👿 🧑🏼 🐄 Demandez à Ethan n ° 45: jusqu'où s'étend le multivers? ⚗️ 🗿 🍋

Le lecteur demande:

Pourriez-vous expliquer la théorie du multivers plus en détail? Y aura-t-il différentes lois dans différents univers? Ou auront-ils tous des lois fondamentales? Ou tout cela se fera-t-il en même temps? Viennent-ils du centre de notre univers, ou chacun a son propre point de big bang?

Beaucoup de questions ont été posées en même temps, alors commençons par les bases - avec l'Univers, que nous connaissons et aimons.

Chaque point de cette vidéo est une galaxie contenant des millions à des milliards d'étoiles. Les plus grands ont une masse des milliers de fois supérieure à la masse de la Voie lactée. Et pour autant, ce «vol» ne nous montre que 0,0002% de toutes les galaxies qui nous sont visibles.

En sélectionnant une partie insignifiante du ciel et en dirigeant le télescope spatial Hubble vers lui pendant 23 jours, nous avons pu détecter 5 000 galaxies dans une partie éloignée de l'univers. Pour couvrir le ciel entier de ces sites, il faudrait 32 millions - ce qui signifie que dans l'univers, il y a au moins cent milliards de galaxies.

À plus grande échelle, notre vision cosmique s'étend sur 46 milliards d'années-lumière dans toutes les directions. Et puis nous savons seulement que l'univers a un âge fini, et que la vitesse de la lumière est également finie.

Mais, à notre connaissance, l'Univers continue plus loin. Notre coin du cosmos ne semble pas être différent des autres - dans une approximation approximative, l'Univers est approximativement homogène dans sa structure et ses propriétés.

Nous pouvons même étudier le rayonnement micro-ondes cosmique, le rayonnement résiduel de l'époque où l'Univers était si chaud qu'il ne pouvait pas former d'atomes neutres - ils étaient immédiatement brisés en morceaux.

Il s'agit d'un instantané du rayonnement de l'univers à une distance de 46 milliards d'années-lumière dans toutes les directions. Il n'a été émis que 380 000 ans après le Big Bang. Tout indique non seulement que l'Univers est presque partout le même en termes de densité et de propriétés, mais aussi que les lois de la physique sont les mêmes partout, et aussi que l'Univers ne se ferme pas comme une surface fermée.

Cela nous dit que l'Univers que nous voyons n'est qu'une partie de l'Univers entier. Toutes les étoiles, galaxies et radiations qui ont atteint la voie lactée pendant l'existence de l'Univers ne sont qu'une partie de ce qui a été créé pendant le Big Bang.

Et, malgré le fait que l'échelle de l'Univers nous soit inconnue, toutes les observations suggèrent que dans chacune de ses parties:

- les mêmes lois de la physique fonctionnent, à tout moment, n'importe où
- chaque région a sa propre histoire, et elle n'est pas unie relations causales avec les autres (n'échange pas d'informations avec eux)
- elles sont toutes issues d'un Big Bang

En d'autres termes, même au-delà des limites de l'Univers observable, il existe simplement un espace supplémentaire du même Univers - ce que nous appelons le niveau zéro du multivers, qui n'est essentiellement pas un multivers.

Mais nous pensons que le multivers existe - et pas seulement notre univers. Tout vient de nos idées sur la naissance de l'univers.

Actuellement, l'univers est en expansion (et en expansion depuis le Big Bang), proportionnellement à la quantité de matière et d'énergie qu'il contient. Quand elle était plus jeune, plus chaude, plus dense et plus énergique, son taux d'expansion était plus élevé. Aujourd'hui, la densité d'énergie est plus faible et continue de diminuer, tendant asymptotiquement vers une petite valeur non nulle.

Cette valeur non nulle est connue comme l'énergie sombre inhérente à l'espace lui-même. Sa valeur est petite, mais la matière et le rayonnement continuent de se dissiper dans l'Univers en expansion, et l'énergie sombre reste constante. En conséquence, l'énergie sombre contribue déjà plus que le reste à l'expansion de l'Univers.

La chose la plus étonnante est que l'Univers a fait la même chose avant le Big Bang, mais avec beaucoup plus d'énergie et de vitesse. Cette période a été appelée l'inflation cosmique.

L'inflation entraîne une expansion exponentielle de l'espace-temps, et si cela s'est produit dans le passé avec beaucoup d'énergie, cette expansion exponentielle était irréaliste. Pour seulement 10 ^-32quelques secondes, une région de la taille d'une particule subatomique s'élargirait à des tailles plus grandes que la partie observable d'aujourd'hui de l'univers.

En raison des propriétés de la théorie des champs quantiques, peu importe le début de l'inflation - la plupart des parties du cosmos se dilateraient exponentiellement et à l'infini. Mais cela n'est clairement pas arrivé dans notre partie de l'Univers - à un moment donné, l'inflation a pris fin et a engendré l'Univers d'aujourd'hui. Et le mécanisme qui a mis fin à l'inflation pour nous était censé y mettre fin dans le reste de l'univers.

