Stephen Hawking:Mester i multiverset

Multiverset udfordrer videnskaben, som vi kender den, og Hawking var ikke tilfreds med det. Men vores rejse til tidens kanter har siden omdannet vores vision om kosmos, og os selv.

Da jeg første gang mødte Stephen Hawking på sit kontor i Cambridge i 1998, havde han blandede følelser om multiverset - tanken om, at vores univers kun er et af mange.

Sammen, vi gik ud på en søgen efter at få en dybere forståelse af det. Vores rejse førte os til big bang og tidens begyndelse, og banede vejen for en helt ny vision om kosmos.

Multiverset er et naturligt, og sandsynligvis endda uundgåeligt, konsekvens af en kvanteverden, der grundlæggende styres af usikkerhed og tilfældigheder. Men eksistensen af ​​et multivers udfordrer videnskaben, som vi kender den, og begrænser, hvad kosmologien har at sige om vores verden.

Nogle har endda hævdet, at multiverse -ideen slet ikke skal betragtes som videnskab, da vi ikke kan hoppe fra et univers til et andet for at teste det. Hawking, stædig, smart, og frem for alt uendeligt lidenskabelig for kosmologi, var uenig i dette.

"Mit mål er enkelt", erklærede han engang. "Det er en fuldstændig forståelse af universet. Hvorfor det eksisterer, og hvorfor det er, som det er. "Således satte vi os for at væve den intuitive idé om multiverset i en streng og testbar ramme for kosmologi.

Vores rejse

Jeg var kommet til Cambridge fra Belgien for at studere teoretisk kosmologi, og Hawking tog mig til som sin kandidatstuderende. Arbejde skulder ved skulder, i dagevis, vi befandt os gradvist på den samme videnskabelige bølgelængde.

Han var en sandhedssøger, med en umættelig passion for ren videnskabelig undersøgelse og en utrolig joie de vivre. Jeg tror, ​​det var det, der holdt ham i gang trods sine fysiske udfordringer. Det var også det, der gjorde det så sjovt at arbejde med ham - man vidste aldrig helt, hvornår fysikken sluttede og festen begyndte.

Stephen og jeg voksede tæt gennem vores intellektuelle forbindelse og fælles opdagelsesglæde. Vi blev sjælevenner i vores mission om at få styr på multiverset.

I de første år af vores samarbejde har Stephen kommunikerede via sin computer ved at trykke på en mus, han holdt i hånden for at rette en markør på skærmen og vælge det ord, han ønskede fra en digital ordbog. På denne måde ville han sammensætte sætninger med en hastighed på et par ord i minuttet.

Da han mistede den styrke i sin hånd, der var nødvendig for at kontrollere musen, Stephen skiftede til at flytte markøren på skærmen ved at aktivere en bevægelsessensor monteret på hans briller med kinden. Og da også dette blev svært, Jeg ville stille mig foran Stephen, klart i sit synsfelt, og undersøge hans sind ved at affyre spørgsmål.

Stefans øjne ville lyse kraftigt op, når mine argumenter gav genklang med hans intuition. Vi ville bygge videre på dette, navigere og udnytte det fælles sprog og den gensidige forståelse, vi havde udviklet gennem årene.

Undersøgelse af universets kanter

Vores søgen efter en dybere forståelse af kosmos 'underliggende arkitektur førte os til de mest ekstreme områder af vores univers på kanten af ​​tiden:I slutningen af ​​tiden dybt inde i sorte huller, og begyndelsen på tiden ved Big Bang.

Hvad sker der ved verdens kanter, når tiden ophører med at være meningsfuld, og Einsteins tyngdekraftsteori bryder sammen?

Er de fysiske forhold ved universets oprindelse forankret inden for naturvidenskabernes område, kodning af den overordnede evolution af universet, der dukker op?

Hvorfor gider universet overhovedet eksistere?

Kvanteteori forudsiger et multivers

Ved vores universs oprindelse, den makroskopiske verden domineret af tyngdekraften og beskrevet af Einsteins fordrejning af rumtid fusionerer med den mikroskopiske verden af ​​partikler, styret af kvanteteori.

For at beskrive, hvad der sker ved Big Bang, disse to meget forskellige perspektiver på verden skal kombineres til en enkelt samlet ramme.

Men kvanteteorien forudsiger sandsynligheder for forskellige resultater. I kvanteteorien om partikler kan dette være sandsynligheder for at finde en partikel et eller andet sted. Anvendt til kosmologi, imidlertid, resultatet er et helt univers!

Så, enhver kvanteteori om Big Bang vil således forudsige en række forskellige universer, hver med sin egen udvikling. Sammen danner disse et multivers, en superposition af mange verdener, findes parallelt.

Hologrammet i begyndelsen af ​​tiden

Med udgangspunkt i nye udviklinger inden for strengteori, Stephen og jeg udviklede en sådan kvantemodel af Big Bang.

Stringteori forudsiger, at vores univers grundlæggende er et hologram, der kun afslører sig selv under de mest ekstreme forhold, som dem ved Big Bang.

Det er lidt abstrakt, men et hologram er en slags ændring af dimension, hvor al information i et rumvolumen projiceres og kodes på en overflade. Vi brugte begrebet holografi, udviklet i strengteori, at projicere tidens dimension i de tidligste udviklingsstadier af vores univers, og at beskrive disse på en helt tidløs måde.

Derved undgår vores teori nedbrydningen af ​​Einsteins relativitetsteori ved Big Bang, fordi vi mister enhver forestilling om tid på vej mod det.

I kontrol over multiverset

Kort før hans bortgang følte jeg, at Stephen stærkt følte, at holografi gav os grebet om det multivers, han altid havde ledt efter.

Vi er bestemt ikke ude på et unikt univers, men vores beskrivelse af Big Bang som et hologram indebærer en betydelig reduktion af multiverset, ned til et ensemble af universer, der udvikler sig på en måde, der ligner vores.

Med karakteristisk og uformild entusiasme, Stephen erklærede, at vi endelig havde kontrol over multiverset - og han kunne godt lide at have kontrol.

Måske er vi det. Men meget mere forskning er nødvendig for at afkode hologrammet i begyndelsen af ​​tiden for fuldt ud at forstå det nye syn på universet, som det skjuler.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra ScienceNordic, den pålidelige kilde til engelsksprogede videnskabsnyheder fra de nordiske lande. Læs den originale historie her.