Resumo
Eu examino as teorias da física que envolvem universos paralelos, que formam uma hierarquia natural de quatro níveis de multiversos, permitindo uma diversidade progressivamente maior. Nível I: Uma previsão genérica da inflação é um universo ergódico infinito, que contém volumes de Hubble realizando todas as condições iniciais 29 — incluindo uma cópia idêntica de você a cerca de 1010 metros de distância. Nível II: Na inflação caótica, outras regiões termalizadas podem ter diferentes constantes físicas, dimensionalidade e conteúdo de partículas. Nível III: Na mecânica quântica unitária, outros ramos da função de onda não acrescentam nada qualitativamente novo, o que é irônico, dado que este nível tem sido historicamente o mais controverso. Nível IV: Outras estruturas matemáticas dão diferentes equações fundamentais da física. A questão fundamental não é se os universos paralelos existem (o Nível I é o modelo cosmológico de concordância não controverso), mas quantos níveis existem. Discuto como os modelos de multiverso podem ser falsificados e argumento que existe um “problema de medida” grave que deve ser resolvido para fazer previsões testáveis nos níveis II-IV.
Existe outra cópia de você lendo este artigo, decidindo deixá-lo de lado sem terminar esta frase enquanto você continua lendo? Uma pessoa vivendo em um planeta chamado Terra, com montanhas enevoadas, campos férteis e cidades em expansão, em um sistema solar com outros oito planetas. A vida dessa pessoa tem sido idêntica à sua em todos os aspectos – até agora, isto é, quando sua decisão de continuar lendo sinaliza que suas duas vidas estão divergindo.
Você provavelmente acha essa ideia estranha e implausível, e devo confessar que essa também é minha reação instintiva. No entanto, parece que teremos que conviver com isso, já que o modelo cosmológico mais simples e popular hoje prevê que essa pessoa realmente existe em uma galáxia a cerca de 29 1010 metros daqui. Isso nem sequer assume a física moderna especulativa, meramente que o espaço é infinito e bastante uniformemente preenchido com matéria, conforme indicado por observações astronômicas recentes. Seu alter ego é simplesmente uma previsão do chamado modelo de concordância da cosmologia, que concorda com todas as evidências observacionais atuais e é usado como base para a maioria dos cálculos e simulações apresentadas em conferências de cosmologia. Em contraste, alternativas como um universo fractal, um universo fechado e um universo multiplamente conectado foram seriamente desafiadas por observações.
O mais longe que você pode observar é a distância que a luz conseguiu viajar durante os 14 bilhões de anos desde que a expansão do big-bang começou. Os objetos visíveis mais distantes estão agora a cerca de 4×1026 metros∗, e uma esfera deste raio define nosso universo observável, também chamado de nosso volume de Hubble, nosso volume de horizonte ou simplesmente nosso universo. Da mesma forma, o universo de seu gêmeo acima mencionado é uma esfera do mesmo tamanho centrada lá, nenhum dos quais podemos ver ou ter qualquer contato causal ainda. Este é o exemplo mais simples (mas longe de ser o único) de universos paralelos.
Por esta própria definição de “universo”, pode-se esperar que a noção de que nosso universo observável é meramente uma pequena parte de um “multiverso” maior esteja para sempre no domínio da metafísica. No entanto, a fronteira epistemológica entre física e metafísica é definida por se uma teoria é experimentalmente testável, não por se é estranha ou envolve entidades não observáveis. Avanços experimentais impulsionados pela tecnologia, portanto, expandiram as fronteiras da física para incorporar conceitos cada vez mais abstratos (e na época contraintuitivos), como uma Terra redonda em rotação, um campo eletromagnético, desaceleração do tempo em altas velocidades, superposições quânticas, espaço curvo e buracos negros. Conforme revisado neste artigo, está se tornando cada vez mais claro que os modelos de multiverso fundamentados na física moderna podem, de fato, ser empiricamente testáveis, preditivos e falsificáveis. De fato, até quatro tipos distintos de universos paralelos foram discutidos na literatura científica recente, de modo que a questão fundamental não é se existe um multiverso (já que o Nível I é bastante não controverso), mas sim quantos níveis ele tem.