Bien que les zones de l'Univers où l'inflation continue de croître plus rapidement que celles où elle s'est terminée, il doit y avoir un grand nombre de zones d'espace-temps non connectées où l'inflation s'est terminée - dans l'image ci-dessous, elles sont marquées X:

Ces régions distinctes de l'Univers, non connectées les unes aux autres, connaissent le Big Bang avec la fin de l'inflation - indépendamment les unes des autres. C'est ce que nous appelons le multivers de premier niveau. Habituellement, nous décrivons quatre niveaux différents du multivers, et c'est le premier, dans le contexte de l'inflation cosmique, qui est le plus susceptible de se produire.

Ceci est la réponse à la dernière question du lecteur - il existe différents univers, séparés les uns des autres, dont chacun a un Big Bang indépendant, qui s'est produit à la suite de l'explosion qui a donné naissance à l'univers que nous connaissons.

Et les autres univers? Doivent-ils avoir un ensemble identique de lois de la physique?

L'hypothèse multivers de second niveau dit que les constantes physiques des autres univers seront différentes des nôtres. Ceci est basé sur un ensemble d'hypothèses qui ne sont généralement pas exprimées:

il y a un type de symétrie qui se rétablit pendant l'inflation
à la fin de l'inflation, la symétrie est brisée
dans différents univers, la symétrie est brisée de différentes manières
c'est la symétrie brisée qui détermine les constantes fondamentales de l'Univers

Voyons ce que nous savons sur l'inflation et ce qui se passe quand elle se termine.

On pense que l'inflation cosmique est un champ quantique qui a une certaine valeur hors équilibre pendant l'inflation, mais à la fin tend à l'équilibre. D'après les mesures du rayonnement cosmique micro-ondes, on sait qu'à la fin de l'inflation, la valeur de son énergie était bien inférieure à celle de l'échelle de Planck. Ceci est généralement considéré comme l'énergie à laquelle les constantes de symétrie sont violées. Seulement dans le cas de la courbe orange sur l'image, et seulement dans le cas où ses minima ont des valeurs différentes, et seulement dans les cas où le champ d'inflation interagit avec différentes constantes fondamentales, l'autre Univers aura d'autres constantes.

Cela donne à penser que d'autres variantes de rupture de symétrie (électrofaibles ou symétrie de Higgs, par exemple) ne conduisent pas à un changement des constantes d'interaction fondamentales. Dans d'autres régions de notre univers, cela s'est produit et n'a pas entraîné de changement de constantes.

Par conséquent, bien que l'idée de la présence d'autres multivers de premier niveau avec d'autres constantes semble attrayante, nous avons toutes les raisons de croire que cela n'est guère possible, et il n'y a aucune raison de croire que la probabilité de leur présence est élevée.

Qu'en est-il des niveaux supérieurs multivers?

Ils ne peuvent être atteints que par une interprétation erronée délibérée de l'interprétation multidimensionnelle de la mécanique quantique.

Certaines personnes prétendent à tort que chaque fois que vous prenez une "décision" quantique, vous vous retrouvez dans l'un des deux univers possibles qui coïncidaient auparavant.

Peu importe combien il est romantique et attrayant, ce n'est pas de cela que parle la physique! Beaucoup d'éléments apportent une contribution non nulle à la fonction d'onde de l'Univers, et il n'y a pas beaucoup d'Univers, et lorsque vous effectuez des mesures, vous vous placez dans un Univers, et non dans un autre. En d'autres termes, la physique de l'interprétation multi-monde dit que la fonction d'onde quantique de l'Univers peut être représentée comme une superposition d'états - et pas du tout que toutes les possibilités se réalisent quelque part dans l'Univers. Une interprétation multi-monde est tout à fait acceptable, mais cela ne signifie pas qu'il existe des univers parallèles identiques aux nôtres.

Et le multivers du 4ème niveau est si loin dans le domaine des hypothèses et des hypothèses qu'il n'a pas de sens de se répandre longtemps. Elle prétend qu'il y a tous les univers possibles correspondant à toutes les constructions mathématiques possibles qui peuvent contrôler l'univers.

Donc, répondant à la question du lecteur:

- notre Univers s'étend plus loin que sa partie observée, et il a été créé pendant le Big Bang, et tous ont les mêmes lois de la physique et des constantes
- en raison de l'inflation, il y a d'autres Univers, avec d'autres Big Bangs, mais très probablement, leurs lois et constantes coïncident avec les nôtres
- elles ne sont pas toutes unies par des relations causales avec nous et ne peuvent pas nous affecter, tout comme nous le faisons sur elles
- chacun a sa propre histoire, et beaucoup peuvent avoir des observateurs raisonnables à la recherche de réponses à ces questions

Demandez à Ethan n ° 45: jusqu'où s'étend le multivers?

More articles: