Pregúntele a Ethan No. 96: ¿Es científica la teoría del universo?
Es difícil construir modelos de inflación que no conduzcan a un multiverso. Pero no es imposible, y creo que hay un campo para la investigación aquí. Pero la mayoría de los modelos de inflación conducen al multiverso, y la evidencia de inflación nos empujará a tomar en serio la idea del multiverso.
- Alan Guth
Periódicamente, recibo una pregunta que toca los límites más lejanos de lo que podemos aprender, imaginar o sobre lo que podemos construir una teoría. Preguntas sobre el principio y el fin del universo, las leyes de la naturaleza y la ciencia misma. Esta semana, el honor de hacer una pregunta ha sido otorgado a John Pashkov:Usted escribió que la teoría científica revolucionaria necesita tres cosas, y la tercera es que se puede verificar, confirmar o refutar. Al mismo tiempo, la teoría del multiverso no parece pasar esta prueba.
Hablemos de esto: los tres criterios, el multiverso, de dónde viene y si cumple con los altos estándares de la teoría científica.
La semana pasada, describí tres componentes de cualquier teoría científica revolucionaria:1. Reproduzca todos los éxitos de la anterior.2. Explique los nuevos resultados que contradicen los anteriores.3. Haga predicciones nuevas y verificables que no hayan sido verificadas previamente y que puedan verificarse y justificarse o rechazarse.Así es como prácticamente se produjeron cambios en todas las disciplinas científicas, desde la física "simple" hasta la biología "compleja".
El geocentrismo, con sus epiciclos, equivalentes y deferentes, fue reemplazado por el heliocentrismo de Kepler y las órbitas elípticas, que luego se expandieron a la gravedad newtoniana. Explicó no solo la ubicación y el movimiento de los planetas, sino también las lunas de Júpiter, las fases de Venus, la órbita excéntrica de Marte, e hizo nuevas predicciones sobre la frecuencia y el retorno de los cometas.Cientos de años después, la gravedad newtoniana no pudo predecir las características de la órbita de Mercurio, y fue la Teoría General de la Relatividad de Einstein la que no solo reprodujo los éxitos de Newton, sino también las anomalías de la órbita de Mercurio, e hizo una predicción verificable de la distorsión de la luz estelar por las fuentes de gravedad. Y solo unos años después, se confirmó el GTR, y obtuvimos una nueva revolución científica completa.
Para los biólogos, la teoría de Darwin, que fue reemplazada por el descubrimiento del ADN, fue un excelente ejemplo. La ciencia avanza de esta manera, no solo refutando intentos anteriores, sino que se expande para describir mejor el espectro completo de fenómenos observables del Universo.¿Y de dónde vino el multiverso y qué es? Para comprender, comenzamos con nuestra idea del Universo. Con esto me refiero al Universo observable: todo lo que podemos ver, medir y con el que podemos interactuar.
Dondequiera que miremos en el cielo, vemos estrellas y galaxias conectadas en una red cósmica gigante. Pero cuanto más miramos al espacio, más se encuentra en el pasado. Las galaxias distantes son más jóvenes y menos desarrolladas. Sus estrellas tienen menos elementos pesados, se ven más pequeñas porque experimentaron menos asociaciones, las galaxias son más espirales y menos elípticas (estas últimas se forman debido a fusiones), y así sucesivamente. Si llegamos a los límites de nuestra visibilidad, encontraremos las primeras estrellas del Universo, y más allá de ellas hay una región de oscuridad donde solo queda luz del Big Bang.Pero el Big Bang en sí, que ocurrió en todas partes al mismo tiempo hace unos 13.800 millones de años, no fue el comienzo del espacio y el tiempo. Fue el comienzo del universo observable. Antes de eso hubo inflación cósmica con un espacio en expansión exponencial lleno de energía inherente al espacio-tiempo mismo.
La inflación cósmica es un ejemplo de una teoría que ha reemplazado a la anterior. Ella:1. No contradijo todos los éxitos del Big Bang y abrazó toda la cosmología moderna.2. Explicó una serie de problemas que son inaccesibles para el Big Bang, incluida la temperatura uniforme del Universo, el plano espacial y la ausencia de reliquias de alta energía como los monopolos magnéticos.3. Realizó nuevas predicciones verificadas mediante observación, cuatro de las cuales ya han sido confirmadas.Pero una de las consecuencias de la teoría fue que aún no sabemos si podemos confirmarlo: el multiverso.
