Tanyakan Ethan No. 45: Seberapa Jauh Multiverse Perluas?
Pembaca bertanya:Bisakah Anda menjelaskan teori multiverse lebih terinci? Akankah ada hukum yang berbeda di alam semesta yang berbeda? Atau akankah mereka semua memiliki beberapa hukum dasar? Atau akankah semuanya terjadi bersamaan? Apakah mereka datang dari pusat alam semesta kita, atau masing-masing dari mereka memiliki titik puncaknya sendiri?
Banyak pertanyaan diajukan sekaligus, jadi mari kita mulai dengan dasar-dasar - dengan Semesta, yang kita kenal dan cintai.Setiap titik dalam video ini adalah galaksi yang berisi dari jutaan hingga triliunan bintang. Yang terbesar memiliki massa ribuan kali lebih besar dari massa Bimasakti. Dan untuk semua itu, "penerbangan" ini menunjukkan kepada kita hanya 0,0002% dari semua galaksi yang terlihat oleh kita.
Memilih bagian langit yang biasa-biasa saja, dan mengarahkan Teleskop Luar Angkasa Hubble selama 23 hari, kami dapat mendeteksi 5.000 galaksi dari bagian terpencil alam semesta. Untuk menutupi seluruh langit situs semacam itu akan membutuhkan 32 juta - ini berarti bahwa di alam semesta setidaknya ada seratus miliar galaksi.Pada skala terbesar, visi kosmik kami meluas selama 46 miliar tahun cahaya ke segala arah. Dan kemudian kita hanya tahu bahwa alam semesta memiliki zaman yang terbatas, dan bahwa kecepatan cahaya juga terbatas.
Tapi, sejauh yang kita tahu, Semesta terus berlanjut. Sudut kosmos kita tampaknya tidak berbeda dari yang lain - dalam perkiraan kasar, Semesta kira-kira homogen dalam struktur dan sifat.Kita bahkan dapat mempelajari radiasi gelombang mikro kosmik, sisa radiasi dari waktu ketika alam semesta begitu panas sehingga tidak dapat membentuk atom netral - mereka segera dipecah menjadi beberapa bagian.
Ini adalah potret radiasi alam semesta dari jarak 46 miliar tahun cahaya ke segala arah. Itu dipancarkan hanya 380.000 tahun setelah Big Bang. Semuanya menunjukkan tidak hanya bahwa Alam Semesta hampir sama di mana-mana dalam hal kepadatan dan sifat, tetapi juga bahwa hukum fisika sama di mana-mana, dan juga bahwa Alam Semesta tidak menutup sendiri seperti permukaan yang tertutup.Ini memberitahu kita bahwa Alam Semesta yang kita lihat hanyalah bagian dari keseluruhan Alam Semesta. Semua bintang, galaksi dan radiasi yang mencapai Bima Sakti selama keberadaan Semesta hanyalah bagian dari apa yang diciptakan selama Big Bang.
Dan, terlepas dari kenyataan bahwa skala Semesta tidak diketahui oleh kita, semua pengamatan menunjukkan bahwa di setiap bagiannya:- hukum fisika yang sama bekerja, kapan saja, di mana saja- setiap wilayah memiliki sejarahnya sendiri, dan tidak disatukan hubungan sebab akibat dengan orang lain (tidak bertukar informasi dengan mereka)- mereka semua berasal dari satu Big BangDengan kata lain, bahkan melampaui batas-batas Alam Semesta yang dapat diamati, hanya ada ruang tambahan dari Alam Semesta yang sama - apa yang kita sebut tingkat nol dari multiverse, yang pada dasarnya bukan multiverse.Tetapi kami percaya bahwa multiverse itu ada - dan bukan hanya alam semesta kita. Semuanya berasal dari ide kami tentang bagaimana alam semesta dilahirkan.Saat ini, alam semesta mengembang (dan mengembang sejak Big Bang), sebanding dengan jumlah materi dan energi di dalamnya. Ketika dia lebih muda, lebih panas, lebih padat dan lebih energik, tingkat ekspansi nya lebih besar. Saat ini, densitas energi lebih rendah, dan terus menurun, cenderung asimtotik ke nilai yang tidak nol.Nilai nol ini dikenal sebagai energi gelap yang melekat dalam ruang itu sendiri. Nilainya kecil, tetapi materi dan radiasi terus menghilang di alam semesta yang mengembang, dan energi gelap tetap konstan. Akibatnya, energi gelap sudah berkontribusi lebih dari yang lain untuk perluasan Semesta.Hal yang paling menakjubkan adalah bahwa Semesta melakukan hal yang sama sebelum Big Bang, hanya dengan energi dan kecepatan yang jauh lebih besar. Periode ini disebut Inflasi Kosmik.
Inflasi menyebabkan ruang-waktu berkembang secara eksponensial, dan jika itu terjadi di masa lalu dengan banyak energi, maka ekspansi eksponensial ini sangat cepat dan tidak realistis. Hanya 10 -32detik, suatu wilayah ukuran partikel subatomik akan meluas ke ukuran yang lebih besar dari bagian alam semesta yang dapat diamati saat ini.Karena sifat-sifat teori medan kuantum, tidak masalah bagaimana inflasi dimulai - sebagian besar kosmos akan berkembang secara eksponensial dan hingga tak terbatas. Tetapi ini jelas tidak terjadi di bagian Semesta kita - pada titik tertentu, inflasi berakhir, dan menelurkan Alam Semesta kita saat ini. Dan mekanisme yang mengakhiri inflasi bagi kita seharusnya mengakhirinya di seluruh alam semesta.Meskipun area di Alam Semesta tempat inflasi terus tumbuh lebih cepat daripada yang berakhirnya, harus ada sejumlah besar ruang-waktu yang tidak terhubung di mana inflasi berakhir - dalam gambar di bawah ini ditandai X:
Daerah-daerah yang terpisah di Semesta ini, yang tidak terhubung satu sama lain, mengalami Big Bang dengan akhir inflasi - tanpa bergantung satu sama lain. Inilah yang kami sebut multiverse tingkat pertama. Biasanya kami menguraikan empat tingkat multiverse yang berbeda, dan ini, yang pertama, dalam konteks inflasi kosmik, paling mungkin terjadi.Ini adalah jawaban untuk pertanyaan terakhir pembaca - ada Alam Semesta yang berbeda, terpisah satu sama lain, masing-masing memiliki Big Bang yang independen, yang terjadi sebagai akibat ledakan yang memunculkan Semesta yang kita kenal.
Bagaimana dengan alam semesta lain? Apakah mereka diharuskan memiliki seperangkat hukum fisika yang identik?Hipotesis multiverse tingkat kedua mengatakan bahwa konstanta fisik alam semesta lain akan berbeda dari kita. Ini didasarkan pada serangkaian asumsi yang biasanya tidak disuarakan:- ada jenis simetri yang pulih selama inflasi
- pada akhir inflasi, simetri rusak
- dalam alam semesta yang berbeda simetri rusak dengan cara yang berbeda
- simetri yang rusaklah yang menentukan konstanta fundamental Alam Semesta
Mari kita lihat apa yang kita ketahui tentang inflasi, dan apa yang terjadi ketika itu berakhir.
Diyakini bahwa inflasi kosmik adalah bidang kuantum yang memiliki nilai non-kalibrasi selama inflasi, tetapi pada akhirnya cenderung ke keseimbangan. Dari pengukuran radiasi kosmik gelombang mikro diketahui bahwa pada akhir inflasi nilai energinya jauh lebih rendah daripada nilai pada skala Planck. Ini biasanya dianggap sebagai energi di mana konstanta simetri dilanggar. Hanya dalam kasus kurva oranye dalam gambar, dan hanya dalam kasus ketika nilai minimumnya memiliki nilai yang berbeda, dan hanya dalam kasus di mana bidang inflasi berinteraksi dengan konstanta fundamental yang berbeda, Alam Semesta yang lain akan memiliki konstanta lain.Ini memberikan alasan untuk percaya bahwa varian lain dari pemecahan simetri (electroweak, atau Higgs simetri, misalnya) tidak mengarah pada perubahan konstanta interaksi fundamental. Di wilayah lain di alam semesta kita, ini terjadi, dan tidak mengarah pada perubahan konstanta.
Oleh karena itu, walaupun gagasan tentang kehadiran multiverse tingkat pertama lainnya dengan konstanta lain terlihat menarik, kami memiliki setiap alasan untuk percaya bahwa ini hampir tidak mungkin, dan tidak ada alasan untuk percaya bahwa kemungkinan kehadiran mereka tinggi.Bagaimana dengan multiverse level yang lebih tinggi?Mereka dapat dipenuhi hanya dengan sengaja salah menafsirkan interpretasi multidimensi mekanika kuantum.
Beberapa orang secara keliru mengklaim bahwa setiap kali Anda membuat "keputusan" kuantum, Anda berada di salah satu dari dua Alam Semesta yang mungkin bertepatan satu sama lain sebelumnya.Tidak peduli seberapa romantis dan menariknya, ini bukan apa yang dibicarakan fisika! Banyak elemen memberikan kontribusi nol pada fungsi gelombang Alam Semesta, dan tidak ada banyak Alam Semesta, dan ketika Anda melakukan pengukuran, Anda menempatkan diri dalam satu Alam Semesta, dan bukan di Alam Semesta lainnya. Dengan kata lain, fisika interpretasi multi-dunia mengatakan bahwa fungsi gelombang kuantum Alam Semesta dapat direpresentasikan sebagai superposisi keadaan - dan sama sekali tidak semua kemungkinan diwujudkan di suatu tempat di Semesta. Interpretasi multi-dunia sepenuhnya dapat diterima, tetapi ini tidak berarti bahwa alam semesta paralel yang identik dengan kita ada.
Dan multiverse dari level 4 sejauh ini di bidang asumsi dan hipotesis bahwa tidak masuk akal untuk menyebarkannya untuk waktu yang lama. Dia mengklaim bahwa ada semua alam semesta yang mungkin berhubungan dengan semua konstruksi matematika yang mungkin yang dapat mengendalikan alam semesta.Jadi, menjawab pertanyaan pembaca:- Alam semesta kita meluas lebih jauh dari bagian yang diamati, dan ia diciptakan selama Big Bang, dan semua memiliki hukum fisika dan konstanta yang sama- karena inflasi ada Alam Semesta lain, dengan Big Bang lainnya, tetapi kemungkinan besar, hukum dan konstanta mereka bertepatan dengan kita- mereka semua tidak disatukan oleh hubungan sebab akibat dengan kita dan tidak dapat mempengaruhi kita, sama seperti yang kita lakukan pada mereka- masing-masing memiliki kisah uniknya sendiri, dan banyak yang mungkin memiliki pengamat yang masuk akal mencari jawaban atas pertanyaan-pertanyaan tersebut Source: https://habr.com/ru/post/id393741/
All Articles