Vielleicht haben Wissenschaftler das faszinierendste Geheimnis des Universums beinahe gelöst: Gibt es außer unserem noch andere Universen?
Albert Einstein versuchte zeitlebens, eine "Theorie von allem" zu schaffen, die alle Gesetze des Universums beschreibt. Hatte keine Zeit.
Astrophysiker gehen heute davon aus, dass der beste Kandidat für diese Theorie die Superstringtheorie ist. Es erklärt nicht nur die Expansionsprozesse unseres Universums, sondern bestätigt auch die Existenz anderer Universen in unserer Nähe. Kosmische Strings repräsentieren Verzerrungen von Raum und Zeit. Sie können größer sein als das Universum selbst, obwohl ihre Dicke die Größe eines Atomkerns nicht überschreitet.
Trotz ihrer erstaunlichen mathematischen Schönheit und Integrität muss die Stringtheorie noch eine experimentelle Bestätigung finden. Alle hoffen auf den Large Hadron Collider. Wissenschaftler erwarten von ihm nicht nur die Entdeckung des Higgs-Teilchens, sondern auch einige supersymmetrische Teilchen. Dies wird eine starke Unterstützung für die Stringtheorie und damit für andere Welten sein. In der Zwischenzeit bauen Physiker theoretische Modelle anderer Welten.
1950er Jahre. Welten von Everett
Der Science-Fiction-Autor Herbert Wells war der erste, der Erdbewohnern 1895 in der Geschichte "Die Tür in der Mauer" von Parallelwelten erzählte. 62 Jahre später beeindruckte der Absolvent der Princeton University, Hugh Everett, seine Kollegen mit dem Thema seiner Dissertation über die Spaltung von Welten.
Hier ist seine Essenz: Jeder Moment, in dem sich jedes Universum in eine unvorstellbare Anzahl seiner Art aufteilt, und im nächsten Moment teilt sich jedes dieser Neugeborenen auf genau dieselbe Weise. Und in dieser riesigen Menge gibt es viele Welten, in denen du existierst. In einer Welt sind Sie in der U-Bahn, während Sie diesen Artikel lesen, in einer anderen in einem Flugzeug. In einem - du bist ein König, in einem anderen - einem Sklaven.
Der Anstoß für die Vermehrung von Welten ist unser Handeln, erklärte Everett. Sobald wir eine Wahl treffen - zum Beispiel "sein oder nicht sein" -, kamen im Handumdrehen aus einem Universum zwei heraus. In einem leben wir und im zweiten - für sich, obwohl wir dort präsent sind.
Interessant, aber … Sogar der Vater der Quantenmechanik, Niels Bohr, blieb dieser verrückten Idee damals gleichgültig.
1980er Jahre. Welten Linde
Die Theorie der vielen Welten könnte vergessen werden. Aber wieder kam ein Science-Fiction-Autor Wissenschaftlern zu Hilfe. Michael Moorcock ließ instinktiv alle Einwohner seiner fabelhaften Stadt Tanelorn im Multiversum nieder. Der Begriff Multiversum tauchte sofort in den Schriften seriöser Gelehrter auf.
Tatsache ist, dass viele Physiker bereits in den 1980er Jahren die Überzeugung gereift hatten, dass die Idee paralleler Universen zu einem der Eckpfeiler eines neuen Paradigmas der Wissenschaft über die Struktur des Universums werden könnte. Der Hauptbefürworter dieser schönen Idee war Andrey Linde. Unser ehemaliger Landsmann, Angestellter des Physikinstituts. Lebedev an der Akademie der Wissenschaften und jetzt Professor für Physik an der Stanford University.
Linde baut seine Argumentation auf dem Urknallmodell auf, das zu einer blitzausdehnenden Blase führte - dem Embryo unseres Universums. Aber wenn sich herausstellte, dass eine Art kosmisches Ei das Universum hervorbringen kann, warum kann man dann nicht die Möglichkeit der Existenz anderer ähnlicher Eier annehmen? Als Linde diese Frage stellte, baute er ein Modell auf, in dem Inflationsuniversen kontinuierlich auftauchen und sich von ihren Eltern abzweigen.
