Zamislite fizičara kako sjedi u kavezu s pištoljem uperenim ravno u glavu. Smjer vrtnje slučajne čestice u sobi mjeri se svakih nekoliko sekundi. Ako se vrti u jednom smjeru, pištolj puca i fizičar umire. Ako je drugom, onda se čuje samo zvuk klika i fizičar preživljava. Dakle, šanse preživljavanja fizičara su 50-50, zar ne?
Sve možda i nije tako jednostavno ako živimo u multiverzumu - to jest, pored našeg svemira, koji nazivamo vlastitim, postoji i mnogo drugih.
Ovaj scenarij s fizikom i pištoljem započinje poznati eksperiment misljenja nazvan „kvantno samoubistvo“, a to je jedan od načina pokušaja razumijevanja živimo li samo u jednom od mnogih (i potencijalno beskonačnih) svemira.
Ovaj misaoni eksperiment oslanja se na kvantnu mehaniku i ideju da ne postoji jedinstvena stvarna stvarnost. Sve što vidimo oko nas samo je jedna od mogućih konfiguracija svih vjerojatnosti da će se dogoditi ovaj ili onaj događaj. Jedno tumačenje kvantne mehanike je da svi drugi skupovi vjerojatnosti mogu postojati u njihovim zasebnim univerzumima. Dakle, ako slijedite misaoni eksperiment, s obzirom na ovu interpretaciju, onda kada mjerite drugu česticu, svemir će se podijeliti na dva, od kojih će svaki imati svoju moguću verziju nastanka događaja: u kojem je fizičar živ i u kojem je fizičar umro.
Njegovo preživljavanje sada je povezano s kvantnom vjerojatnošću, tako da je istovremeno i živ i mrtav - upravo u različitim svemirima. Ako se novi svemir rascepi svaki put kad se mjeri čestica, a pištolj puca ili ne, u jednom od tih svemira fizičar će na kraju preživjeti, recimo, 50 mjerenja čestica. To se može usporediti s novčićem bačenim 50 puta zaredom. Vjerojatnost da će se 50 puta zaredom pojaviti repovi izuzetno je mala, ali jest - šansa teže nula.
A ako se to dogodi, fizičar će shvatiti da je multiverzum stvaran, a u specifičnom slučaju - u opisanom eksperimentu - fizičar je doista besmrtan, jer pištolj nikada neće pucati. Ali on će također postati jedina osoba koja zna da ti paralelni svemiri postoje. A koliko će fizičara morati „potrošiti“da bi se saznalo sigurno.
Međutim, postoje i druge, inteligentnije verzije više svemira koje su matematički sigurnosne kopije i potencijalno se mogu ispitati.
"Za neke ljude paralelni svemiri su poput preskakanja portala u neki drugi svijet ili nešto slično", kaže Matthew Johnson, fizičar iz Instituta Perimeter. "Ali to je potpuno drugačije."
Promotivni video:
Stvarni vidljivi dokazi o više svemira teško će se pronaći, ali mogući. I ovako fizičari to planiraju.
Verzije s multiverzumom
U stvari, postoji prilično puno teorija o više svemira, a multiverzum iz misaonog eksperimenta s „kvantnim samoubojstvom“, gdje svaka mogućnost postaje stvarnost, jedna je od najradikalnijih.
Fizičar Instituta za Massachusetts Max Tegmark sugerira razbijanje više teorija svemira u četiri različite vrste kako bi bilo lakše razmišljati.
Usredotočit ćemo se na prvu razinu multiverse - ove verzije je lakše razumjeti od ostalih. Na prvoj razini imamo i prilično dobre šanse da pronađemo dokaze koji dokazuju da je multiverse stvarna.
Više svemira proizlaze iz matematičkih predviđanja prethodno postojećih teorija, a multiverzum razine 1 predviđa vrlo cijenjena i moćna ideja u fizici: inflacija.
Što mislimo pod "svemirom"?
Da biste razumjeli ideju više svemira, prvo morate definirati što mislimo kad kažemo "svemir". Naša se definicija „svemira“mijenjala više puta, na primjer, kada smo izmislili prvi teleskop, pogledali u svemir i saznali da zvijezde nisu prikovane za nebo noktima, a Zemlja nije sama u svemiru.
Ali svemir je puno veći nego što to možemo vidjeti teleskopom, kaže Johnson. Naš svemir je samo sfera svjetlosti koja je imala dovoljno vremena da nas dosegne. Ako pričekamo još milijardu godina, vidjet ćemo još više i naš će se koncept svemira opet okrenuti naopako, kaže Tegmark.
