Multiverzum - Multiverse

A multiverzum egy hipotetikus csoportja több univerzumok . Ezek az univerzumok együttesen magukban foglalnak mindent, ami létezik: a tér , az idő , az anyag , az energia , az információ egészét , valamint az ezeket leíró fizikai törvényeket és állandókat . A multiverzum különböző univerzumait "párhuzamos univerzumoknak", "más univerzumoknak", "alternatív univerzumoknak" vagy "sok világnak" nevezik.

A fogalom története

Az ókori görög atomizmus filozófiájában léteztek korán rögzített példák a végtelen világok eszméjére , amely azt javasolta, hogy a végtelen párhuzamos világok az atomok ütközéséből keletkezzenek. A harmadik században BCE, a filozófus Khrüszipposz azt javasolta, hogy a világ örökké lejárt, és regenerálják, hatékonyan jelenlétére utal több univerzumok egész idő alatt. A több világegyetem fogalma a középkorban határozottabban fogalmazódott meg .

A Dublin 1952, Erwin Schrödinger előadást, amelyben tréfásan figyelmeztette a közönséget, hogy mit akart mondani erejével „úgy tűnik, őrült”. Azt mondta, hogy amikor úgy tűnt, hogy egyenletei több különböző történetet írnak le, ezek "nem alternatívák, hanem valóban egyszerre történnek". Ezt a kettősséget " szuperpozíciónak " nevezik .

William James amerikai filozófus és pszichológus 1895 -ben használta a "multiverzum" kifejezést, de más összefüggésben. A kifejezést először a szépirodalomban és jelenlegi fizikai környezetében Michael Moorcock használta 1963 -as SF Adventures The Sundered Worlds című novellájában (az Örökös bajnok sorozat része).

Rövid magyarázat

A kozmológiában , a fizikában , a csillagászatban , a vallásban , a filozófiában , a transzperszonális pszichológiában , a zenében és mindenféle irodalomban több világegyetemet feltételeztek , különösen a sci -fi , a képregények és a fantázia területén . Ebben az összefüggésben a párhuzamos univerzumokat "alternatív univerzumoknak", "kvantumuniverzumoknak", "átható dimenzióknak", "párhuzamos univerzumoknak", "párhuzamos dimenzióknak", "párhuzamos világoknak", "párhuzamos valóságoknak", "kvantumvalóságoknak", " alternatív valóságok "," alternatív idővonalak "," alternatív dimenziók "és" dimenziós síkok ".

A fizikus közösség az idők folyamán vitatta a különböző multiverzum -elméleteket. A neves fizikusok megoszlanak abban, hogy létezik -e más univerzum a sajátunkon kívül.

Egyes fizikusok azt mondják, hogy a multiverzum nem jogos kutatási téma. Aggodalmak merültek fel azzal kapcsolatban, hogy a multiverzum kísérleti ellenőrzés alóli mentesítésére irányuló kísérletek ronthatják -e a közvélemény bizalmát a tudomány iránt, és végső soron károsíthatják -e az alapvető fizika tanulmányozását. Néhányan azzal érveltek, hogy a multiverzum inkább filozófiai fogalom, mint tudományos hipotézis, mert empirikusan nem hamisítható . Az elmélet tudományos kísérlettel történő megcáfolásának képessége az elfogadott tudományos módszer kritikus kritériuma . Paul Steinhardt híresen azt állította, hogy egyetlen kísérlet sem zárhatja ki az elméletet, ha az elmélet minden lehetséges eredményt megad.