Zur Veranschaulichung kann man sich ein bestimmtes mit Wasser gefülltes Reservoir in allen möglichen Aggregatzuständen vorstellen. Es wird Flüssigkeitszonen, Eisblöcke und Dampfblasen geben - und sie können als Analoga paralleler Universen des Inflationsmodells betrachtet werden. Sie repräsentiert die Welt als ein riesiges Fraktal, das aus homogenen Stücken mit unterschiedlichen Eigenschaften besteht. Wenn Sie sich auf dieser Welt bewegen, können Sie reibungslos von einem Universum in ein anderes wechseln. Ihre Reise wird zwar lange dauern - zig Millionen Jahre.
1990er Jahre. Welten von Rhys
Die Logik des Denkens des Professors für Kosmologie und Astrophysik an der Universität Cambridge, Martin Rhys, ist ungefähr die folgende.
Die Wahrscheinlichkeit des Ursprungs des Lebens im Universum ist a priori so gering, dass es wie ein Wunder aussieht, argumentierte Professor Rice. Und wenn Sie nicht von der Hypothese des Schöpfers ausgehen, warum dann nicht annehmen, dass die Natur zufällig viele parallele Welten hervorbringt, die ihr als Feld dienen, um mit der Schaffung von Leben zu experimentieren?
Laut dem Wissenschaftler entstand das Leben auf einem kleinen Planeten, der einen gewöhnlichen Stern einer der gewöhnlichen Galaxien unserer Welt umkreist, aus dem einfachen Grund, dass seine physikalische Struktur dies begünstigte. Andere Welten im Multiversum sind wahrscheinlich leer.
2000er Jahre. Welten von Tegmark
Max Tegmark, Professor für Physik und Astronomie an der University of Pennsylvania, ist überzeugt, dass sich Universen nicht nur in Bezug auf Standort, kosmologische Eigenschaften, sondern auch in Bezug auf die Gesetze der Physik unterscheiden können. Sie existieren außerhalb von Zeit und Raum und sind fast unmöglich darzustellen.
Stellen Sie sich ein einfaches Universum vor, das aus Sonne, Erde und Mond besteht, schlägt ein Physiker vor. Für einen objektiven Beobachter erscheint ein solches Universum als Ring: die Erdumlaufbahn, die zeitlich "verschmiert" ist, als wäre sie in ein Geflecht gehüllt - sie entsteht durch die Flugbahn des Mondes um die Erde. Und andere Formen verkörpern andere physikalische Gesetze.
Der Wissenschaftler illustriert seine Theorie gerne am Beispiel des Spielens
"Russisches Roulette". Seiner Meinung nach teilt sich sein Universum jedes Mal, wenn eine Person den Abzug drückt, in zwei Teile: wo der Schuss stattgefunden hat und wo nicht. Aber Tegmark selbst riskiert nicht, ein solches Experiment in der Realität durchzuführen - zumindest in
unserem Universum.
Andrey Linde ist Physiker und Schöpfer der Theorie eines aufblasbaren (inflationären) Universums. Abschluss an der Moskauer Staatsuniversität. Er arbeitete am Physikinstitut. Lebedev Akademie der Wissenschaften (FIAN). Seit 1990 - Professor für Physik an der Stanford University. Autor von mehr als 220 Arbeiten auf dem Gebiet der Teilchenphysik und Kosmologie.
Gurgelnder Raum
Andrey Dmitrievich, in welchem Teil des vielseitigen Universums sind wir, Erdlinge, "registriert"?
- Je nachdem, wo wir hingekommen sind. Das Universum kann in große Regionen unterteilt werden, von denen jede in all ihren Eigenschaften - lokal - wie ein riesiges Universum aussieht. Jeder von ihnen ist enorm. Wenn wir in einem von ihnen leben, werden wir nicht wissen, dass andere Teile des Universums existieren.
Sind die Gesetze der Physik überall gleich?
