Finns vi i ett universum eller ett multiversum? Här är några saker att tänka på. Digital Vision/Howstuffworks 1954, en 27-årig doktorand vid Princeton University vid namn Hugh Everett III drack sherry med några vänner och sköt tjuren om fysik. Under samtalet, Everett fick en vild idé om hur man åtgärdar ett av de mest djävulska problemen inom kvantmekanik, som tittar på hur verkligheten fungerar på mikroskopisk nivå. I kvantteorin, en elementär partikel som en elektron existerar inte i ett enda tillstånd, utan snarare i a överlagring - det är, en mängd platser, hastigheter, och orienteringar. Men i makroskopisk (synlig med blotta ögat) nivå av saker som vi kan observera och uppleva, objekt verkar existera i bara ett tillstånd i taget [källa:Byrne]. Hur beror vår värld på alla dessa möjligheter?
Everett, en kreativ tänkare om det någonsin fanns en, fick en brainstorm som samtidigt var både lysande och bisarr. Här är en mycket förenklad version:Istället för en enda verklighet där allt existerade i bara ett av dess många möjliga tillstånd, Everett föreställde sig ett multiversum, full av olika världar där alla möjligheter som dikteras av kvantmekanik kan existera på en gång [källa:Byrne].
Everetts idé, som blev föremål för hans doktorsavhandling 1957, var så otrevlig att han hade svårt att få den publicerad i en vetenskaplig tidskrift - en upplevelse som enligt uppgift gjorde honom så missnöjd, han slutade helt med teoretisk fysik och tog ett forskarjobb vid Pentagon [källa:Hooper].
Men under decennierna som följde, Everetts uppfattning om ett multiversum har gradvis fått trovärdighet bland fysiker. Dessutom, den har förankrat sig i populärkulturen som ett vanligt tema inom science fiction, och bli föremål för fascination för mängder av vanliga människor som inte känner till eller bryr sig om nyanser och paradoxer i kvantteorin. Trots allt, det är häpnadsväckande att föreställa sig att varje val vi gör i livet-från den person vi gifter oss med, där vi bor, vilken färg vi färgar vårt hår, vad vi äter till lunch - skapar ett separat universum där en annan version av oss själva gjorde något annorlunda [källa:Hooper].
Så lever vi i ett multiversum? Vi kan inte säga säkert, men här är 10 skäl till varför det är en möjlighet som vi bör ta på allvar.
Innehåll
I ett multiversum, du behöver inte oroa dig för att du kommer att döda en metaforisk katt med din nyfikenhet. Korionov/Designs Stock/Chaiwat Photos/Thinkstock/HowStuffWorks Innan Everett och hans koncept om multiverser kom, fysiker fastnade i en bedeviling binda. De var tvungna att använda en uppsättning regler för den subatomära världen som kvantmekaniken fokuserar på, och en annan uppsättning regler för storskaliga, vardag som vi kan se och uppleva. Komplexiteten i detta skalskifte tvingade dem att vrida sina hjärnor till några konstiga former.
Till exempel, inom kvantmekanik, partiklar har inte fastställda egenskaper när ingen tittar på dem. Istället, deras natur beskrivs av något som kallas en vågfunktion, som inkluderar alla olika möjliga egenskaper som en partikel kan ha. Men i ett enda universum, alla dessa möjligheter kan inte existera på en gång, så när du tittar på en partikel, den bestämmer sig för en enda stat. Den idén illustreras metaforiskt av den berömda Schrödingers kattparadox - det vill säga om det finns en katt i en låda, den är både levande och död på samma gång, tills du öppnar rutan för att kontrollera. Din handling tvingar katten att bli antingen en varm, andningskatt eller slaktkropp.
Men i ett multiversum, du behöver inte oroa dig för att du kommer att döda katten med din nyfikenhet. Istället, när du öppnar lådan, verkligheten delar sig i två versioner. Säker, det finns ett område där du tänker, "Ewww!" när du tittar på en död katt. Men det finns en annan version av händelsen där du kan skrapa i öronen när den spolar [källa:Merali].
Precis som att blanda ett paket kort tillräckligt länge så småningom kommer att leda till en upprepad beställning, ett oändligt universum måste så småningom upprepa sig själv. Ett multiversum skulle vara ett sätt att tillgodose detta. Tetra Images/Getty Images I en intervju 2011 Columbia University fysiker Brian Greene - av boken "The Hidden Reality:Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos, " - förklarade att vi inte riktigt är säkra på hur stort universum är. Det kan verkligen vara, riktigt stort men ändligt. Annars, när du reser bort från jorden i någon riktning, rymden kan bara sträcka sig för evigt, vilket förmodligen är så som de flesta av oss föreställer oss det.