2007 -ben a Nobel -díjas Steven Weinberg azt javasolta, hogy ha a multiverzum létezne, "az a remény, hogy racionális magyarázatot találunk a kvarktömegek pontos értékeire és a standard modell egyéb állandóira, amelyeket az ősrobbanásunk során megfigyelünk, el van ítélve. balesetet okozhat annak a multiverzumnak, amelyben élünk. "

Bizonyítékok keresése

2010 körül olyan tudósok, mint Stephen M. Feeney, elemezték a Wilkinson Mikrohullámú Anizotrópia Szonda (WMAP) adatait, és azt állították, hogy bizonyítékokat találnak arra utalva, hogy ez az univerzum ütközött más (párhuzamos) univerzumokkal a távoli múltban. A WMAP és a Planck műhold adatainak alaposabb elemzése azonban, amelynek felbontása háromszor nagyobb, mint a WMAP, nem mutatott statisztikailag szignifikáns bizonyítékot egy ilyen buborék -univerzum ütközésre. Ezenkívül nem volt bizonyíték más univerzumok gravitációs vonzására a mieinkre.

Támogatók és szkeptikusok

A multiverzális hipotézis egy vagy több modern támogatója Don Don , Brian Greene , Max Tegmark , Alan Guth , Andrei Linde , Michio Kaku , David Deutsch , Leonard Susskind , Alexander Vilenkin , Yasunori Nomura , Raj Pathria , Laura Mersini-Houghton , Neil deGrasse Tyson , Sean Carroll és Stephen Hawking .

A tudósok, akik általában szkeptikusak a multiverzum hipotézissel kapcsolatban: David Gross , Paul Steinhardt , Anna Ijjas, Abraham Loeb , David Spergel , Neil Turok , Viatcheslav Mukhanov , Michael S. Turner , Roger Penrose , George Ellis , Joe Silk , Carlo Rovelli , Adam Frank , Marcelo Gleiser , Jim Baggott és Paul Davies .

Érvek a multiverzális elméletek ellen

2003-ban a New York Times „A multiverse rövid története” című véleménycikkében Paul Davies szerző és kozmológus számos érvet hozott fel azzal kapcsolatban, hogy a multiverzum-elméletek nem tudományosak:

Kezdetben hogyan kell tesztelni a többi univerzum létezését? Az biztos, hogy minden kozmológus elfogadja, hogy a világegyetemnek vannak olyan régiói, amelyek túl vannak a teleszkópjaink elérhetőségén, de valahol a csúszós lejtőn ez és a gondolat között, hogy végtelen számú univerzum létezik, a hitelesség eléri a határt. Ahogy az ember lecsúszik ezen a lejtőn, egyre többet kell hitből elfogadni, és egyre kevesebb nyitott a tudományos ellenőrzésre. A szélsőséges multiverzális magyarázatok tehát a teológiai vitákra emlékeztetnek. Valóban, láthatatlan univerzumok végtelenségére hivatkozva, hogy megmagyarázzuk a látott szokatlan vonásait, ugyanolyan eseti, mint egy láthatatlan Teremtőre hivatkozni. A multiverzum elmélet lehet tudományos nyelvbe öltözve, de lényegében ugyanazt a hitugrást igényli.

-  Paul Davies, The New York Times , "A multiverzum rövid története"

George Ellis , aki 2011 augusztusában írt, kritizálta a multiverzumot, és rámutatott, hogy ez nem hagyományos tudományos elmélet. Elfogadja, hogy a multiverzumról úgy gondolják, hogy messze túl van a kozmológiai horizonton . Hangsúlyozta, elméletileg olyan messze van, hogy nem valószínű, hogy valaha is találnak bizonyítékot. Ellis azt is kifejtette, hogy néhány teoretikus nem hiszi, hogy az empirikus tesztelhetőség és a hamisítás hiánya komoly aggodalomra ad okot, de ellenzi ezt a gondolkodásmódot:

Sok fizikus, akik beszélnek a multiverzum, különösen támogatja a húr táj , nem foglalkozik sokat a párhuzamos univerzumok önmagában . Számukra a multiverzummal, mint fogalommal szembeni kifogások jelentéktelenek. Elméleteik a belső konzisztencia és - remélhetőleg - esetleges laboratóriumi vizsgálatok alapján élnek vagy halnak.