- Ich denke anders. Das heißt, in Wirklichkeit kann das Gesetz der Physik dasselbe sein. Es ist wie Wasser, das flüssig, gasförmig und fest sein kann. Fische können jedoch nur in flüssigem Wasser leben. Wir sind in einer anderen Umgebung. Aber nicht, weil es keine anderen Teile des Universums gibt, sondern weil wir nur in einem geeigneten Segment des „vielseitigen Universums“leben können.
Wie sieht unser Segment aus?
- Auf der Blase.
Es stellt sich heraus, dass die Leute Ihrer Meinung nach, als sie auftauchten, alle in einer Blase saßen?
- Noch war niemand im Gefängnis. Die Menschen wurden später nach dem Ende der Inflation geboren. Dann ging die Energie, die für die schnelle Expansion des Universums verantwortlich war, in die Energie gewöhnlicher Elementarteilchen über. Dies geschah aufgrund der Tatsache, dass das Universum kochte und Blasen wie in einem kochenden Kessel auftraten. Blasen trafen sich aus den Schatten, setzten ihre Energie frei und durch die Freisetzung von Energie wurden normale Teilchen geboren. Das Universum ist heiß geworden. Und danach standen Leute auf. Sie sahen sich um und sagten: "Oh, was für ein großes Universum!"
Können wir von einem Blasenuniversum zum anderen gelangen?
- Theoretisch ja. Aber auf dem Weg werden wir auf eine Barriere stoßen. Dies wird eine Domänenwand sein, die energetisch sehr groß ist. Um an die Wand zu fliegen, muss man eine Langleber sein, denn die Entfernung dazu beträgt ungefähr 10 Millionstel Lichtjahre. Und um die Grenze zu überqueren, brauchen wir viel Energie, um richtig zu beschleunigen und darüber zu springen. Obwohl es wahrscheinlich ist, dass wir genau dort sterben werden, weil Teilchen unseres terrestrischen Typs in einem anderen Universum zerfallen können. Oder ändern Sie Ihre Eigenschaften.
Erscheinen ständig Blasenuniversen?
- Dies ist ein ewiger Prozess. Das Universum wird niemals enden. In verschiedenen Teilen davon gibt es verschiedene Teile des Universums, von verschiedenen Arten. Es passiert so. Beispielsweise erscheinen zwei Blasen. Jeder von ihnen dehnt sich sehr schnell aus, aber das Universum zwischen ihnen schwillt weiter an, so dass der Abstand zwischen den Blasen sehr groß bleibt und sie fast nie kollidieren. Es erscheinen mehr Blasen - und das Universum dehnt sich noch mehr aus. Einige dieser Blasen haben keine Struktur - sie haben sich nicht gebildet. Und im anderen Teil dieser Blasen entstanden Galaxien, in denen wir leben. Und es gibt so verschiedene Arten des Universums - ungefähr 10 bis tausendstel Potenz oder 10 bis hundertstel. Wissenschaftler zählen immer noch.
Was passiert in diesen vielen Kopien desselben Universums?
- Das Universum ist jetzt in eine neue Phase der Inflation eingetreten, aber sehr langsam. Dies wird unsere Galaxie noch nicht berühren. Weil die Materie in unserer Galaxie durch die Gravitation sehr stark voneinander angezogen wird. Und andere Galaxien werden von uns wegfliegen und wir werden sie nicht wiedersehen.
Wo werden Sie gehen?
- Zum sogenannten Horizont der Welt, der 13,7 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt ist. Alle diese Galaxien werden am Horizont haften bleiben und für uns dahinschmelzen, flach werden. Sie werden nicht länger mit Unwissenheit von ihnen kommen, und unsere Galaxie allein wird bleiben. Das dauert aber nicht lange. Mit der Zeit werden die Energieressourcen in unserer Galaxie allmählich zur Neige gehen und ein trauriges Schicksal wird uns treffen.
Wann wird das passieren?
- Zum Glück werden wir uns nicht bald trennen. In 20 Milliarden Jahren oder noch mehr. Aber aufgrund der Tatsache, dass das Universum sich selbst heilt, aufgrund der Tatsache, dass es in all seinen möglichen Kombinationen immer mehr neue Teile hervorbringt, werden das Universum als Ganzes und das Leben als Ganzes niemals verschwinden.
