🖕🏻 👅 👩🏾‍🍳 Demandez à Ethan n ° 96: la théorie de l'univers est-elle scientifique? 🤳🏻 🐺 🎪

Il est difficile de construire des modèles d'inflation qui ne conduisent pas à un multivers. Mais ce n'est pas impossible, et je pense qu'il y a ici un champ de recherche. Mais la plupart des modèles d'inflation mènent au multivers, et les preuves de l'inflation nous pousseront à prendre l'idée du multivers au sérieux.
- Alan Guth

Je reçois périodiquement une question qui touche aux limites les plus éloignées de ce que nous pouvons apprendre, imaginer ou sur lequel nous pouvons construire une théorie. Questions sur le début et la fin de l'univers, les lois de la nature et la science elle-même. Cette semaine, l'honneur de poser une question a été accordé à John Pashkov:

Vous avez écrit que la théorie scientifique révolutionnaire a besoin de trois choses, et la troisième d'affilée est qu'elle peut être vérifiée et confirmée ou réfutée. En même temps, la théorie du multivers ne semble pas réussir ce test.

Parlons de cela: les trois critères, le multivers, d'où il vient, et s'il répond aux normes élevées de la théorie scientifique.

La semaine dernière, j'ai décrit trois composantes de toute théorie scientifique révolutionnaire:

1. Reproduire tous les succès de la précédente.
2. Expliquez les nouveaux résultats qui contredisent les anciens.
3. Faites de nouvelles prédictions vérifiables qui n'ont pas été vérifiées auparavant et qui peuvent être vérifiées et justifiées ou rejetées.

C'est ainsi que pratiquement toutes les disciplines scientifiques ont connu des changements, de la physique «simple» à la biologie «complexe».

Le géocentrisme, avec ses épicycles, ses équivalents et ses déférents, a été remplacé par l'héliocentrisme képlérien et les orbites elliptiques, qui se sont ensuite étendus à la gravité newtonienne. Elle a expliqué non seulement l'emplacement et le mouvement des planètes, mais aussi les lunes de Jupiter, les phases de Vénus, l'orbite excentrique de Mars, et fait de nouvelles prédictions sur la fréquence et le retour des comètes.

Des centaines d'années plus tard, la gravité newtonienne n'a pas pu prédire les caractéristiques de l'orbite de Mercure, et c'est la théorie générale de la relativité d'Einstein qui a non seulement reproduit les succès de Newton, mais aussi les anomalies de l'orbite de Mercure, et a fait une prédiction vérifiable de la distorsion de la lumière des étoiles par les sources de gravité. Et quelques années plus tard, GTR a été confirmé et nous avons eu une nouvelle révolution scientifique à part entière.

Pour les biologistes, la théorie de Darwin, qui a été remplacée par la découverte de l'ADN, était un excellent exemple. La science progresse de cette manière - non seulement en réfutant les tentatives précédentes, mais en se développant afin de mieux décrire l'ensemble du spectre des phénomènes observables de l'Univers.

Et d'où vient le multivers, et qu'est-ce que c'est? Pour comprendre, nous commençons par notre idée de l'Univers. J'entends par là l'Univers observable - tout ce que nous pouvons voir, mesurer et avec lequel nous pouvons interagir.

Partout où nous regardons dans le ciel, nous voyons des étoiles et des galaxies connectées dans un réseau cosmique géant. Mais plus nous regardons dans l'espace, plus il se trouve dans le passé. Les galaxies éloignées sont plus jeunes et moins développées. Leurs étoiles ont moins d'éléments lourds, elles ont l'air plus petites car elles ont subi moins d'associations, les galaxies sont plus spirales et moins elliptiques (ces dernières se forment à cause des fusions), etc. Si nous atteignons les limites de notre visibilité, nous trouverons les premières étoiles de l'Univers, et au-delà se trouve une région d'obscurité où il ne reste que la lumière du Big Bang.

Mais le Big Bang lui-même, qui s'est produit partout à la même époque il y a environ 13,8 milliards d'années, n'était pas le début de l'espace et du temps. Il était le début de l'univers observable. Avant cela, il y avait une inflation cosmique avec un espace en expansion exponentielle rempli d'énergie inhérente à l'espace-temps lui-même.

L'inflation cosmique est un exemple de théorie qui a remplacé la précédente. Elle:

1. N'a pas contredit tous les succès du Big Bang et embrassé toute la cosmologie moderne.
2. Explication d'un certain nombre de problèmes inaccessibles au Big Bang, notamment la température uniforme de l'Univers, le plan spatial et l'absence de reliques à haute énergie comme les monopôles magnétiques.
3. Réalisation de nouvelles prévisions vérifiées par observation, dont quatre ont déjà été confirmées.

