10 grunde til, at multiverset er en reel mulighed

I 1954, en 27-årig kandidatstuderende ved Princeton University ved navn Hugh Everett III drak sherry sammen med nogle venner og skød tyren om fysik. Under samtalen, Everett fik en vild idé om, hvordan man løser et af de mest djævelige problemer inden for kvantemekanik, som ser på, hvordan virkeligheden fungerer på det mikroskopiske niveau. I kvanteteorien, en elementarpartikel, såsom en elektron, findes ikke i en enkelt tilstand, men snarere i en superposition - det er, en mangfoldighed af steder, hastigheder, og orienteringer. Men i det makroskopiske (synlige med det blotte øje) niveau af ting, som vi kan observere og opleve, objekter synes at eksistere i bare en tilstand ad gangen [kilde:Byrne]. Hvordan skyldes vores verden alle disse muligheder?

Everett, en kreativ tænker, hvis der nogensinde var en, fik en brainstorm, der på én gang var både genial og bizar. Her er en meget forenklet version:I stedet for en enkelt virkelighed, hvor alt eksisterede i kun en af ​​sine mange mulige stater, Everett forestillede sig et multivers, fuld af forskellige riger, hvor alle de muligheder, dikteret af kvantemekanik kunne eksistere på én gang [kilde:Byrne].

Everetts idé, som blev genstand for hans doktorafhandling fra 1957, var så offbeat, at han havde svært ved at få det offentliggjort i et videnskabeligt tidsskrift - en oplevelse, der efter sigende lod ham så utilfreds, han stoppede helt med teoretisk fysik og tog et forskningsjob i Pentagon [kilde:Hooper].

Men i de følgende årtier, Everetts forestilling om et multivers har gradvist opnået troværdighed blandt fysikere. I øvrigt, det har indesluttet sig i populærkulturen som et hyppigt tema i science fiction, og blive fascineret af masser af almindelige mennesker, der ikke ved eller bekymrer sig om kvanteteoriens nuancer og paradokser. Trods alt, det er forbløffende at forestille sig, at ethvert valg, vi træffer i livet-fra den person, vi gifter os med, hvor vi bor, hvilken farve vi farver vores hår, hvad vi spiser til frokost - skaber et separat univers, hvor en anden version af os selv gjorde noget anderledes [kilde:Hooper].

Så lever vi i et multivers? Vi kan ikke sige med sikkerhed, men her er 10 grunde til, at det er en mulighed, vi skal tage alvorligt.

1. Ingen grund til at bekymre sig om Schrödingers kat
2. Det er en måde for virkeligheden at være uendelig
3. Det forklarer, hvordan universet begynder og ender
4. Observationsbeviser tyder på, at et multivers kan eksistere
5. Universet er for stort til at udelukke, at parallelle virkeligheder ikke eksisterer
6. Hvis du er ateist, et multivers giver mere mening
7. Tidsrejsende kan ikke ødelægge historien
8. Vi kan være en simulering for en avanceret civilisation
9. Folk har forestillet sig multiverser siden tidlige tider
10. Det passer til vores mønster af viden om universet

10:Du behøver ikke bekymre dig om Schrödingers kat

Inden Everett og hans koncept om multiverser kom, fysikere sad fast i en bedeviling bind. De var nødt til at bruge et sæt regler for den subatomære verden, som kvantemekanikken fokuserer på, og et andet regelsæt for de store, hverdag, som vi kan se og opleve. Kompleksiteten ved dette ændring i skala tvang dem til at vride deres hjerner til nogle mærkelige former.

For eksempel, i kvantemekanik, partikler har ikke faste egenskaber, når ingen ser på dem. I stedet, deres natur beskrives af noget, der kaldes en bølgefunktion, som indeholder alle de forskellige mulige egenskaber, som en partikel kunne have. Men i et enkelt univers, alle disse muligheder kan ikke eksistere på én gang, så når du ser på en partikel, den bosætter sig i en enkelt stat. Den idé illustreres metaforisk af det berømte Schrödingers katparadoks - det vil sige hvis der er en kat i en kasse, det er både levende og død på samme tid, indtil du åbner boksen for at kontrollere. Din handling tvinger katten til enten at blive en varm, åndepus eller slagtekrop.

