Mūsų visata nėra vienintelė? Pateikiami pirmieji įrodymai apie multivisatos egzistavimą ir beprotiškos jos teorijos (Foto, Video)

1964 m. fizikai Arno Penzias ir Robertas Wilsonas dirbo „Bell Labs“ Holmdelyje (Naujasis Džersis), kurdami itin jautrius mikrobangų imtuvus radijo astronomijos stebėjimams.

Nesvarbu, ką jiedu bedarė, jie niekaip negalėjo izoliuoti imtuvų nuo foninio radijo triukšmo, kuris, mįslingai atrodė, sklido iš visų pusių. Penziasas susisiekė su Prinstono universiteto fiziku Robertu Dicke, kuris pasiūlė, kad radijo triukšmas gali būti kosminė mikrobangų foninė spinduliuotė (CMB), kuri yra pirminė mikrobangų spinduliuotė, užpildanti visatą.

Ir tai yra CMB atradimo istorija. Už atradimą Penziasas ir Wilsonas 1978 m. gavo Nobelio fizikos premiją ir ne veltui. Jų darbas mus įvedė į naują kosmologijos amžių, leidžiantį mokslininkams tyrinėti ir suprasti mūsų visatą kaip niekad anksčiau.

Tačiau šis atradimas taip pat padarė vieną nuostabiausių atradimų per pastarąją istoriją: unikalūs CMB bruožai gali būti pirmasis tiesioginis įrodymas apie multivisatas – begalę pasaulių ir svetimų civilizacijų, egzistuojančių už mums žinomos visatos ribų.

Tačiau norint tinkamai suprasti šį nepaprastą teiginį, pirmiausia reikia grįžti į erdvės ir laiko pradžią.

Visatos istorija

Pagal plačiai pripažintą mūsų visatos atsiradimo teoriją, pirmuosius kelis šimtus tūkstančių metų po Didžiojo sprogimo mūsų visata buvo užpildyta itin karšta plazma, susidedančia iš branduolių, elektronų ir fotonų, kurie skleidė šviesą.

Maždaug 380 000 metų po Didžiojo sprogimo, besiplečiant mūsų visatai, ji atvėso žemiau 3000 K temperatūros, o tai leido elektronams susijungti su branduoliais, kad susidarytų neutralūs atomai, o laisvųjų elektronų absorbcija leido šviesai apšviesti tamsą.

Penziaso ir Wilsono aptikta kosminė mikrobangų foninė spinduliuotė (anksčiau minėta CMB) padėjo išvystyti Didžiojo sprogimo kosmologijos teoriją.

Praėjus dar keliems milijardams metų, besitęsiantis plėtimasis mūsų visatą atvėsino iki maždaug 2,7 K temperatūros, tačiau ta temperatūra nėra vienoda. Temperatūros skirtumai kyla dėl to, kad materija nevienodai pasiskirsto visatoje. Manoma, kad tai lemia nedideli kvantinio tankio svyravimai, įvykę iškart po Didžiojo sprogimo.

Viena vieta, ypač matoma iš pietinio pusrutulio Eridano žvaigždyne, yra ypač šalta, maždaug 0,00015 laipsnių šaltesnė nei jo apylinkės. Iš pradžių mokslininkai manė, kad „šaltąja dėme“ („Cold Spot“) praminta zona, yra supervoidas – sritis, kurioje yra daug mažiau galaktikų nei įprastai.

Galiausiai, 2017 m. Jungtinės Karalystės Durhamo universiteto ekstragalaktinės astronomijos centro mokslininkai paskelbė tyrimus, kurie, jų teigimu, rodo, kad vis dėlto „šaltoji dėmė“ nėra supervoidas.

O kas tai? Tai gali būti svetimų visatų įrodymas.

Durhamo profesorius Tomas Shanksas pasiūlė „egzotiškesnį“ „šaltosios dėmės“ paaiškinimą. Savo darbe Shanksas teigė, kad „šaltąją dėmę“ „sukėlė mūsų visatos ir kitos burbulinės visatos susidūrimas ... „Šaltąją dėmę“ galima laikyti pirmuoju įrodymu apie multivisatą – milijardai kitų visatų gali egzistuoti kaip mūsų pačių visata".

Anksčiau fizikai, tarp jų Anthony Aguirre'as, Mattas Johnsonas ir Mattas Klebanas, atkreipė dėmesį, kad susidūrus mūsų burbulo visatai ir kitam burbului multivisatoje, iš tikrųjų susidarys kosminės foninės spinduliuotės atspaudas. Be to, jie pažymėjo, kad ji atrodys kaip apvali dėmė, turinti didesnį arba mažesnį radiacijos intensyvumo lygį.

Atrodo, kad Shankso teorija galėtų būt teisinga, tačiau ar ši savybė tikrai gali būti begalybės multivisatų įrodymas?

Multivisatos dėsniai

Šiandien yra trys pagrindinės teorijos, paaiškinančios, kaip gali veikti multivisata: Kopenhagos interpretacija, „daugybė pasaulių“ arba „bangų funkcijos atšakų“ interpretacija ir stygų teorijos „lygiagrečios branos“.

Šį kartą stygų teoriją paliksime šone ir sutelksime dėmesį į kitus du paaiškinimus.

Visų galimų būsenų, kuriose objektas gali egzistuoti, suma vadinama nuoseklia objekto superpozicija (coherent superposition), ir ją sudaro tai, kas vadinama objekto „bangos funkcija“.

Kvantinei mechanikai reikalinga sklandi, visiškai deterministinė bangų funkcija – matematinė išraiška, kuri perduoda informaciją apie dalelę daugybės galimybių forma dėl jos vietos ir charakteristikų. Tam taip pat reikia kažko, kas realizuotų vieną iš tų galimybių ir pašalintų visas kitas.

Apie tai, kaip tai vyksta, nuomonės skiriasi, tačiau dažniausiai pasitaikančioje teorijoje, vadinamoje Kopenhagos interpretacija, tai įvyksta stebint bangos funkciją arba bangos funkcijai susiduriant su kokia nors „klasikinio“ pasaulio dalimi. Tai sukelia tikimybės arba bangos funkcijos „subyrėjimą“ ir priverčia dalelę pereiti į vieną konkrečią būseną.

Kopenhagos interpretaciją 1920 m. parengė fizikai Nielsas Bohras ir Walteris Heisenbergas, kurie teigė, kad dalelė neturi materialios egzistencijos, kol ji nėra matuojama (stebima).

1935 m. Austrijos ir Airijos fizikas Erwinas Schrödingeris su savo garsiuoju minties eksperimentu, žinomu kaip „Schrödingerio katė“, suformulavo Kopenhagos interpretacijos problemą.

Šio teorinio eksperimento metu katė dedama į sandarią dėžę kartu su trupučiu radioaktyvios medžiagos ir Geigerio skaitikliu. Jei Geigerio skaitiklis nustato radioaktyvios medžiagos skilimą, tai sukelia nuodingų dujų išsiskyrimą, kuris užmuša katę.

Kol dėžutė yra užplombuota, katė yra superpozicijoje: gyva, ir mirusi tuo pačiu metu. Tik atidarius dėžę, katė yra priversta pereiti į vieną ar kitą būseną. Schrödingeris pabrėžė, kad tai buvo juokinga ir, kad kvantinė superpozicija negalėjo veikti su dideliais daiktais, tokiais kaip katės, nes neįmanoma, kad organizmas būtų vienu metu gyvas ir miręs. Taigi jis samprotavo, kad Kopenhagos interpretacija turi būti iš esmės klaidinga.

Tęsinys kitame puslapyje: