Prvi dokaz o multiverzumu: Najvažniji pokazatelj "Hladna tačka" FOTO/VIDEO

Astronomi su otkrili misterioznu "hladnu tačku" u kosmičkoj mikrotalasnoj pozadini - zračenje preostalo od Velikog praska!

Ovaj region ima prečnik od 1,8 milijardi svetlosnih godina i hladniji je od okolnog prostora, ali niko ne zna zašto! Pojavila se zapanjujuća teorija da bi to mogao da bude ožiljak .koji je ostao od sudara sa drugim univerzumom!

No, da krenemo redom. 

Godine 1964. naučnici Arno Penzias i Robert Vilson su radili u Bell Labs u Holmdelu u Nju Džersiju, postavljajući ultra-osetljive mikrotalasne prijemnike za posmatranja radio astronomije.

• Očekuje se kataklizma: Naučnici predvideli kraj univerzuma?
• Kina lansirala novi satelit: Istražuje najudaljenije krajeve univerzuma
• Nova morbidna teorija koja objašnjava zašto vanzemaljci nisu stupili u kontakt sa nama
• Naučnici traže misteriozne čestice duhova

Bez obzira šta su njih dvojica uradili, nisu mogli da oslobode prijemnike pozadinske radio buke koja je, začuđujuće, izgledala kao da dolazi iz svih pravaca odjednom. Penzias je kontaktirao fizičara sa Univerziteta Prinston Roberta Dikea koji je sugerisao da bi radio šum mogao biti kosmičko mikrotalasno pozadinsko zračenje (CMB), što je primordijalno mikrotalasno zračenje koje ispunjava univerzum.

I to je priča o otkriću CMB-a. Jednostavno i elegantno.

Za svoje otkriće, Penzias i Vilson su 1978. dobili Nobelovu nagradu za fiziku, i to sa dobrim razlogom. Njihov rad nas je uveo u novo doba kosmologije, omogućavajući naučnicima da proučavaju i razumeju naš univerzum kao nikada ranije.

Ipak, ovo otkriće je takođe dovelo do jednog od najiznenađujućih otkrića u novijoj istoriji: Jedinstvene karakteristike u CMB-u mogle bi biti prvi direktni dokazi o multiverzumu – o beskonačnosti svetova i vanzemaljskih naroda koji postoje izvan poznatog univerzuma.

Međutim, da bismo pravilno razumeli ovu izuzetnu tvrdnju, neophodno je prvo da se vratimo na početak prostora i vremena.

Istorija univerzuma

Prema široko prihvaćenoj teoriji o poreklu našeg univerzuma, prvih nekoliko stotina hiljada godina nakon Velikog praska, naš univerzum je bio ispunjen žestoko vrućom plazmom koja se sastojala od jezgara, elektrona i fotona, koji su raspršivali svetlost.

Do oko 380.000 godina starosti, kontinuirano širenje našeg univerzuma dovelo je do njegovog hlađenja na ispod 3000 stepeni K, što je omogućilo elektronima da se kombinuju sa jezgrima i formiraju neutralne atome, a apsorpcija slobodnih elektrona omogućila je svetlosti da osvetli tamu.

Dokaz za to, u vidu zračenja kosmičke mikrotalasne pozadine (prethodno pomenutog CMB), je ono što su otkrili Penzias i Vilson, i to je pomoglo u uspostavljanju kosmološke teorije Velikog praska.

Tokom eona, kontinuirano širenje ohladilo je naš univerzum na temperaturu od samo oko 2,7 K, ali ta temperatura nije ujednačena. Razlike u temperaturi proizilaze iz činjenice da materija nije ravnomerno raspoređena po univerzumu. Smatra se da je ovo uzrokovano malim fluktuacijama kvantne gustine koje su se dogodile odmah nakon Velikog praska.

Jedno mesto, posebno, posmatrano sa južne hemisfere u sazvežđu Eridan, je posebno hladno, oko 0,00015 stepeni hladnije od okoline. Nazvana „hladna tačka“, naučnici su prvobitno mislili da je to „supervoid“, oblast koja sadrži mnogo manje galaksija nego inače.

Zatim, 2017. godine, istraživači iz britanskog Centra za ekstragalaktičku astronomiju Univerziteta u Daramu objavili su istraživanje za koje kažu da sugeriše da hladna tačka ipak nije superpraznina.

Umesto toga? To može biti dokaz vanzemaljskih univerzuma.