Men om utrymmet är oändligt, det betyder att det måste vara en multivers med oändliga parallella verkligheter, enligt Greene. Här är resonemanget:Tänk på universum, och allt i det, som motsvarande en kortlek. Precis som det bara finns 52 kort i en kortlek, det finns bara så många olika former av materia. Om du blandar det däcket tillräckligt många gånger, så småningom, ordningen på korten du delar måste upprepa sig själv. Liknande, i ett oändligt universum, så småningom måste saken upprepa sig, och ordna sig i liknande mönster. Ett multiversum, med ett oändligt antal parallella riker som innehåller liknande men lite olika versioner av allt, ger en snygg, enkelt sätt att tillgodose behovet av upprepning [källa:Greene].
En konstnärs uppfattning om Big Bang. ALFRED PASIEKA/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images Det är något med att vara människa - kanske vår hjärnas tendens till mönsterbildning - som gör att vi vill veta början och slutet på varje berättelse. Det inkluderar historien om universum själv. Men om Big Bang var universums början hur utlöstes det, och vad fanns innan det? Kommer universum någon gång ta slut, och vad kommer att hända efter det? Frågande sinnen vill veta.
Ett multiversum kan ge en förklaring till allt detta. Vissa fysiker har antagit att de oändliga regionerna i multiversum är något som kallas braneworlds . Dessa klanvärldar finns i många olika dimensioner, men vi kan inte upptäcka dem, eftersom vi bara kan uppfatta rymdets tre dimensioner, plus tidens fjärde dimension, i vår egen braneworld.
Vissa fysiker tror att dessa klidvärldar är plattor, hopade ihop som brödskivor i en plastpåse. För det mesta, de håller sig åtskilda och utom räckhåll. Men ibland, braneworlds stöter på varandra. Hypotetiskt, dessa kollisioner är katastrofalt nog för att orsaka upprepade Big Bangs - vilket gör det möjligt för parallella universum att starta om sig själva, om och om igen [källa:Moskowitz].
Denna illustration visar den kosmiska mikrovågsbakgrunden - strålning kvar från Big Bang - samlad av Plancks orbitalobservatorium. ESA och Planck -samarbetet Europeiska rymdorganisationens Planck -orbitalobservatorium samlar in data om den kosmiska mikrovågsbakgrunden, eller CMB - bakgrundsstrålning som fortfarande dröjer från tidig tid, heta stadiet av universums existens.
Men den forskningen har också gett vad som kan vara bevis på ett multiversum. År 2010, ett team av forskare från Storbritannien, Kanada och USA upptäckte fyra udda, till synes osannolika cirkulära mönster i CMB. De antog att märkena i huvudsak var blåmärken som vårt universum fick genom att stöta på andra universum [källa:Zyga].
År 2015, ESA-forskaren Rang-Ram Chary gjorde en liknande upptäckt. Chary tog en modell av CMB ur observatoriets bild av himlen, och tog sedan bort allt annat vi vet om - stjärnor, gas, interstellärt damm, du heter det. Vid det tillfället, himlen borde ha varit ganska tom, förutom lite bakgrundsbrus.
Men det var det inte. Istället, i ett visst frekvensområde, Chary kunde upptäcka spridda fläckar på kosmoskartan, områden som var cirka 4, 500 gånger ljusare än de borde ha varit. Forskaren kom med en annan möjlig förklaring:Plåstren är avtryck från en kollision mellan vårt universum och en parallell.
Som Chary berättade för EarthSky.org, om inte någon kommer på ett annat sätt att förklara fläckarna, "man måste dra slutsatsen att naturen trots allt kan spela tärningar, och vi är bara ett slumpmässigt universum bland en mängd andra "[källor:Byrd, Sokol].
Denna parallella fältobservation från rymdteleskopet NASA/ESA Hubble avslöjar tusentals färgglada galaxer som simmar i rymdens bläckfärgade svarthet. Med tanke på universums skala, vem ska säga att det inte finns en parallell verklighet? NASA, ESA och HST Frontier Fields -teamet (STScI), Erkännande:Judy Schmidt Det finns en möjlighet att det finns ett multiversum, även om vi inte har sett någon av dessa parallella verkligheter, för vi kan inte bevisa det gör inte existera.
Vi vet att det låter som ett bekvämt retoriskt knep, men tänk på det så här:Även i vår värld, vi har upptäckt många saker som vi tidigare inte visste fanns, och vi har haft händelser - 2008 års globala ekonomiska sammanbrott är ett bra exempel - som ingen någonsin hade trott var möjligt. Det finns till och med ett namn på det senare:svarta svanhändelser, uppkallad efter filosofen David Humes observation att människor skulle anta att alla svanar var vita tills de såg en svart [källa:Taleb].
