Das Universum, in dem wir leben, ist riesig, voller Materie und Energie und dehnt sich immer schneller aus. Wenn wir Milliarden von Lichtjahren entfernt schauen, können wir Milliarden von Jahren unserer alten Vergangenheit sehen, die Bildung von Planeten, Sternen und Galaxien. Wir haben so weit geschaut, dass wir Gaswolken gefunden haben, die keinen einzigen Stern hervorgebracht haben, und Galaxien, die sich gebildet haben, als unser Universum 97% jünger war. Besonders merkwürdig ist, dass wir das Nachleuchten des Urknalls beobachten können, das aus der Zeit stammt, als das Universum etwa 380.000 Jahre alt war. Aber bei all dieser kosmischen Pracht haben wir nie Beweise dafür gefunden, dass unser Universum mit einem anderen Universum in einem riesigen multiplen Universum kollidierte. Warum?
Wenn die Theorie der multiplen Universen richtig ist, muss unser expandierendes Universum mit einem anderen Universum kollidiert sein. Etwa nicht? Schließlich ist unser Universum jetzt so groß, dass einige es als unendlich groß beschreiben.
Und so behauptet nicht nur die Logik, sondern auch die bekannte Autorität Roger Penrose. Sowohl Penrose als auch konventionelle Weisheit sind hier falsch. Unser Universum ist und sollte isoliert und allein im Multiversum sein.
Obwohl dieses Thema zu populär und kontrovers ist, unterstützen starke physikalische Hypothesen die Existenz mehrerer Universen. Wenn wir unsere beiden führenden Denkschulen über die Funktionsweise des Universums, die kosmische Inflation und die Quantenphysik, kombinieren, landen wir unweigerlich in einem Universum mit mehreren Universen. Es gibt noch eine andere Schlussfolgerung: Jedes einzelne Universum, das erschaffen wird - und jeder Urknall, der ihm vorausgeht - wird durch Kausalität sofort und für immer von den anderen getrennt. Warum? Der Physiker Ethan Siegel wird zerlegen.
Die kosmische Inflation war eine Ergänzung zur Urknalltheorie und lieferte einen Mechanismus, um zu erklären, warum das Universum unter bestimmten Bedingungen begann. Insbesondere die Inflation gab eine Antwort auf Fragen zu …
- warum das Universum überall die gleiche Temperatur hatte;
- warum es räumlich flach war;
- warum es keine energiereichen Relikte wie magnetische Monopole mehr gibt.
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… Während weiterhin neue Prognosen überprüft werden müssen. Diese Vorhersagen umfassen das spezifische Spektrum der Dichteschwankungen, mit denen das Universum geboren wurde; die maximale Temperatur, die das Universum in den frühen Stadien des Urknalls erreicht hat; das Vorhandensein von Schwankungen auf Skalen, die den kosmischen Horizont überschreiten, und ein bestimmtes Spektrum von Schwankungen von Gravitationswellen. All dies, mit Ausnahme des letzten, wurde seitdem durch Beobachtungen bestätigt.
Die kosmische Inflation ist, um genau zu sein, die Zeit vor dem Urknall, in der die dem Raum selbst innewohnende Energie im Universum vorherrschte. Jetzt ist die Menge an dunkler Energie zu gering, aber während der Inflation war sie unvergleichlich höher: viel mehr Energiedichte, wenn das Universum während der heißen ersten Phasen des Urknalls voller Materie und Strahlung war.
Da die Expansion des Universums von der Energie angetrieben wurde, die dem Raum selbst innewohnt, war die Expansion während der Inflation exponentiell und schuf neuen Raum. Wenn sich die Größe des Universums in der Zeit n verdoppelte, war es nach 10 Perioden dieser Zeit bereits 210 oder sogar 21000 Mal größer. In kurzer Zeit wurde jeder nicht flache und Materie enthaltende Raumbereich nicht mehr von flach zu unterscheiden, und alle Materieteilchen schwollen so weit auseinander, dass sich die beiden Teilchen niemals treffen würden.