Mais l'une des conséquences de la théorie était que nous ne savons pas encore si nous pouvons le confirmer: le multivers.

En raison de l'inflation, l'espace se développe à un rythme exponentiel. C'est-à-dire que ce qui existait avant le Big Bang est devenu beaucoup, beaucoup plus que ce qu'il était. C'est bien - cela explique l'uniformité et la taille de l'univers. Avec la fin de l'inflation, l'Univers est rempli de matière et de rayonnement, ce que nous observons comme le Big Bang. Mais c'est étrange.

Selon des mécanismes viables, grâce auxquels l'inflation est suffisante pour créer un univers observable, il y a d'autres parties de l'espace entourant notre (dans lesquelles l'inflation s'est terminée), où l'inflation ne s'est pas terminée aussi rapidement. Ce qui conduit au phénomène de «l'inflation perpétuelle».

Grâce à la mécanique quantique, l'inflation a une chance de finir dans n'importe quelle région à tout moment ... Mais il y a aussi une probabilité finale de ne pas finir dans n'importe quelle région à tout moment. Là où il se termine, le Big Bang et l'Univers apparaissent - les mêmes que les nôtres (sur la photo, ils sont indiqués par des croix rouges).

Là où l'inflation ne s'arrête pas, l'espace se dilate, ce qui conduit à l'émergence de régions dont le Big Bang est séparé causalement des nôtres et de régions dans lesquelles l'inflation se poursuit.

Et ainsi de suite.

Nous ne savons pas grand-chose de ces autres univers:

• Les lois de la physique, des particules, des constantes fondamentales coïncident-elles avec les nôtres là-bas?
• Leur densité et autres propriétés coïncident-elles avec les nôtres?
• Sommes-nous confondus de quelque manière que ce soit avec d'autres univers?

Peut-être oui, peut-être non. Une approche conservatrice suggère que les réponses à ces questions devraient être «oui», «oui» et «non», respectivement. Mais nous arrivons maintenant à la question principale du lecteur: cette théorie est-elle scientifique?

Le multivers n'est pas une théorie scientifique en soi. Ce sont les conséquences théoriques des lois de la physique selon leur interprétation actuelle. Il est possible que même la conséquence inévitable soit que si vous avez un univers inflationniste contrôlé par la physique quantique, vous devrez faire face à certains phénomènes.

Mais le multivers n'explique pas nécessairement tout ce qui se passe dans notre univers. Il ne résout pas nos problèmes actuels (appelant des mots tels que «paysage», «énergie du vide», «principe anthropique», «constante cosmologique», vous ne comprenez tout simplement pas ce que signifie «résoudre des problèmes»). Pire encore, elle ne fait aucune prédiction précise de ce que nous pourrions observer.

Et qu'est-ce que tout cela signifie? Apparemment, le multivers - si nous acceptons l'exactitude de notre compréhension de l'Univers et de son histoire - existe. En dehors de la partie observable de l'Univers, il y a probablement beaucoup d'autres choses, et il y a probablement d'autres univers qui ont commencé après leur Big Bang, et ils ne peuvent pas interagir avec le nôtre.

Mais cela signifie également que cela est au-delà de la vérifiabilité en principe. La seule façon que j'imagine est catastrophique: restaurer l'inflation, confondre plusieurs observateurs dispersés dans différentes régions d'inflation, et observer comment elle se termine et comment différentes choses en découlent à différents moments, en supposant que vous pouvez faire quelque chose comprendre quand vous brisez l'intrication quantique (et cela est encore inconnu).

Et pour cela, au fait, il faut survivre au Big Bang, dans lequel je vous souhaite bonne chance. Mais si vous échouez, je rejoindrai John et d'autres sceptiques: le multivers peut être un résultat intéressant et même inévitable de la physique. Mais tant que nous ne pouvons pas le vérifier scientifiquement - et il peut arriver que nous ne le puissions jamais - ce n'est pas assez bon pour la science. C'est une hypothèse théorique qui a du sens, mais ce n'est pas une théorie scientifique, et en raison des limites de l'Univers, elle pourrait ne jamais en devenir une.

Qu'est-ce que c'est? Il peut devenir une nouvelle classe de sujets que nous commençons à comprendre: la première "métaphysique" motivée physiquement découverte par nous. Pour la première fois, nous comprenons les limites de l'univers, ses informations et ce que cela signifie pour la connaissance. Et au-delà et après ça? C'est peut-être là que la métaphysique commence, et là, le multivers, peut-être, restera pour toujours.

Merci pour la question philosophique, et j'espère que vous avez apprécié ce numéro! Envoyez-moi vos questions et suggestions pour les articles suivants à startswithabang à gmail dot com.

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