Leitfaden zur Theorie des Multiversums: Gibt es andere Welten?

Die physikalische Realität kann viel umfangreicher sein als nur das Stück Raum und Zeit, das wir Universum nennen. Unsere Weltraumumgebung kann in unglaublichem Ausmaß konstruiert werden, und unsere astronomischen Instrumente sind unglaublich begrenzt. Wir wissen wie die Ameisen nicht, wie groß die Welt außerhalb des Ameisenhaufens ist. Daher denken einige theoretische Physiker ernsthaft über die Theorie des Multiversums nach, wonach unsere Welt nur eine von vielen ist. Wenn wir die Quantentheorie auf das Universum anwenden, müssen wir außerdem zugeben, dass es in vielen Zuständen gleichzeitig existiert. Mit anderen Worten, indem wir die Anwendung von Quantenfluktuationen auf das Universum erlauben, sind wir praktisch gezwungen, die Existenz von Parallelwelten zuzugeben. Interessant ist auch, dass die Kombination von Stringtheorie und “ewiger” Die inflationäre Kosmologie (sprich das inflationäre Modell des Universums) bietet eine natürliche Grundlage für das sogenannte 'Landschafts-Multiversum'.

Unsere Welt ist viel größer und komplexer, als wir uns vorstellen können. Aber wir haben die Chance, die grundlegenden Mysterien des Universums zu lüften.

Inhalt

• 1 Theorie des Multiversums: Inflation

< li> 2 Theorie des Multiversums: Beobachtungen und Beweise

• 3 Theorie des Multiversums: CMB
• 4 Theorie des Multiversums: Der Urknall
• 5 Theorie des Multiversums: Dunkle Materie
• 6 Theorie des Multiversums: Wieder Inflation
• 7 Theorie des Multiversums: Kritik und Schlussfolgerungen

Theorie des Multiversums: Inflation

Los geht's mit dem Konzept des Multiversums taucht in mehreren Bereichen der Physik (und Philosophie) gleichzeitig auf, aber das markanteste Beispiel ist die Inflationstheorie, die ein hypothetisches Ereignis beschreibt, das geschah, als unser Universum noch sehr jung war – weniger als eine Sekunde alt. Laut NASA hat das Universum in unglaublich kurzer Zeit eine Zeit der schnellen Expansion durchgemacht, 'schwellig' und immer größer.

In unserem Universum wird Inflation geglaubt vor etwa 14 Milliarden Jahren zu Ende gegangen sein. Die Inflation endet jedoch nicht überall gleichzeitig. Die Forscher gehen davon aus, dass die Inflation in einer Region endet und in anderen anhält.

Während die Inflation in unserem Universum endete, könnte es also andere, viel weiter entfernte Regionen geben, in denen die Inflation weiterging – und gerade jetzt anhält. Darüber hinaus können einzelne Universen laut LiveScience & # 171; abklemmen & # 187; größere Schwellungen, sich ausdehnende Universen, die ein endloses Meer der ewigen Inflation mit zahlreichen individuellen Universen schaffen.

Inflationsmodell des Universums.

In diesem Szenario der ewigen Inflation würde jedes Universum mit seinen eigenen physikalischen Gesetzen, seiner eigenen Ansammlung von Teilchen, seiner eigenen Anordnung von Kräften und seinen eigenen Werten von Fundamentalkonstanten entstehen, sagen die Forscher.

Dies könnte erklären, warum unser Universum Eigenschaften hat, die es besitzt, und insbesondere solche, die mit Konzepten wie der Dunklen Materie oder der kosmologischen Konstanten schwer zu erklären sind. “Wenn es ein Multiversum gäbe, dann hätten wir zufällige kosmologische Konstanten in verschiedenen Universen, und es ist nur ein Zufall, dass die, die wir in unserem Universum haben, den Wert annimmt, den wir beobachten” – sagt Dan Heling , ein Kosmologe der University of Arizona und Experte für Multiversum-Theorie.

Mehr zum Thema: Warum glauben Physiker, dass wir in einem Multiversum leben?

Multiversum-Theorie: Beobachtungen und Beweise

Interessanterweise sind Beobachtungen ein weiterer Beweis für die Existenz des Cartoons – in unserem Universum mussten so viele Dinge passieren, dass die Existenz von Leben unglaublich erscheint. Und wenn es nur ein Universum gäbe, würde es höchstwahrscheinlich kein Leben darin geben. Aber im Multiversum ist die Lebenswahrscheinlichkeit viel höher . Aber diese Theorie kann kaum als überzeugend bezeichnet werden, daher stehen die meisten Wissenschaftler der Idee eines Multiversums immer noch skeptisch gegenüber.

Und dennoch haben viele versucht, weitere physikalische, überzeugende Beweise für seine Existenz zu finden. Wenn sich beispielsweise vor langer Zeit ein benachbartes Universum in der Nähe unseres Universums befand, ist es möglicherweise damit kollidiert und hat einen spürbaren Abdruck hinterlassen.

Der CMB kann & # 171;-Drucke & # 187; andere Universen.