Ellis azt mondja, hogy a tudósok a multiverzum ötletét javasolták a létezés természetének megmagyarázására . Rámutat, hogy végül megválaszolatlanul hagyja ezeket a kérdéseket, mert metafizikai kérdésről van szó, amelyet az empirikus tudomány nem tud megoldani. Azt állítja, hogy a megfigyelési tesztelés a tudomány magját képezi, és nem szabad elhagyni:

Bármennyire is szkeptikus vagyok, úgy gondolom, hogy a multiverzum szemlélése kiváló alkalom arra, hogy elmélkedjünk a tudomány természetéről és a létezés végső természetéről: miért vagyunk itt. elme, bár nem túl nyitott. Kényes út a taposáshoz. Párhuzamos univerzumok létezhetnek vagy nem; az ügy bizonyítatlan. Ezzel a bizonytalansággal együtt kell élnünk. Semmi baj nincs a tudományosan megalapozott filozófiai spekulációkkal, amelyek a multiverzális javaslatok. De meg kell neveznünk, amilyen.

-  George Ellis: "Valóban létezik a multiverzum?" , Scientific American

A valószínűségi szakértők a multiverzum következtetését azonosították az univerzum látszólagos finomhangolásának magyarázataként, mint a fordított szerencsejátékos tévedésének példáját .

Osztályozási sémák

Max Tegmark és Brian Greene osztályozási sémákat dolgoztak ki a multiverzumok és univerzumok különféle elméleti típusaihoz, amelyeket tartalmazhatnak.

Max Tegmark négy szintje

Max Tegmark kozmológus az univerzumok rendszertanát nyújtotta az ismerős megfigyelhető univerzumon túl . A Tegmark osztályozásának négy szintje úgy van elrendezve, hogy a későbbi szintek felfoghatók és kiterjedjenek a korábbi szintekre. Az alábbiakban röviden ismertetjük őket.

I. szint: Világegyetemünk kiterjesztése

A kozmikus infláció előrejelzése egy végtelen ergodikus világegyetem létezése, amely végtelen lévén tartalmaznia kell minden kezdeti feltételt megvalósító Hubble -kötetet.

Ennek megfelelően egy végtelen világegyetem végtelen számú Hubble -kötetet tartalmaz, amelyek mindegyikének ugyanazok a fizikai törvényei és fizikai állandói . Ami az olyan konfigurációkat illeti, mint az anyag eloszlása , szinte mindegyik eltér a Hubble -kötetünktől. Mivel azonban végtelen sok van, messze túl a kozmológiai horizonton , végül lesznek Hubble -kötetek hasonló, sőt azonos konfigurációval. A Tegmark becslése szerint a miénkhez hasonló térfogatnak körülbelül 10 10 115 méterre kell lennie tőlünk.

Tekintettel a végtelen térre, valójában végtelen számú Hubble -kötet lenne a miénk az univerzumban. Ez közvetlenül a kozmológiai elvből következik , amelyben feltételezzük, hogy Hubble -kötetünk nem különleges vagy egyedi.

II. Szint: Univerzumok különböző fizikai állandóval

Az örök infláció elméletében, amely a kozmikus inflációs elmélet egyik változata , a multiverzum vagy a tér egésze nyúlik, és örökké folytatódni fog, de az űr egyes régiói abbahagyják a nyújtást, és külön buborékokat képeznek (például gázzsebek a cipóban) a kelő kenyérből). Az ilyen buborékok az I. embrionális szintű multiverzumok.

A különböző buborékok spontán szimmetriatörést tapasztalhatnak , ami különböző tulajdonságokat eredményez, például különböző fizikai állandókat .

Level II is John Archibald Wheeler 's oszcilláló világegyetem elmélete és Lee Smolin ' s termékeny univerzumok elmélete .

III. Szint: A kvantummechanika értelmezése sok világban

Hugh Everett „s sok-világ értelmezése (MWI) egyike a számos többségi értelmezés a kvantummechanika .

Röviden, a kvantummechanika egyik aspektusa az, hogy bizonyos megfigyeléseket nem lehet előre megjósolni. Ehelyett számos lehetséges megfigyelés létezik, mindegyik különböző valószínűséggel . Az MWI szerint ezek a lehetséges megfigyelések mindegyike más univerzumnak felel meg. Tegyük fel, hogy hatoldalas kockát dobunk, és a dobás eredménye megfelel a megfigyelhető kvantummechanikának . A kocka mind a hat lehetséges esési módja hat különböző univerzumnak felel meg.

Tegmark azzal érvel, hogy a III. Szintű multiverzum nem tartalmaz több lehetőséget a Hubble -kötetben, mint az I. vagy II. Szintű multiverzum. Valójában a III. Szintű multiverzumban ugyanazokkal a fizikai állandókkal „felosztások” által létrehozott különböző „világok” megtalálhatók az I. szintű multiverzum néhány Hubble -kötetében. Tegmark ezt írja: "Az egyetlen különbség az I. és a III. Szint között az, ahol a doppelgängerek laknak. Az I. szinten máshol élnek a régi jó háromdimenziós térben. A III. Szinten egy másik kvantumágon élnek a végtelen dimenziós Hilbert-térben . "

Hasonlóképpen, minden II. Szintű buborékuniverzum, különböző fizikai állandókkal, valójában „világokként” is megtalálható, amelyeket a „felosztások” hoznak létre a spontán szimmetria megtörésének pillanatában a III. Szintű multiverzumban. Szerint Yasunori Nomura , Raphael Bousso és Leonard Susskind , ez azért van, mert a globális téridő megjelenő (örök) felfújása multiverzum egy redundáns fogalom. Ez azt jelenti, hogy az I., II. És III. Szint multiverzumai valójában ugyanazok. Ezt a hipotézist "Multiverzum = Quantum Many Worlds" néven emlegetik. Szerint Yasunori Nomura , ez kvantum multiverzum statikus, és az idő egy egyszerű illúzió.

Egy másik változata a sok-világok ötlet H. Dieter Zeh „s sok-elme értelmezését .

IV. Szint: Végső együttes

A végső matematikai univerzum hipotézis Tegmark saját hipotézise.

Ez a szint minden univerzumot egyformán valóságosnak tekint, amelyet különböző matematikai struktúrák írhatnak le.

Tegmark írja:

Az absztrakt matematika olyan általános, hogy minden minden elmélet (TOE), amely tisztán formális értelemben definiálható (független a homályos emberi terminológiától), szintén matematikai szerkezet. Például egy TOE, amely különböző típusú entitások halmazát tartalmazza (szavakkal, mondjuk) és a köztük lévő kapcsolatokat (további szavakkal jelölve), nem más, mint amit a matematikusok halmazelméleti modellnek neveznek , és általában megtalálható egy formális rendszer hogy ez egy minta.

Azt állítja, hogy ez "azt jelenti, hogy minden elképzelhető párhuzamos univerzum -elmélet leírható a IV. Szinten", és "minden más együttest alárendel, ezért bezárja a multiverzumok hierarchiáját, és nem lehet mondjuk V. szint."

Jürgen Schmidhuber azonban azt mondja, hogy a matematikai struktúrák halmaza még nem is pontosan meghatározott, és csak a konstruktív matematika- vagyis számítógépes programok- által leírható univerzum-ábrázolásokat fogadja el .

Schmidhuber kifejezetten olyan univerzum-ábrázolásokat tartalmaz, amelyeket olyan leállíthatatlan programok írnak le, amelyek kimeneti bitjei véges idő után konvergálnak, bár maga a konvergenciaidő nem állítható meg egy leállító programmal, a leállási probléma eldönthetetlensége miatt . Kifejezetten tárgyalja a gyorsan kiszámítható univerzumok korlátozottabb együttesét is.