Universums skala är den faktor som gör möjligheten till ett multiversum desto mer trovärdig. Vi vet att universum verkligen är, riktigt stor, och möjligen till och med oändlig i storlek. Det betyder att vi kanske inte kan upptäcka allt som finns i universum. Eftersom forskare har fastställt att universum är ungefär 13,8 miljarder år gammalt, det betyder att vi bara kan upptäcka ljus som har kunnat nå oss under den tiden. Om en parallell verklighet helt enkelt var längre bort än 13,8 miljarder ljusår, det skulle inte finnas något sätt för oss att veta att det var där ute, även om det fanns i dimensioner som vi kunde uppfatta [källa:Ball].
Denna vackra bild av Vintergatans magnetfält sammanställdes från de första himmelsobservationerna av polariserat ljus som avges från interstellärt damm i Vintergatan. Det är med tillstånd av rymdteleskopet Planck. ESA och Planck -samarbetet Som fysikern vid Stanford University Andrei Linde förklarade i en intervju 2008, om den fysiska världen fungerar med lite olika regler, livet skulle inte kunna existera. Om protoner bara var 0,2 procent mer massiva än de faktiskt är, till exempel, de skulle vara så instabila att de skulle bryta upp i enklare partiklar, och atomer skulle inte vara möjliga. Och om gravitationen bara var lite kraftigare, resultatet skulle bli bedrövligt. Stjärnor som vår sol skulle komprimeras tillräckligt hårt för att de skulle brinna genom sitt bränsle om några miljoner år, långt innan livet på en planet som jorden hade en chans att utvecklas. Detta är känt som "finjusteringsproblemet".
Vissa ser den exakta balansen mellan villkoren som ett bevis på den avsiktliga handen på ett högsta väsen som skapade allt, vilket skulle sätta ateister i en allvarlig bindning. Men möjligheten till ett multiversum, där detta helt enkelt kan vara det särskilda område där alla dessa livgivande faktorer är närvarande, ger dem ett ut.
Som Linde uttryckte det i en intervju med tidskriften Discover:"För mig är verkligheten i många universum en logisk möjlighet. Du kan säga, ”Kanske är det här en mystisk slump. Kanske skapade Gud universum till vår nytta. ' Väl, Jag vet inte om Gud, men universum själv kan reproducera sig själv för evigt i alla dess möjliga manifestationer "[källa:Folger].
Marty McFly (spelad av Michael J. Fox) var tvungen att oroa sig för att förstöra historien i "Back to the Future". Men ett multiversum skulle förhindra det problemet. Herbert Dorfman/Corbis via Getty Images Den långvariga populariteten för filmtrilogin "Tillbaka till framtiden" (BTTF) har gjort många av oss fascinerade av idén om tidsresor. Sedan filmerna kom ut, ack, ingen har faktiskt utvecklat en skräpdriven DeLorean som kan zooma fram och tillbaka mellan årtionden eller århundraden. Ändå, vissa forskare tror att tidsresor kan vara åtminstone teoretiskt möjliga [källa:Russon].
Förutsatt att detta kan hända, vi kan löpa samma fara som BTTF -huvudpersonen Marty McFly stötte på - risken att oavsiktligt göra något för att ändra en tidigare händelse, som i sin tur utlöser en rad händelser för att förändra historiens gång. I den första BTTF, som du kanske kommer ihåg, McFly, av misstag förhindrade en händelse som ledde till att hans föräldrar dejtade och blev kär, som hotade att radera honom från familjens ögonblicksbilder. Det krävde mycket planering och McFlys del för att se till att de faktiskt träffades och förökade sig.
Men som Gizmodo -författaren George Dvorsky noterade i en artikel från 2015, existensen av ett multivers skulle göra alla dessa upptåg onödiga. "Närvaron av alternativa världar betyder att det inte finns en enda tidslinje att skruva upp, "skrev han. I stället om en person gick tillbaka i tiden och ändrade saker, han hade helt enkelt skapat en helt ny uppsättning parallella universum.
En riktigt avancerad civilisation - en som får oss att se ut som paleolitiska människor för närvarande - kan ha tillräckligt med datorkraft för att skapa en kopia av hela mänsklighetens historia. Culture Club/Getty Images Allt detta om parallella universum som vi har pratat om hittills är ganska häpnadsväckande, men här är en idé som är ännu främmande.
År 2003, filosofen Nick Bostrom, chef för Future of Humanity Institute vid University of Oxford, väckte frågan om vad vi tänker på som verklighet - det vill säga vårt speciella parallella universum - är helt enkelt en digital simulering av ett annat universum. I Bostroms uppfattning, det skulle ta 10 till 36:e effektberäkningarna för att skapa en verklighetstrogen, detaljerad kopia av hela mänsklighetens historia.
En riktigt avancerad främmande civilisation - vi pratar varelser vars teknologiska sofistikering skulle få oss att se ut som paleolitiska stenhuggar - tänkbart kan ha tillräckligt med datorkraft för att dra av den. Faktiskt, att simulera varje människa som någonsin levt kanske inte ens sliter upp så mycket av sina elektroniska resurser, så att det kan finnas fler datorgenererade varelser än verkliga [källa:Choi och Kestin].
Och det kan innebära att vi lever i en verklig version av den digitala världen i "The Matrix" -filmer.
Men vänta, det blir ännu konstigare. Tänk om civilisationen som simulerar oss själv är en simulering?
Hipparchus, en grekisk astronom från 2:a århundradet f.Kr., sammanställde den första kända stjärnkatalogen. De gamla grekerna hade Atomist -filosofiskolan, som hävdade att det fanns ett oändligt antal världar spridda i ett oändligt tomrum. Ann Ronan Pictures/Print Collector/Getty Images Det här är inget hårt bevis, självklart. Men det är spännande att komma ihåg det gamla ordspråket, tillskrivs olika Picasso eller ibland författaren Susan Sontag, att om du kan tänka dig något, det måste finnas.
Och det kan vara något med det. Trots allt, långt innan Hugh Everett smuttade på sin sherry, många människor i historien föreställde sig olika versioner av ett multiversum.
Forntida indiska religiösa texter, till exempel, är fyllda med beskrivningar av flera parallella universum [källa:sanskriti]. Och i hennes bok "Worlds Without End:The Many Lives of the Universe, "Religionsprofessorn vid Wesleyan University Mary-Jane Rubenstein noterar att de gamla grekerna hade Atomist-filosofiskolan, som hävdade att det fanns ett oändligt antal världar spridda genom ett liknande oändligt tomrum.
Under medeltiden, tanken på flera universum gav också genklang. År 1277, till exempel, biskopen i Paris hävdade till och med att den grekiske filosofen Aristoteles hade fel att säga att det bara fanns en möjlig värld, eftersom det ifrågasatte en allmaktig Guds kraft att skapa parallella. Idén återuppstod igen på 1600 -talet av Gottfried Wilhelm Leibniz, en av ledarna för den vetenskapliga revolutionen, som hävdade att det fanns många möjliga världar, var och en med olika fysik [källa:Wilkinson].
Den portugisiska kosmografen och kartografen Bartolomeu Velho skapade denna syn på universum med jorden som centrum 1568. Nu vet vi att vårt solsystem bara är en obetydlig del av Vintergatan. Bibliotheque Nationale, Paris/NASA Bisarrt som föreställningen om ett multiversum kan tyckas, på ett sätt passar det faktiskt utvecklingen genom modern historia av hur människor ser på sig själva och universum.
Som fysikerna Alexander Vilenkin och Max Tegmark noterade i en Scientific American -uppsats från 2011, människor i västerländsk civilisation har successivt blivit mer ödmjuka när de har upptäckt verklighetens natur. De började tro att jorden var centrum för allt. Vi fick veta att det inte var sant, och att även vårt solsystem bara var en inte särskilt viktig del av Vintergatan.
Multiversen skulle ta det mönstret till sin logiska ytterlighet. Om multivers finns, det betyder att vi inte är speciella alls, eftersom det finns oändliga versioner av var och en av oss.
Men vissa tror att vi bara är i början av en tankestimulerande resa. Som Stanford University teoretiska fysikern Leonard Susskind har skrivit, det kan vara så att ett par århundraden från nu, filosofer och forskare kommer att se tillbaka på vår tid som "en guldålder där den smala, provinsiella 1900 -talets koncept om universum gav vika för ett större, bättre [multiverse] ... av häpnadsväckande proportioner "[källa:Vilenkin och Tegmark].
Jag har länge varit fascinerad av tanken på parallella universum, ända sedan jag läste Lester Del Rays roman från 1966 "The Infinite Worlds of Maybe, "om en uppfinnare som skapar en enhet som kan transportera människor mellan alternativa versioner av verkligheten - till exempel ett universum där Columbus aldrig hade upptäckt den nya världen, eller en där södra vann inbördeskriget. Sedan dess, idén om multiverser har dykt upp i många andra skönlitterära verk. En av mina favoriter är Jack Womacks roman 1993 "Elvissey, "som föreställer sig en annan verklighet där huvudpersonerna vågar sig in i ett alternativt universum och återvänder med sin häpnadsväckande annorlunda version av Elvis Presley.