Debido a la inflación, el espacio se expande a una tasa exponencial. Es decir, lo que existía antes del Big Bang se convirtió en mucho, mucho, mucho más de lo que era. Esto es bueno: explica la uniformidad y el tamaño del universo. Con el fin de la inflación, el Universo se llena de materia y radiación, y esto lo observamos como el Big Bang. Pero eso es extraño.Según mecanismos viables, gracias a los cuales la inflación es suficiente para crear un Universo observable, hay otras partes del espacio que rodea nuestro (en el que terminó la inflación), donde la inflación no terminó tan rápido. Lo que conduce al fenómeno de la "inflación perpetua".
Gracias a la mecánica cuántica, la inflación tiene la posibilidad de terminar en cualquier región en cualquier momento ... Pero también hay una probabilidad final de no terminar en ninguna región en ningún momento. Donde termina, aparecen el Big Bang y el Universo, lo mismo que el nuestro (en la imagen están indicados con cruces rojas).Donde la inflación no termina, el espacio se expande, lo que conduce a la aparición de regiones cuyos Big Bangs están causalmente separados del nuestro, y regiones en las que la inflación continuará.Y así sucesivamente.
No sabemos mucho sobre estos otros universos:• ¿Las leyes de la física, las partículas y las constantes fundamentales coinciden con las nuestras allí?• ¿Su densidad y otras propiedades coinciden con las nuestras?• ¿Estamos de alguna manera cuántica confundidos con otros universos?Quizás sí, quizás no. Un enfoque conservador sugiere que las respuestas a estas preguntas deberían ser "sí", "sí" y "no", respectivamente. Pero ahora llegamos a la pregunta principal del lector: ¿es esta teoría científica?
El multiverso no es una teoría científica en sí misma. Estas son las consecuencias teóricas de las leyes de la física según su interpretación actual. Es posible que incluso la consecuencia inevitable sea que si tienes un Universo inflacionario controlado por la física cuántica, tendrás que lidiar con algunos fenómenos.Pero el multiverso no necesariamente explica todo lo que sucede en nuestro universo. No resuelve nuestros problemas actuales (llamando palabras como "paisaje", "energía de vacío", "principio antrópico", "constante cosmológica", simplemente no entiendes lo que significa "resolver problemas"). Lo peor de todo, ella no hace predicciones precisas de lo que podríamos observar.
¿Y qué significa todo esto? Aparentemente, el multiverso, si aceptamos la exactitud de nuestra comprensión del Universo y su historia, existe. Fuera de la parte observable del Universo, probablemente hay muchas otras cosas, y probablemente hay otros universos que comenzaron después de sus Big Bangs, y no pueden interactuar con los nuestros.Pero también esto significa que está más allá de la verificabilidad en principio. La única forma que puedo imaginar es catastrófica: restaurar la inflación, confundir a varios observadores dispersos en diferentes regiones de inflación y observar cómo termina y cómo surgen diferentes cosas en diferentes momentos, suponiendo que se puede hacer algo entienda cuando rompa el enredo cuántico (y esto aún se desconoce).
Y para esto, por cierto, es necesario sobrevivir al Big Bang, en el que te deseo buena suerte. Pero si esto no funciona para usted, entonces me uniré a John y otros escépticos: el multiverso puede ser un resultado interesante e incluso inevitable de la física. Pero hasta que podamos verificarlo científicamente, y puede suceder que nunca podamos hacerlo, no es lo suficientemente bueno para la ciencia. Esta es una suposición teórica que tiene sentido, pero no es una teoría científica, y debido a las limitaciones del Universo, puede que nunca se convierta en una.Que es esto Puede convertirse en una nueva clase de temas que estamos comenzando a entender: la primera "metafísica" motivada físicamente descubierta por nosotros. Por primera vez, entendemos las limitaciones del universo, su información y lo que significa para la capacidad de conocimiento. ¿Y más allá y después de eso? Quizás aquí es donde comienza la metafísica, y allí el multiverso, tal vez, permanecerá para siempre.Gracias por la pregunta filosófica, ¡y espero que hayas disfrutado este tema! Envíeme sus preguntas y sugerencias para los siguientes artículos a beginwithabang en gmail dot com.Source: https://habr.com/ru/post/es398021/
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