Brian Greene kilenc típusa

Brian Greene amerikai elméleti fizikus és húrelméleti szakember kilencféle multiverzumot tárgyalt:

Steppelt
A steppelt multiverzum csak egy végtelen univerzumban működik. Végtelen sok hely esetén minden lehetséges esemény végtelen számú alkalommal fog előfordulni. A fénysebesség azonban megakadályoz bennünket abban, hogy tisztában legyünk ezekkel a más azonos területekkel.
Inflációs
Az inflációs multiverzum különböző zsebekből áll, amelyekben az inflációs mezők összeomlanak és új univerzumokat alkotnak.
Brane
A brane multiverse verzió azt feltételezi, hogy az egész világegyetemünk egy membránon ( brane ) létezik, amely magasabb dimenzióban vagy "tömegesen" lebeg. Ebben a tömegben vannak más membránok is, amelyeknek univerzumaik vannak. Ezek az univerzumok kölcsönhatásba léphetnek egymással, és amikor összeütköznek, az erőszak és a termelt energia több mint elég ahhoz, hogy nagy robbanást idézzen elő . A korpák tömegesen lebegnek vagy sodródnak egymás közelében, és néhány billió évente, gravitáció vagy más, általunk nem értett erő vonzása után ütköznek és ütköznek egymásba. Ez az ismétlődő érintkezés többszörös vagy "ciklikus" nagy durranást eredményez . Ez a hipotézis a húrelmélet alá tartozik, mivel extra térbeli méreteket igényel.
Ciklikus
A ciklikus multiverzum több korpával ütközött össze, ami Big Bangot okozott . Az univerzumok visszapattannak, és átmennek az időn, amíg össze nem húzódnak, és újra összeütköznek, megsemmisítve a régi tartalmakat, és újból létrehozva azokat.
Tájkép
A táj multiverzum a húrelmélet Calabi – Yau tereire támaszkodik . A kvantumingadozások alacsonyabb energiaszintre csökkentik az alakzatokat, és zsebet hoznak létre, amelynek törvényei eltérnek a környező teretől.
Kvantum
A kvantum multiverzum új világegyetemet hoz létre, amikor az események eltérnek, mint a kvantummechanika sok világban való értelmezésében .
Holografikus
A holografikus multiverzum abból az elméletből származik, hogy egy tér felülete kódolhatja a régió térfogatának tartalmát.
Szimulált
A szimulált multiverzum komplex számítógépes rendszereken létezik, amelyek teljes univerzumokat szimulálnak.
Végső
A végső multiverzum minden matematikailag lehetséges univerzumot tartalmaz a fizika különböző törvényei szerint.

Ciklikus elméletek

Számos elméletben sorozatos végtelen, önfenntartó ciklusok vannak (például egy örökké tartó nagy durranás , nagy ropogás és/vagy nagy lefagyás ).

M-elmélet

A húrelmélet és annak magasabb dimenziós kiterjesztése, az M-elmélet némileg másfajta multiverzumot képzel el .

Ezek az elméletek 10 vagy 11 téridő -dimenzió jelenlétét igénylik. Az extra hat vagy hét dimenzió vagy nagyon kis léptékben tömöríthető, vagy univerzumunk egyszerűen egy dinamikus (3+1) dimenziós objektumra, egy D3-brane-ra lokalizálható . Ez megnyitja annak lehetőségét, hogy léteznek más korpák, amelyek támogathatnak más univerzumokat.

Fekete lyuk kozmológia

A fekete lyuk kozmológia olyan kozmológiai modell, amelyben a megfigyelhető világegyetem egy fekete lyuk belseje, amely egy nagyobb világegyetemben található sok univerzum egyikeként létezik. Ide tartozik a fehér lyukak elmélete is , amelyek a téridő ellentétes oldalán vannak .

Antropikus elv

Más univerzumok koncepcióját azért javasolták, hogy megmagyarázzák, hogyan tűnik a saját univerzumunk a tudatos élethez finomhangoltnak , ahogy azt mi tapasztaljuk.

Ha nagyszámú (esetleg végtelen) világegyetem létezne, amelyek mindegyike esetleg eltérő fizikai törvényekkel (vagy különböző alapvető fizikai állandókkal ) rendelkezne, akkor ezek közül az univerzumok közül néhány (még akkor is, ha nagyon kevesen vannak) a megfelelő törvények és alapvető paraméterek kombinációjával rendelkezik az anyag , a csillagászati ​​szerkezetek, az elemi sokféleség, a csillagok és a bolygók fejlődéséhez, amelyek elég hosszú ideig létezhetnek ahhoz, hogy az élet létrejöjjön és fejlődjön.

