Nekaj mesecev preden je fizik Stephen Hawking umrl, je objavil članek, ki ga je več medijev objavilo kot način, da dokončno dokažejo (ali ovržejo) obstoj vzporednih svetov.
Toda ta trditev je morda nekolikokozmična inflacija, je povedalo več fizikov, ki niso bili vključeni v Hawkingove raziskave.
"V prispevku ni nobenih izjav o opazovalnih testih. To ni povsem nezanimivo, vendar je to ena od dobesedno nekaj tisoč idej za to, kar bi se utegnilo zgoditi v zgodnjem vesolju", med katerimi mnogi vključujejo vzporedne svetove, je dejala Sabine Hossenfelder, fizičarka v Frankfurtu Inštitut za napredne študije v Nemčiji, ki blogira na backreaction.blogspot.com.
Študija, ki sta jo opravila Hawking in Thomas Hertog, fizik na katoliški univerzi Leuven (KU Leuven) v Belgiji, se je prvič pojavila v reviji za tisk arXiv julija 2017 in je bila spremenjena le teden dni, preden je Hawking umrl. Študija je poskus izoliranja vrst vesolja, ki jih napoveduje ena od Hawkingovih nedokazanih teorij, model "brez meja", ki bi razložil Big Bang.
Vendar se opira na več špekulativnih in nedokazanih teorij in jih pogumno uporablja za nejasne sklepe, je dejal Frank Wilczek, nobelov nagrajenec in teoretični fizik na MIT.
Brez meja
Korenine prispevka segajo do Hawkingove najbolj znane, še nedokazane teorije: "brez mejnega predloga" za razlago velikega poka. Po Einsteinovi teoriji splošne relativnosti je morala biti pred Velikim praskom obstajala posebnost ali neskončno gosta, izjemno vroča pega snovi, za katero se kršijo zakoni fizike.
V tem konceptu, ki ga je oblikoval kalifornijski univerza Santa Barbara fizik James Hartle, je bila ta posebnost tako v prostoru kot v času - kar pomeni, da pred velikim praskom čas, kot vemo, ni obstajal. Nato poskušajte pravočasno predstaviti vesolje in je, kot da ne bi imel meje - kot globus, ki ga je mogoče prehoditi sem in tja, ne da bi dosegel rob.
Ko so znanstveniki analizirali to idejo, so spoznali, da Hawkingova teorija brez meja napoveduje, da bo to otroško vesolje, ko se je naglo napihnilo, skopilo v druge vesolje in na koncu celoten multiverse. Pravzaprav je Hawkingova teorija na koncu pokazala, da je naše skromno vesolje le eno od neskončno številnih vzporednih vesoljev, ki obstajajo v tem neskončnem, fraktalnemu multiverzmu. Ta multiverzum bi potem povzročil paradoks: Ker bi obstajalo neskončno število vesoljev, nihče ne bi mogel narediti preizkušenih napovedi o določenem vesolju, v katerem živimo, je Hertog povedal Live Science v elektronskem sporočilu. (Z neskončnim številom možnosti postane vse mogoče in ničesar ni mogoče določiti o vesolju.)
"Hawking ni bil zadovoljen s takšnim stanjem," je Hertog povedal v e-poštnem sporočilu Live Science. "" Poskusimo ukrotiti multiverse, "mi je rekel pred letom dni. Zato smo se odločili razviti metodo za preoblikovanje ideje o multiverzumu v skladen preizkusljiv znanstveni okvir."
Da bi zmanjšali neskončno število vzporednih svetov, so morali raziskovalci najti most med kvantno fiziko, ki je prevladovala v majhni posebnosti fetalnega vesolja, in klasičnimi zakoni, ki urejajo veliko vesolje, v katerem vsi živimo. V novi študiji , Hawking in Hertog sta uporabila metodo, znano kot holografija, da bi združila dva sklopa idej. S tem so uspeli seči ta ogromen gozd multiverza na štetje. Ko so delali s končnim številom vesoljev, so lahko napovedali, kako bodo izgledali ti vesolji, je dejal Hertog.
Na primer, "ugotovijo, da so vesolji, ki so gladki in podobni našemu, v glavnem verjetni," je Hossenfelder povedal Live Science.
Hawkingova brezmejna teorija trdi, da je vesolje po velikem udaru šlo v skoku hitrega širjenja, imenovanega kozmična inflacija, ki je okrepilo prvinsko gravitacijsko valovanje, ki izhaja iz velikega poka, je dejal Hertog. Ta starodavni odmev rojstva vesolja je zabeležen v šibkem, hladnem mikrovalovnem sevanju, ki prežema vsako območje našega vesolja, znano kot kozmično mikrovalovno ozadje ozadja (CMB). Če bodoči sateliti pokažejo, da se energetski signal v podatkih CMB ujema z inflacijo, ki jo predvideva Hawkingov model, bi to lahko zagotovilo močan dokaz za obstoj multiverzuma, je dejal Hertog.
Šibek test
Toda drugi znanstveniki so skeptični. Obstajajo tudi drugi modeli inflacije in večina teh modelov vključuje tudi nekaj primordialnih gravitacijskih valov, je povedala Katie Mack, kozmologinja z državne univerze v Severni Karolini, ki ni bila avtorica novega prispevka.
"Ideje, predstavljene v tem prispevku, ne dajejo nobenega novega podpisa, ki bi bil drugačen od drugih modelov inflacije," je Mack povedal Live Science.
Z drugimi besedami, ni mogoče, da podatki CMB razkrijejo, ali je Hawkingova teorija ali eden od tisoč drugih pravi.
Po drugi strani pa se, če se signali CMB ne ujemajo s Hawkingovimi in Hertogovimi napovedmi, "bi to ponarejalo zelo specifičen niz predpostavk in približkov, uporabljenih v prispevku," je Wilczek v elektronskem sporočilu povedal Live Science. "Torej je preizkušen v tem zelo šibkem smislu," je dodal.
Model igrač
Še več, Hawking in Hertog sta se zanašala na matematični okvir za povezovanje kvantne teorije in gravitacije, vendar se ta okvir opira na številne nedokazane domneve in v bistvu ni popoln, je Mack povedal Live Science.
"V tem prispevku so uporabili to, kar imenujejo model igrač - ni povsem strog in dovršen," je dejal Mack. "Priznajo, da je treba opraviti še veliko več."
Preden lahko kdo reče, da je ta članek veljaven, morajo znanstveniki boljše teoretično razumeti kvantno gravitacijo, je dejal Mack in se skliceval na enotno teorijo, ki združuje tako kvantno mehaniko kot gravitacijo, kot jo opisuje Einsteinova teorija relativnosti.