Netko stoji na planeti udaljenoj triliju svjetlosnih godina, imat će potpuno drugačiju sliku "svemira" na temelju toga koliko je svjetla pogodilo njihov planet.
Ni na koji način po ovim definicijama ne možemo doći do tih ostalih mjehurića svemira, jer ne postoji način da putujemo brže od svjetlosti. Iako ih ne možemo vidjeti, fizičari vjeruju da se još uvijek mogu pronaći tragovi njihovog rođenja.
Gdje je dokaz?
Ideja koja stoji iza inflacije jest da je naš svemir tijekom svog postanka prošao kroz razdoblje naglog širenja (odmah nakon Velikog praska), kada je nanometar svemirske energije iznenada eksplodirao 250 milijuna svjetlosnih godina u manje od jedne trilijune sekunde.
Jednom kada je počela inflacija nikad se nije potpuno zaustavila. U nekim se prostorima-vremenskim prostorima zaustavlja, u kojima se područja prostora pretvaraju u mjehuriće, poput svemira koji vidimo oko sebe, ali na drugim mjestima prostor se nastavlja širiti. Ako je ekspanzija beskonačna, a mnogi vjeruju u to, tada se stalno stvaraju novi mjehurići svemira. To ostavlja trag mjehurića. Provlačimo se kroz prostor-vrijeme u pjenastom jacuzziju svemira.
Opet, ne postoji način da komuniciramo s tim drugim svemirima mjehurića, jer ne možemo putovati brže od svjetlosti. Ali teoretski možemo dokazati da postoje. A evo kako.
Kada se naš svemir mjehurića prvi stvorio, moguće je da se sudario s drugim svemirima mjehurića, koji se formiraju oko našeg. Malo je vjerojatno da smo još uvijek u njihovoj blizini jer nas neprestano širenje prostora-vremena nosi sve dalje i dalje.
Međutim, učinci ranih sudara mogli bi ukloniti kozmičku mikrovalnu pozadinu (toplina Velikog praska). Teoretski, ove pukotine smo mogli primijetiti teleskopima. Bio bi to diskolorirani disk - poput modrice na tijelu mikrovalne pećnice.
Jones traži takve "modrice", ali puno toga ovisi o tome koliko su se brzo pojavili drugi svemirski mjehurići i koliko ih može biti. Ako ima malo mjehurića, možda ih uopće nismo sreli.
Svemirski teleskop Planck trenutno osluškuje nebo radi dokaza o takvim sudarima s drugim svemirima.
Multiverse unutar LHC-a
Različiti fizičari drže se različitih teorija multiverzuma. Ova verzija proizlazi iz teorije struna, kao i ideje o postojanju mnogih drugih dimenzija kojima jednostavno nemamo pristup (kao u situaciji u kojoj se heroj McConaughey našao u filmu "Interstellar"). Neki fizičari misle da se paralelni svemiri kriju u tim dodatnim dimenzijama.
Ova ideja multiverzuma je također testirana
Fizičari će tražiti mikroskopske crne rupe na Velikom hadronskom sudaraču koji je nedavno počeo s radom. LHC ne može stvoriti crnu rupu koja će biti opasna, ali prema ovoj teoriji moguće je stvoriti mikroskopske crne rupe koje će odmah ispariti. Prisutnost crnih rupa značilo bi da gravitacija našeg svemira prodire u dodatne dimenzije.
"Budući da gravitacija može iz našeg svemira izliti u dodatne dimenzije, takav se model može testirati otkrivanjem minijaturnih crnih rupa na LHC-u", rekao je fizičar Mir Faisal. "Izračunali smo energiju kojom se mogu otkriti ove crne rupe u gravitacijskoj dugi. Ako u toj energiji pronađemo crne rupe, znamo da su i teorija gravitacijske duge i teorija dodatnih dimenzija ispravne.
Ovo bi bio uvjerljiv dokaz za teoriju struna i paralelnih svemira, a također bi pomoglo objasniti zašto je gravitacija toliko slabija od ostalih temeljnih sila.
Međutim, ozbiljne potvrde još nema. Samo sumnje
"Vjerujem samo u ono što je potkrijepljeno konkretnim, provjerljivim eksperimentalnim dokazima, a koncept paralelnih svemira ne može se baš time pohvaliti", kaže Brian Green, teorijski fizičar sa Sveučilišta Columbia.
Problem je, kaže Johnson, što se fizičari odmiču od filozofskih rasprava o više svemira. Neki samo žele testirati ideju. Drugi drže radikalne i neustavljive teorije. Tegmark kaže da će pokušati eksperimentirati s kvantnim samoubojstvom kad ostari i postane slab. Ali nadamo se da se on samo šalio.