A gyenge antropikus elvet ezután arra lehet következtetni, hogy mi (mint tudatos lények) csak azon kevés univerzumok egyikében létezünk, amelyek történetesen finomhangoltak voltak, lehetővé téve az élet létezését fejlett tudatossággal. Így annak ellenére, hogy rendkívül kicsi annak a valószínűsége, hogy bármelyik világegyetem rendelkezik az élethez szükséges feltételekkel ( ahogy az életet értjük ), ezek a feltételek nem követelik meg az intelligens tervezést, mint a világegyetemi állapotok magyarázatát, amelyek elősegítik a bennünk való létezést.

Ennek az érvelésnek egy korai formája nyilvánvaló Arthur Schopenhauer 1844 -es "Von der Nichtigkeit und dem Leiden des Lebens" című művében, ahol azt állítja, hogy a mi világunknak a lehető legrosszabbnak kell lennie, mert ha bármilyen szempontból lényegesen rosszabb lenne nem létezhetett tovább.

Occam borotvája

A támogatók és a kritikusok nem értenek egyet az Occam borotva alkalmazásának módjával kapcsolatban . A kritikusok azzal érvelnek, hogy Occam borotvájával ellentétes, ha csaknem végtelen számú megfigyelhetetlen univerzumot posztulálunk, csak hogy megmagyarázzuk saját univerzumunkat. A támogatók azonban azzal érvelnek, hogy Kolmogorov összetettségét tekintve a javasolt multiverzum egyszerűbb, mint egyetlen egyedi világegyetem.

Például a multiverzum támogatója, Max Tegmark azt állítja:

[A] n egy egész együttes gyakran sokkal egyszerűbb, mint egyik tagja. Ezt az elvet formálisabban is meg lehet fogalmazni az algoritmikus információtartalom fogalmával . A számok algoritmikus információtartalma durván szólva a legrövidebb számítógépes program hossza, amely ezt a számot eredményezi. Vegyük például a készlet minden egész . Melyik az egyszerűbb, a teljes halmaz vagy csak egy szám? Naivan gondolva azt gondolhatná, hogy egyetlen szám egyszerűbb, de a teljes készletet meglehetősen triviális számítógépes program generálhatja, míg egyetlen szám rendkívül hosszú lehet. Ezért az egész halmaz valójában egyszerűbb ... (Hasonlóan), a magasabb szintű multiverzumok egyszerűbbek. Ha az univerzumunkból az I. szintű multiverzumba megyünk, akkor nincs szükség a kezdeti feltételek megadására , a II. Szintre történő frissítésre pedig nincs szükség a fizikai állandók megadására , a IV. Szintű multiverzumra pedig egyáltalán nem kell semmit megadni ... Mindenek közös jellemzője négy multiverzum szint, hogy a legegyszerűbb és vitathatatlanul legelegánsabb elmélet alapértelmezés szerint párhuzamos univerzumokat foglal magában. Ezen univerzumok létezésének tagadásához bonyolítani kell az elméletet kísérletileg nem támogatott folyamatok és ad hoc posztulátumok hozzáadásával: véges tér , hullámfüggvény -összeomlás és ontológiai aszimmetria. Ezért ítélőképességünk pazarlóbb és elegánsabb: sok világ vagy sok szó. Talán fokozatosan hozzászokunk kozmoszunk furcsa módjaihoz, és furcsaságait a varázsa részének találjuk.

-  Max Tegmark

Modális realizmus

A lehetséges világok a valószínűség és a hipotetikus állítások magyarázatának egyik módja. Néhány filozófus, például David Lewis , úgy véli, hogy minden lehetséges világ létezik, és ugyanolyan valóságos, mint a világ, amelyben élünk (a modális realizmus néven ismert helyzet ).

Lásd még

További irodalom

Hivatkozások

Lábjegyzetek

Idézetek

További irodalom

Külső linkek