Die Inflation kann jedoch nicht ewig dauern. Die dem Weltraum innewohnende Energie kann nicht für immer bleiben, sonst wäre der Urknall nicht passiert und das Universum wäre nicht geboren worden. Folglich muss Energie vom Gewebe des Weltraums auf Materie und Strahlung übertragen werden. Stellen Sie sich einen Ball auf einem Hügel vor, um die Inflation als Feld zu betrachten. Solange der Ball oben bleibt, setzen sich Inflation und exponentielle Expansion fort. Damit die Inflation jedoch endet, muss sie unabhängig von dem dafür verantwortlichen Quantenfeld von einem hochenergetischen instabilen Zustand in einen energiearmen Gleichgewichtszustand übergehen. Dieser Übergang, der den Ball den Hügel hinunter "rollt", beendet die Inflation und führt zum Urknall.
Es gibt jedoch eines: Das, was oben beschrieben wurde, funktioniert wie ein klassisches Feld, aber die Inflation sollte wie alle physikalischen Felder quantenhafter Natur sein. Wie alle Quantenfelder wird dies durch eine Wellenfunktion beschrieben, und die Wahrscheinlichkeit der Welle breitet sich über die Zeit aus. Wenn der Feldwert langsam genug den Hügel hinunter rollt, ist die Quantenausbreitung der Wellenfunktion schneller als der Abrollvorgang, was den Urknall und das Ende der Inflation möglich - sogar wahrscheinlich - macht.
Da sich der Raum während der Inflation exponentiell ausdehnt, bedeutet dies, dass im Laufe der Zeit eine exponentiell große Anzahl von Regionen des Weltraums entstehen wird. Der Punkt ist, dass die Inflation nicht überall über Nacht enden wird; Unterschiedliche Regionen erhalten unterschiedliche Werte von Quantenfeldern und unterschiedliche Richtungen. In einigen Regionen endet die Inflation und das Feld rutscht ins Tal. In anderen Ländern wird die Inflation anhalten und neuen Raum zum Leben erwecken.
Von hier kommt das Phänomen der ewigen Inflation und die Idee mehrerer Universen. Wo die Inflation endet, bekommen wir den Urknall und das Universum - ein Teil davon können wir beobachten. Aber in den Regionen, in denen die Inflation endete und der Urknall stattfand, wird es auch Regionen geben, in denen die Inflation nicht geendet hat und die exponentielle Expansion fortgesetzt wird. In diesen Regionen entsteht mehr expandierender Raum, wodurch Gebiete zurückgedrängt werden, in denen die Inflation schneller zu Ende gegangen ist, als sie expandieren können. Jede der neuen Regionen, in denen der Urknall stattfinden wird, wird vollständig und für immer kausal von unserer Region getrennt sein.
Wenn Sie sich das multiple Universum als einen riesigen Ozean vorstellen, können Sie die einzelnen Universen, in denen der Urknall auftrat, als kleine Blasen im Ozean zeichnen. Diese Blasen werden sich wie echte Blasen, die auf dem Meeresboden geboren werden, im Laufe der Zeit ausdehnen, wenn sich unser Universum ausdehnt. Im Gegensatz zu flüssigem Wasser im Ozean dehnt sich der "Ozean" der inflationären Raumzeit jedoch schneller aus, als sich die Blasen selbst jemals ausdehnen können. Und da der Raum zwischen ihnen wächst und immer wächst, werden sich die beiden Blasen niemals berühren.
Im Gegensatz zu den Vorhersagen der Inflation und der Quantentheorie wäre es eine große Überraschung, wenn die beiden Universen jemals kollidieren würden. Obwohl die Kollision solcher Blasen einen blauen Fleck in unserem Universum hinterlassen würde, den wir im Nachglühen des Urknalls zuverlässig erkennen würden, gibt es keine Hinweise auf einen solchen blauen Fleck. Wie unsere besten Theorien vorausgesagt haben.
Ilya Khel