Dieser Abdruck kann in Form von Verzerrungen in der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung oder Reliktstrahlung (Licht, das aus einer Zeit, als das Universum millionenfach kleiner war als heute ist, übrig geblieben ist) oder in den seltsamen Eigenschaften von Galaxien in Richtung der Kollision, laut einem von Forschern des University College London veröffentlichten Artikel. .

Sie fragen sich vielleicht: Wenn es andere Universen gibt, kollidieren sie dann mit unserem?

Einige Astrophysiker sind sogar noch weiter gegangen und haben nach speziellen Arten von Schwarzen Löchern gesucht, die Artefakte aus Teilen unseres Universums sein könnten, die sich durch einen Prozess namens Quantentunneln in ihr eigenes Universum aufspalten.

Wenn einige Bereiche unseres Universums auf diese Weise aufgeteilt würden, würden sie “Blasen” hinterlassen. in unserem Universum, die sich in diese einzigartigen Schwarzen Löcher verwandeln würden, die nach Ansicht der Forscher & # 171; heute & # 187; existieren könnten.

„Die mögliche Entdeckung dieser Schwarzen Löcher könnte dann auf die Existenz eines Multiversums hinweisen“, sagen theoretische Physiker. All diese Arten von Suchen haben jedoch bisher zu nichts geführt, daher bleibt heute Das Multiversum hypothetisch .

Theorie des Multiversums: Hintergrundstrahlung

1964 arbeiteten die Physiker Arno Penzias und Robert Wilson in den Bell Laboratories in Holmdel, New Jersey, an der Entwicklung hochempfindlicher Mikrowellenempfänger für radioastronomische Beobachtungen. Aber was auch immer sie taten, sie konnten die Hintergrundgeräusche der Empfänger nicht loswerden, die seltsamerweise aus allen Richtungen gleichzeitig zu kommen schienen.

Penzias kontaktierte den Physiker Robert Dicke von der Princeton University. der vorgeschlagen hat, dass Radiorauschen kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB) sein könnte, die die primäre Mikrowellenstrahlung ist, die das Universum erfüllt.

Wenn andere Universen wirklich existieren, könnten sie einen & # 171;-Abdruck & # 187; in der Reliktstrahlung, die das Universum gleichmäßig ausfüllt.

Dies ist die Geschichte der Entdeckung des CMB, einfach und elegant. Für ihre Entdeckung erhielten Penzias und Wilson 1978 aus gutem Grund den Nobelpreis für Physik. Ihre Arbeit leitete eine neue Ära der Kosmologie ein und ermöglichte es Wissenschaftlern, das Universum wie nie zuvor zu studieren und zu verstehen.

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Interessanterweise führte die Arbeit der Physiker auch zu einer der erstaunlichsten Entdeckungen der jüngeren Geschichte: Die einzigartigen Eigenschaften der Reliktstrahlung könnten der erste direkte Beweis dafür sein, dass es wirklich unendlich viele Welten außerhalb des bekannten Universums gibt. Um diese ungewöhnliche Aussage richtig zu verstehen, muss man jedoch an den Anfang der Zeit reisen.

Theorie des Multiversums: Der Urknall

Nach der allgemein anerkannten Theorie über die Entstehung des Universums war unser Universum während der ersten hunderttausend Jahre nach dem Urknall mit einem unglaublich heißen Plasma gefüllt, das aus Kernen, Elektronen und Photonen bestand, die Licht streuten.

Um etwa 380.000 Jahre kühlte sich unser Universum durch fortgesetzte Expansion auf Temperaturen unter 3000 Kelvin ab, wodurch sich Elektronen mit Kernen verbinden konnten, um neutrale Atome zu bilden, und die Absorption freier Elektronen ließ Licht die Dunkelheit erleuchten .

Den Beweis dafür – in Form des bereits erwähnten CMB – fanden Penzias und Wilson. Ihre Entdeckung half schließlich, die Urknalltheorie zu etablieren.

Das Universum, wie wir es heute kennen, hatte einen Anfang.

Siehe auch: Was geschah in den ersten Mikrosekunden nach dem Urknall?

Für viele Epochen kühlte die fortschreitende Expansion unser Universum auf eine Temperatur von nur etwa 2,7 K ab, aber diese Temperatur ist ungleichmäßig. Temperaturunterschiede entstehen durch die Tatsache, dass Materie ungleichmäßig im Universum verteilt ist … Es wird angenommen, dass dies durch winzige Schwankungen der Quantendichte verursacht wird, die unmittelbar nach dem Urknall auftraten.

Im Jahr 2017 veröffentlichten Forscher der University of Durham UK ein Papier, dessen Ergebnisse darauf hindeuten, dass & # 171; druckt & # 187; in der Reliktstrahlung (die sogenannten Cold Spots) können Hinweise auf die Existenz anderer Welten sein. Die Autoren vermuteten, dass die Flecken in der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung durch eine Kollision zwischen unserem Universum und einem anderen verursacht wurden.

Im Allgemeinen können die Flecken in der Reliktstrahlung als erster Beweis für die Existenz des Multiversums angesehen werden – Milliarden anderer Universen, ähnlich unserem eigenen, – schreiben die Forscher.

Multiversum-Theorie: Dunkle Materie

Neue, hochinteressante Forschung fügt der Sammlung der Theorie des Multiversums einen weiteren Beweis hinzu. Seine Ergebnisse, schreibt Vice, legen nahe, dass Schwarze Löcher, die aus kollabierten Universen entstanden sind, dunkle Materie erzeugen, und unser eigenes Universum mag für Außenstehende wie ein schwarzes Loch aussehen.

Eines der mysteriösesten Objekte im Universum, Schwarze Löcher, kann die Quelle dunkler Materie sein.

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Beachte, dass Dunkle Materie – eine unsichtbare Substanz, die den größten Teil der Masse des Universums ausmacht – obwohl sie kein nachweisbares Licht aussendet, existiert sie dennoch, da sie eine Gravitationswirkung auf Galaxienhaufen und andere emittierende Objekte im Weltraum hat.

< p> Um die Dunkle Materie zu erklären, wurde eine schwindelerregende Reihe von Hypothesen vorgeschlagen, aber jetzt haben Wissenschaftler vorgeschlagen, dass primordiale Schwarze Löcher, hypothetische Objekte, die aus den Anfängen des Universums stammen, ein brauchbarer Kandidat für Dunkle Materie sind. #187;. Zu diesem Schluss kam ein internationales Forscherteam aus den USA, Japan und Taiwan in einem im Januar dieses Jahres in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Artikel.

Mehr Details darüber, ob urzeitliche Schwarze Löcher eine Quelle dunkler Materie sein können und warum sie für Wissenschaftler so interessant sind, habe ich in diesem Artikel erzählt, ich empfehle die Lektüre!

Und doch, im Moment all dies sind die Konzepte spekulativ, obwohl Physiker erwarten, dass in den kommenden Jahren neue Arten der Beobachtung mit hochentwickelten Teleskopen viele Fragen beantworten werden.

Multiversum-Theorie: Wieder Inflation

Der berühmte britische theoretische Physiker Stephen Hawking starb am 14. März 2018, nachdem er jahrzehntelang an den Rollstuhl gefesselt und auf einen Sprachsynthesizer angewiesen war, an den Folgen der amyotrophen Lateralsklerose. Die letzte Forschungsarbeit des Wissenschaftlers, die nur 10 Tage vor seinem Tod veröffentlicht wurde, entstand gemeinsam mit dem Professor für theoretische Physik Thomas Hertog und betraf das Multiversum.

Wer weiß, in welcher der unzähligen Welten wir leben?

In einem Artikel mit dem Titel “Ein reibungsloser Ausstieg aus der ewigen Inflation?” Hawking und Hertog schlugen vor, dass die schnelle Expansion der Raumzeit nach dem Urknall wiederholt aufgetreten sein könnte und viele Universen geschaffen haben.

Ihre Arbeit ist in der Tat eine Erweiterung der Inflationstheorie, die darauf hindeutet, dass das vor dem Urknall Das Universum war mit Energie gefüllt, die selbst Teil des Weltraums war, und diese Energie verursachte eine exponentielle Ausdehnung des Weltraums. Es war diese Energie, die zum Urknall führte und darüber haben wir vorhin gesprochen.

Das ist interessant: Werden wir jemals wissen, wie das Universum entstanden ist?

Da Inflation jedoch, wie alles andere, quantenmechanischer Natur ist, bedeutet dies, dass es im Universum Raumbereiche geben muss, in denen Inflation endet und der Urknall beginnt. Diese Bereiche können jedoch niemals miteinander kollidieren, da sie durch Bereiche des sich aufblasenden Raums getrennt sind.

Theorie des Multiversums: Kritik und Schlussfolgerungen

Zusammenfassend sollte gesagt werden, dass, wenn jemand über die Theorie des Multiversums spricht, dies gleichzeitig kühn und bescheiden klingen kann. Doch viele Physiker reagieren ganz anders: Die Idee eines Multiversums ist ihrer Meinung nach unwissenschaftlich und vielleicht sogar “gefährlich”. das könnte zu fehlgeleiteten wissenschaftlichen Bemühungen führen.

Paul Steinhardt, Professor für Naturwissenschaften an der Princeton University, nannte die Theorie des Multiversums beispielsweise “The Theory of Anything”, da sie mit willkürlichen Beobachtungen kompatibel ist und daher keine empirische Voreingenommenheit hat.

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Die moderne Wissenschaft kann heute die Existenz des Multiversums weder beweisen noch widerlegen.

So oder so, trotz Kritik an der Theorie der multiplen Welten, wissenschaftliche Forschungsdaten (von denen einige in diesem Artikel beschrieben werden) erlauben es, sogar solche scheinbar verrückten Theorien aufzustellen. Zurück zur Analogie mit dem Ameisenhaufen, was wissen wir am Ende über die Welt, in der wir leben?

Glauben Sie, dass es ein Multiversum gibt oder die Bemühungen der Physiker in die falsche Richtung gelenkt werden? Wir warten hier sowie in den Kommentaren zu diesem Artikel auf die Antwort!