecznym z ośmioma innymi planetami. Życie tej osoby było identyczne z twoim pod każdym względem – aż do teraz, to znaczy, kiedy twoja decyzja o dalszym czytaniu sygnalizuje, że twoje dwa życia się rozchodzą.
Prawdopodobnie uważasz ten pomysł za dziwny i nieprawdopodobny i muszę przyznać, że to jest również moja intuicyjna reakcja. Jednak wygląda na to, że będziemy musieli się z tym pogodzić, ponieważ najprostszy i najpopularniejszy model kosmologiczny przewiduje dzisiaj, że ta osoba faktycznie istnieje w Galaktyce około 29 1010 metrów stąd. To nawet nie zakłada spekulatywnej współczesnej fizyki, a jedynie to, że przestrzeń jest nieskończona i raczej równomiernie wypełniona materią, jak wskazują ostatnie obserwacje astronomiczne. Twoje alter ego jest po prostu przewidywaniem tak zwanego modelu zgodności kosmologii, który zgadza się z wszystkimi aktualnymi dowodami obserwacyjnymi i jest używany jako podstawa do większości obliczeń i symulacji prezentowanych na konferencjach kosmologicznych. Natomiast alternatywy, takie jak wszechświat fraktalny, wszechświat zamknięty i wszechświat wielokrotnie połączony, zostały poważnie zakwestionowane przez obserwacje.
Najdalej, jak możesz obserwować, to odległość, jaką światło było w stanie pokonać w ciągu 14 miliardów lat od rozpoczęcia ekspansji Wielkiego Wybuchu. Najodleglejsze widoczne obiekty znajdują się teraz w odległości około 4×1026 metrów*, a sfera o tym promieniu definiuje nasz obserwowalny wszechświat, zwany również naszą objętością Hubble'a, naszą objętością horyzontu lub po prostu naszym wszechświatem. Podobnie wszechświat twojego wspomnianego bliźniaka jest sferą o tej samej wielkości wyśrodkowaną tam, żadnego z nich nie możemy jeszcze zobaczyć ani mieć z nimi żadnego kontaktu przyczynowego. To jest najprostszy (ale daleki od jedynego) przykład równoległych wszechświatów.
Zgodnie z samą definicją “wszechświata”, można by oczekiwać, że pogląd, że nasz obserwowalny wszechświat jest jedynie małą częścią większego “multiwersum”, pozostanie na zawsze w domenie metafizyki. Jednak epistemologiczna granica między fizyką a metafizyką jest definiowana przez to, czy teoria jest eksperymentalnie testowalna, a nie przez to, czy jest dziwna, czy obejmuje nieobserwowalne byty. Przełomy eksperymentalne oparte na technologii rozszerzyły zatem granice fizyki, aby uwzględnić coraz bardziej abstrakcyjne (i w tamtym czasie sprzeczne z intuicją) koncepcje, takie jak okrągła obracająca się Ziemia, pole elektromagnetyczne, spowolnienie czasu przy wysokich prędkościach, superpozycje kwantowe, zakrzywiona przestrzeń i czarne dziury. Jak omówiono w tym artykule, staje się coraz bardziej jasne, że modele multiwersum oparte na współczesnej fizyce mogą w rzeczywistości być empirycznie testowalne, predykcyjne i falsyfikowalne. Rzeczywiście, w najnowszej literaturze naukowej omówiono aż cztery różne typy równoległych wszechświatów, tak więc kluczowe pytanie nie dotyczy tego, czy istnieje multiwersum (ponieważ Poziom I jest raczej niekontrowersyjny), ale raczej ile ma poziomów.