Profesor iz Darama Tom Šenks predložio je ono što je opisao kao "egzotičnije" objašnjenje za hladnu tačku. U svom radu, Shanks je tvrdio da je hladna tačka "prouzrokovana sudarom između našeg univerzuma i drugog univerzuma mehurića... Hladna tačka bi se mogla uzeti kao prvi dokaz za multiverzum – i milijarde drugih univerzuma mogu postojati poput našeg".

Ranije su fizičari, uključujući Entonija Agirea, Meta Džonsona i Meta Klebana, istakli da bi sudar između našeg univerzuma mehurića i drugog mehurića u multiverzumu, u stvari, proizveo otisak na kosmičkom pozadinskom zračenju. Pored toga, primetili su da će izgledati kao okrugla tačka koja ima veći ili niži nivo intenziteta zračenja.

Čini se da Šenksov predlog odgovara zakonu, ali da li ova karakteristika zaista može biti dokaz beskonačnog mnoštva univerzuma koji postoji izvan našeg?

Zakoni multiverzuma

Danas postoje tri glavna kandidata koji objašnjavaju kako multiverzum može da funkcioniše: tumačenje iz Kopenhagena, tumačenje "mnogo svetova" ili "grana talasne funkcije" i "paralelne brane" teorije struna.

Ostavićemo teoriju struna za još jedan dan i fokusirati se na druga dva objašnjenja.

Zbir svih mogućih stanja u kojima objekat može postojati naziva se koherentna superpozicija objekta i sastoji se od onoga što je poznato kao "talasna funkcija" objekta.

Kvantna mehanika zahteva glatku, potpuno determinističku talasnu funkciju - matematički izraz koji prenosi informacije o čestici u obliku brojnih mogućnosti za njenu lokaciju i karakteristike. Takođe je potrebno nešto što realizuje jednu od tih mogućnosti i eliminiše sve ostale.

Mišljenja se razlikuju o tome kako se to dešava, ali u najobičnijoj teoriji, poznatoj kao Kopenhaška interpretacija, to se dešava posmatranjem talasne funkcije ili tako što talasna funkcija nailazi na neki deo "klasičnog" sveta. Ovo uzrokuje da se verovatnoća, ili talasna funkcija, "kolapsiraju" i prisiljava česticu u jedno stanje.

Kopenhašku interpretaciju su 1920-ih razvili fizičari Nils Bor i Verner Hisenberg, koji su tvrdili da čestica nema materijalno postojanje sve dok se ne podvrgne merenju (posmatranju).

Tumačenje iz Kopenhagena je u suštini bila laž i, za mnoge, nezadovoljavajuća.

Godine 1935, austrijsko-irski fizičar Ervin Šredinger je artikulisao problem sa Kopenhagenskom interpretacijom svojim čuvenim misaonim eksperimentom poznatim kao Šredingerova mačka.

U ovom teorijskom eksperimentu, mačka se stavlja u zapečaćenu kutiju zajedno sa malo radioaktivnog materijala i Gajgerovim brojačem. Ako Gajgerov brojač otkrije raspad radioaktivnog materijala, on pokreće oslobađanje otrovnog gasa koji ubija mačku.

Dok je kutija zapečaćena, mačka je u superpoziciji da je i živa i mrtva u isto vreme. Tek kada se kutija otvori, mačka je prisiljena u jedno ili drugo stanje. Šredinger je istakao da je to smešno i da kvantna superpozicija ne može da funkcioniše sa velikim objektima kao što su mačke, jer je nemoguće da organizam bude istovremeno živ i mrtav. Stoga je zaključio da tumačenje iz Kopenhagena mora biti inherentno manjkavo.

Kopenhangesko tumačenje je bilo laž?

Predloženo je nekoliko alternativa Kopenhagenskom tumačenju. Na primer, pristup "skrivenih varijabli" koji zastupaju Albert Ajnštajn i Dejvid Bom, između ostalih, sugeriše da se talasna funkcija tretira kao privremena popravka dok fizičari na kraju ne pronađu nešto bolje. Kasno u svom životu, Hajzenberg je predložio da je problem u našem pojmu same stvarnosti. On je sugerisao da talasna funkcija predstavlja "srednji" nivo stvarnosti.

Najjednostavniji pristup može biti onaj o tumačenju "mnogih svetova" (MVI) koji je prvi postavio 1957. diplomirani student Univerziteta Prinston po imenu Hju Everet. Everet je studirao fiziku kod Džona Arčibalda Vilera, koji je zamislio da je tkivo univerzuma uzburkano, realno fluktualno nazvano sub-kuatomations. "kvantna pena".