Men i et multivers, du behøver ikke bekymre dig om, at du kommer til at dræbe katten med din nysgerrighed. I stedet, når du åbner kassen, virkeligheden deler sig i to versioner. Jo da, der er et område, hvor du tænker, "Ewww!" mens du ser på en død kat. Men der er en anden version af begivenheden, hvor du måske ridser i ørerne, mens den purrer [kilde:Merali].

9:Det er en måde for virkeligheden at være uendelig

I et interview fra 2011, Columbia University fysiker Brian Greene - af bogen "The Hidden Reality:Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos, " - forklarede, at vi ikke rigtig er sikre på, hvor stort universet er. Det kan virkelig være, virkelig stor, men endelig. Ellers, når du rejser væk fra Jorden i enhver retning, rummet kunne bare strække sig for evigt, hvilket sandsynligvis er den måde, som de fleste af os forestiller os det.

Men hvis rummet er uendeligt, det betyder, at det skal være et multivers med uendelige parallelle virkeligheder, ifølge Greene. Her er begrundelsen:Tænk på universet, og alt det i det, som ækvivalent med et kortspil. Ligesom der kun er 52 kort i en bunke, der er kun så mange forskellige former for stof. Hvis du blander det dæk nok gange, til sidst, rækkefølgen af ​​de kort, du handler, skal gentage sig selv. Tilsvarende i et uendeligt univers, sagen skulle til sidst gentage sig selv, og indrette sig i lignende mønstre. Et multivers, med et endeløst antal parallelle riger, der indeholder lignende, men lidt forskellige versioner af alt, giver en pæn, let måde at imødekomme behovet for gentagelse [kilde:Greene].

8:Det forklarer, hvordan universet begynder og slutter

Der er noget ved at være menneske - måske vores hjernes tendens til mønsterdannelse - der får os til at kende begyndelsen og slutningen på hver historie. Det inkluderer historien om selve universet. Men hvis Big Bang var starten på universet, hvordan blev det udløst, og hvad fandtes før det? Vil universet en dag ende, og hvad vil der ske efter det? Spørgende sind vil gerne vide det.

Et multivers kunne give en forklaring på alle disse ting. Nogle fysikere har antaget, at de uendelige områder i multiverset er noget, der kaldes braneworlds . Disse klidverdener findes i mange forskellige dimensioner, men vi kan ikke opdage dem, fordi vi kun kan opfatte de tre dimensioner af rummet, plus tidens fjerde dimension, i vores egen klidverden.

Nogle fysikere mener, at disse klidverdener er plader, samlet som skiver brød inde i en plastikpose. Det meste af tiden, de forbliver adskilte og uden for rækkevidde. Men af ​​og til, branverdenen støder ind i hinanden. Hypotetisk, disse kollisioner er katastrofalt nok til at forårsage gentagne Big Bangs - hvilket gør det muligt for parallelle universer at genstarte sig selv, igen og igen [kilde:Moskowitz].

7:Observationsbeviser tyder på, at et multivers kan eksistere

Det Europæiske Rumagenturs Planck -orbitalobservatorium indsamler data om den kosmiske mikrobølgebaggrund, eller CMB - baggrundsstråling, der stadig dvæler fra en tidlig, varm fase af universets eksistens.

Men den forskning har også givet, hvad der kunne være tegn på et multivers. I 2010, et hold forskere fra Storbritannien, Canada og USA opdagede fire ulige, tilsyneladende usandsynlige cirkulære mønstre i CMB. De antog, at mærkerne hovedsageligt var blå mærker, som vores univers fik fra at støde ind i andre universer [kilde:Zyga].

I 2015, ESA-forsker Rang-Ram Chary gjorde en lignende opdagelse. Chary tog en model af CMB ud af observatoriets billede af himlen, og fjernede derefter alt det andet, vi ved om - stjerner, gas, interstellært støv, du navngiver det. På det tidspunkt, himlen skulle have været temmelig tom, bortset fra lidt baggrundsstøj.

Men det var det ikke. I stedet, i et bestemt frekvensområde Chary kunne opdage spredte pletter på kortet over kosmos, områder, der var omkring 4, 500 gange lysere end de skulle have været. Forskeren kom med en anden mulig forklaring:Plasterne er aftryk fra en kollision mellem vores univers og et parallelt.

Som Chary fortalte EarthSky.org, medmindre nogen finder på en anden måde at forklare patches på, "man må konkludere, at naturen trods alt kan spille terninger, og vi er bare et tilfældigt univers blandt en lang række andre "[kilder:Byrd, Sokol].

6:Universet er for stort til at udelukke, at parallelle virkeligheder ikke eksisterer

Der er en mulighed for, at der eksisterer et multivers, selvom vi ikke har set nogen af ​​de parallelle virkeligheder, fordi vi ikke kan bevise det gør ikke eksisterer.

Vi ved, at det lyder som et praktisk retorisk trick, men tænk på det på denne måde:Selv i vores verden, vi har opdaget mange ting, som vi tidligere ikke vidste eksisterede, og vi har haft begivenheder - den globale økonomiske sammenbrud i 2008 er et godt eksempel - som ingen nogensinde havde troet var mulige. Der er endda et navn til sidstnævnte:sorte svanehændelser, opkaldt efter filosofen David Humes observation, at folk ville antage, at alle svaner var hvide, indtil de så en sort [kilde:Taleb].

Universets skala er den faktor, der gør muligheden for et multivers endnu mere troværdigt. Vi ved, at universet virkelig er, virkelig stor, og muligvis endda uendelig i størrelse. Det betyder, at vi muligvis ikke er i stand til at opdage alt, hvad der findes i universet. Da forskere har fastslået, at universet er cirka 13,8 milliarder år gammelt, det betyder, at vi kun kan registrere lys, der har været i stand til at nå os på den tid. Hvis en parallel virkelighed simpelthen var længere væk end 13,8 milliarder lysår, der ville ikke være nogen måde for os at vide, at det var derude, selvom det fandtes i dimensioner, som vi var i stand til at opfatte [kilde:Ball].

5:Hvis du er ateist, et multivers giver mere mening

Som fysikeren ved Stanford University Andrei Linde forklarede i et interview fra 2008, hvis den fysiske verden drives af endda lidt andre regler, livet ville ikke kunne eksistere. Hvis protoner bare var 0,2 procent mere massive, end de rent faktisk er, for eksempel, de ville være så ustabile, at de ville bryde op i enklere partikler, og atomer ville ikke være mulige. Og hvis tyngdekraften bare var lidt mere kraftfuld, resultatet ville være sørgeligt. Stjerner som vores sol ville blive komprimeret tæt nok til, at de ville brænde gennem deres brændstof om et par millioner år, længe før livet på en planet som Jorden havde en chance for at udvikle sig. Dette er kendt som "finjusteringsproblemet".

Nogle ser den præcise balancegang som et bevis på den bevidste hånd på et øverste væsen, der skabte alt, hvilket ville sætte ateister i en alvorlig binde. Men muligheden for et multivers, hvor dette simpelthen kan være det særlige område, hvor alle disse livgivende faktorer er til stede, giver dem et ud.

Som Linde udtrykte det i et interview med magasinet Discover:"For mig er virkeligheden i mange universer en logisk mulighed. Du kan sige, 'Måske er dette en mystisk tilfældighed. Måske skabte Gud universet til vores fordel. ' Godt, Jeg ved ikke om Gud, men selve universet kan reproducere sig selv for evigt i alle dets mulige manifestationer "[kilde:Folger].

4:Tidsrejsende kan ikke ødelægge historien

Den vedvarende popularitet af filmtrilogien "Tilbage til fremtiden" (BTTF) har gjort mange af os fascinerede af tanken om tidsrejser. Siden filmene udkom, ak, ingen har faktisk udviklet en skraldedrevet DeLorean, der er i stand til at zoome frem og tilbage mellem årtier eller århundreder. Ikke desto mindre, nogle forskere mener, at tidsrejser i det mindste er teoretisk muligt [kilde:Russon].

Forudsat at dette kunne ske, vi kunne løbe den samme fare, som BTTF -hovedpersonen Marty McFly stødte på - risikoen for utilsigtet at gøre noget for at ændre en tidligere begivenhed, hvilket igen udløser en række begivenheder for at ændre historiens forløb. I den første BTTF, som du måske husker, McFly, ved et uheld forhindrede en begivenhed, der førte til, at hans forældre datede og blev forelskede, som truede med at slette ham fra familiens øjebliksbilleder. Det nødvendiggjorde meget planlægning og McFlys del for at sikre, at de faktisk kom sammen og formede sig.

Men som Gizmodo -forfatteren George Dvorsky bemærkede i en artikel fra 2015, eksistensen af ​​et multivers ville gøre alle disse manøvrer unødvendige. "Tilstedeværelsen af ​​alternative verdener betyder, at der ikke er en enkelt tidslinje til at skrue op, "skrev han. I stedet for hvis en person gik tilbage i tiden og ændrede ting, han havde ganske enkelt affødt et helt nyt sæt parallelle universer.

3:Vi kan være en simulering for en avanceret civilisation

Alt dette om parallelle universer, som vi hidtil har talt om, er temmelig forbløffende, men her er en idé, der er endnu fremmed.

I 2003, filosof Nick Bostrom, direktør for Future of Humanity Institute ved University of Oxford, rejste spørgsmålet om, hvad vi tænker på som virkelighed - det vil sige vores særlige parallelle univers - er simpelthen en digital simulering af et andet univers. I Bostroms opfattelse, det ville tage 10 til 36. effektberegninger at skabe en naturtro, detaljeret kopi af hele menneskets historie.

En virkelig avanceret fremmed civilisation - vi taler væsener, hvis teknologiske raffinement ville få os til at ligne paleolitiske flintskærere - tænkeligt nok kunne have nok computerkraft til at trække den ud. Faktisk, simulering af ethvert menneske, der nogensinde har levet, vil måske ikke engang sluge så meget af deres elektroniske ressourcer, så der kan eksistere flere computergenererede væsener end virkelige [kilde:Choi og Kestin].

Og det kan betyde, at vi lever i en egentlig version af den digitale verden i "The Matrix" -filmene.

Men vent, det bliver endnu mærkeligere. Hvad hvis civilisationen, der simulerer os, i sig selv er en simulering?

2:Folk har forestillet sig multiverser siden tidlige tider

Dette er ikke et hårdt bevis, selvfølgelig. Men det er spændende at huske det gamle ordsprog, forskelligt tilskrives Picasso eller undertiden forfatteren Susan Sontag, at hvis du kan forestille dig noget, den skal eksistere.

Og det kan der være noget om. Trods alt, længe før Hugh Everett nippede til sin sherry, mange mennesker i historien forestillede sig forskellige versioner af et multivers.

Gamle indiske religiøse tekster, for eksempel, er fyldt med beskrivelser af flere parallelle universer [kilde:sanskriti]. Og i hendes bog "Worlds Without End:The Many Lives of the Universe, "Religionsprofessor ved Wesleyan University Mary-Jane Rubenstein bemærker, at de gamle grækere havde Atomist-filosofiskolen, der fastslog, at der var et uendeligt antal verdener spredt gennem et tilsvarende uendeligt tomrum.

I middelalderen, ideen om flere universer gav også genklang. I 1277, for eksempel, biskoppen i Paris hævdede endda, at den græske filosof Aristoteles havde taget fejl af at sige, at der kun var en mulig verden, fordi det satte spørgsmålstegn ved en almægtig Guds magt til at skabe parallelle. Ideen blev genoplivet igen i 1600'erne af Gottfried Wilhelm Leibniz, en af ​​lederne af den videnskabelige revolution, der argumenterede for, at der var mange mulige verdener, hver med forskellig fysik [kilde:Wilkinson].

1:Det passer til vores mønster af viden om universet

Bizart som forestillingen om et multivers kan synes, på en måde passer det faktisk til udviklingen gennem moderne historie om, hvordan mennesker ser på sig selv og universet.

Som fysikere Alexander Vilenkin og Max Tegmark bemærkede i et videnskabeligt amerikansk essay fra 2011, mennesker i den vestlige civilisation har successivt været mere ydmyge, da de har opdaget virkelighedens natur. De begyndte at tro, at jorden var centrum for alt. Vi lærte, at det ikke var sandt, og at selv vores solsystem bare var en ikke særlig vigtig del af Mælkevejen.

Multiverset ville tage dette mønster til sin logiske ekstreme. Hvis der findes multiverser, det betyder, at vi slet ikke er specielle, fordi der er uendelige versioner af hver af os.

Men nogle tror, ​​at vi lige er i begyndelsen af ​​en hjerneudvidende rejse. Som Stanford University teoretiske fysiker Leonard Susskind har skrevet, det kan være, at et par århundreder fra nu, filosoffer og forskere vil se tilbage på vores tid som "en guldalder, hvor den snævre, provinsielt 20. århundredes begreb om universet gav plads til et større, bedre [multiverse] ... af åndssvage proportioner "[kilde:Vilenkin og Tegmark].

Masser mere information

Forfatterens note:10 grunde til, at multiverset er en reel mulighed

Jeg har længe været fascineret af ideen om parallelle universer, lige siden jeg læste Lester Del Rays roman fra 1966 "The Infinite Worlds of Maybe, "om en opfinder, der skaber en enhed, der er i stand til at transportere mennesker mellem alternative versioner af virkeligheden - f.eks. et univers, hvor Columbus aldrig havde opdaget den nye verden, eller en, hvor Syd vandt borgerkrigen. Siden da, ideen om multiverser har vist sig i mange andre skønlitterære værker. En af mine favoritter er Jack Womacks roman fra 1993 "Elvissey, "som forestiller sig en anden virkelighed, hvor hovedpersonerne vove sig ind i et alternativt univers og vende tilbage med sin opsigtsvækkende anderledes version af Elvis Presley.

relaterede artikler

• Findes der virkelig parallelle universer?
• Hvad hvis Amerika havde mistet revolutionen?
• Hvad er kvantemærkelighed?
• Sådan fungerer Quantum Suicide
• Hvad er multiverset?

Flere store links

• Naturartikel "Quantum Physics:What is Really Real?"
• Hugh Everett III -manuskriptarkiv, University of California-Irvine
• Oxford University Many Worlds 50th Anniversary Conference
• TED Talk af Chris Anderson, "Hvor mange universer er der?"

Kilder

• Bold, Philip. "Hvorfor kan der være mange andre universer end vores egne." BBC. 21. marts 2016. (3. juni, 2016) http://bbc.in/1UjBG5j
• Billings, Lee. "Tidsrejsesimulering løser bedstefarparadokset." Videnskabelig amerikansk. 2. september, 2014. (5. juni, 2016) http://bit.ly/211BkF2
• Byrd, Deborah. "Stødte op mod et parallelt univers." December 2015. (5. juni, 2016) http://bit.ly/1taPol1
• Byrne, Peter. "De mange verdener af Hugh Everett." Videnskabelig amerikansk. 21. oktober kl. 2008. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1UjEoYk
• Choi, Charles og Kestin, Greg. "Video:Lever vi i et multivers?" NOVA. 24. september kl. 2014. (3. juni, 2016) http://to.pbs.org/1UjB1k7
• Dickerson, Kelly. "Hvis der findes parallelle universer, Sådan kan vi faktisk finde beviserne. "Business Insider. 2. april, 2015. (3. juni, 2016) http://read.bi/1UjD3kd
• Dvorsky, George. "De 9 underligste konsekvenser af de mange verdens fortolkning." Io9. 23. marts 2015. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1UjB13D
• Folger, Tim. "Videnskabens alternativ til en intelligent skaber:The Multiverse Theory." Opdagelse. 10. november kl. 2008. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1UjCd72
• Greene, Brian. "En fysiker forklarer, hvorfor parallelle univers kan eksistere." Frisk luft. 24. januar, 2011. (3. juni, 2016) http://n.pr/1UjCeYR
• Hooper, Rowan. "Hugh Everett:Manden, der gav os multiverset." Ny forsker. 24. september kl. 2014. (4. juni, 2016) https://www.newscientist.com/article/dn26261-hugh-everett-the-man-who-gave-us-the-multiverse/
• Læk, Jonathan. "Kosmisk kort afslører første tegn på andre universer." Sunday Times. 19. maj kl. 2013. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1UjC4R4
• Merali, Zeeya. "Parallelle universer giver kvantesans." Ny forsker. 19. september, 2007. (4. juni, 2016) https://www.newscientist.com/article/mg19526223-700-parallel-universes-make-quantum-sense/
• Moscowitz, Clara. "5 grunde til, at vi kan leve i et multivers." Space.com. 7. december kl. 2012. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1UjC5EN
• NOVA. "The Many Worlds Theory Today." NOVA. 21. oktober kl. 2008. (3. juni, 2016) http://to.pbs.org/1UjEIWY
• Ouellette, Jennifer. "Multiverse -kollisioner kan ødelægge himlen." Quanta Magazine. 10. november kl. 2014. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1UjBIdp
• Rubenstein, Mary Jane. "Verdener uden ende:Multiversets mange liv." Columbia University Press. 2014. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1sH6DKu
• Russon, Mary-Ann. "Tilbage til fremtidens dag 2015:Er tidsrejser faktisk mulige?" International Business Times UK. 20. oktober kl. 2015. (5. juni, 2016) http://www.ibtimes.co.uk/back-future-day-2015-time-travel-actually-possible-1524754
• Sokol, Joshua. "Mysteriets lyspunkter kan være første glimt af et andet univers." Ny forsker. 28. oktober kl. 2015. (5. juni, 2016) http://bit.ly/1taQ0at
• Takeb, Nassim Nicholas. "Narret af tilfældighed:Chanceens skjulte rolle i livet og på markederne." Tilfældigt hus. 2004. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1taMe0G
• Vilenkin, Alexander og Tegmark, Maks. "Sagen om parallelle universer." Videnskabelig amerikansk. 19. juli 2011. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1UjzY3I
• Wilkinson, Tim. "Multiverse -gåde." Filosofi nu. 2012. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1UjAA9G
• Wolchover, Natalie. "Nye fysikkomplikationer giver støtte til multivers hypotese." Videnskabelig amerikansk. 1. juni kl. 2013. (3. juni, 2016) http://bit.ly/1UjBjro
• Zyga, Lisa. "Fysikere beregner antallet af parallelle universer." PhysOrg. 16. oktober kl. 2009. (3. juni, kl. 2016) http://bit.ly/1UjDQSk
• Zyga, Lisa. "Forskere finder det første bevis på, at der findes mange universer." PhysOrg. 10. december kl. 2010. (3. juni, kl. 2016) http://bit.ly/1UjBbYW