U svojoj disertaciji pod naslovom "Teorija univerzalne talasne funkcije" Everet je tvrdio da je univerzalna talasna funkcija stvarna i da se ne urušava, kao u Kopenhagenskoj interpretaciji. U tom slučaju, onda se svaki mogući ishod kvantnog merenja ostvaruje u nekom "svetu" ili univerzumu, i po toj logici mora postojati veoma veliki, ili beskonačan, broj univerzuma.

Everetovo tumačenje kvantne fizike u mnogim svetovima dobilo je malo podrške od šire zajednice fizike, a Everet je ceo svoj radni vek proveo van akademskih krugova. Everet je tako snažno verovao u svoju teoriju da je jeo šta god je hteo, pušio tri paklice cigareta dnevno, pio prekomerno i odbijao da vežba. U julu 1982. Hju Everet je iznenada preminuo od srčanog udara u 51. godini.

Prema njegovim uputstvima, Everet je kremiran, a njegov pepeo bačen u đubre. Godine 1996, Everetova ćerka, Elizabet se ubila, a u njenoj oproštajnoj poruci je pisalo da je i ona želela da se njen pepeo baci u đubre kako bi "završila u pravom paralelnom univerzumu da bi se srela sa tatom".

Everetov sin, Mark Oliver Everet, osnovao je rok grupu "The Eels" čija je muzika često ispunjena temama porodice, smrti i izgubljene ljubavi.

Stiven Hoking i multiverzum

Čuveni britanski fizičar Stiven Hoking umro je 14. marta 2018, nakon što je decenijama proveo prikovan za invalidska kolica i zavisan od sintisajzera govora zbog amiotrofične lateralne skleroze. Poslednji Hokingov istraživački rad, objavljen samo 10 dana pre njegove smrti, napisan je zajedno sa Tomasom Hertogom, profesorom teorijske fizike na Univerzitetu KU Leuven u Belgiji, a ticao se multiverzuma.

U radu pod naslovom "Lagan izlazak iz večne inflacije?" Hoking i Hertog su predložili da se brzo širenje prostor-vremena nakon Velikog praska možda dešavalo više puta, stvarajući mnoštvo univerzuma.

Ovo je bila ekspanzija Teorije inflacije, trenutno postojeće teorije da Veliki prasak zapravo nije bio početak. Teorija inflacije sugeriše da je, pre Velikog praska, Univerzum bio ispunjen energijom koja je bila deo samog svemira i da je ta energija izazvala eksponencijalno širenje prostora. To je ta energija koja je dovela do Velikog praska.

Međutim, pošto je inflacija, kao i sve ostalo, kvantne prirode, mora da se završila u različito vreme na različitim lokacijama, dok je prostor između lokacija nastavio da se naduvava. To, zauzvrat, znači da bi postojali regioni prostora u kojima se završava inflacija i počinje Veliki prasak, ali ti regioni se nikada ne mogu susresti, jer su razdvojeni regionima prostora koji se naduvava.

U intervjuu, Hoking je objasnio svoju zabrinutost zbog teorije inflacije, rekavši:

"Uobičajena teorija večne inflacije predviđa da je globalno naš univerzum poput beskonačnog fraktala, sa mozaikom različitih džepnih univerzuma, odvojenih okeanom koji se naduvava. Lokalni zakoni fizike i hemije mogu se razlikovati od jednog džepnog univerzuma do drugog, što bi zajedno formiralo multiverzum. Ali nikada nisam bio ljubitelj multiverzuma. Ako je skala različitih univerzuma u ​​multiverzumu velika ili beskonačna, teorija se ne može testirati".

Umesto toga, ovaj par predviđa da je univerzum, barem na najvećoj skali, zapravo gladak i konačan. Njihova teorija koristi koncept holografije, koji opisuje kako se fizička stvarnost u određenim 3D prostorima može matematički svesti na 2D projekcije na površinu. Koristeći ovaj koncept, uspeli su da svedu večnu inflaciju na bezvremeno stanje, definisano na prostornoj površini na početku samog vremena.

Hertog i Hoking su zatim iskoristili svoju novu teoriju da predvide da je univerzum koji nastaje iz večne inflacije zapravo konačan i mnogo jednostavniji od beskonačne fraktalne strukture koju predviđa postojeća teorija večne inflacije.

Hoking je objasnio:

"Mi nismo svedeni na jedan, jedinstven univerzum, ali naši nalazi impliciraju značajno smanjenje multiverzuma, na mnogo manji opseg mogućih univerzuma".

Ovo čini teoriju ne samo predvidljivijom već i proverljivom.