🐉 ✌🏼 🤘🏿 Tanyakan Ethan No. 96: Apakah Teori Alam Semesta Ilmiah? ⚓️ 🐕 ↗️

Sulit untuk membangun model inflasi yang tidak mengarah ke multiverse. Tapi itu bukan tidak mungkin, dan saya pikir ada bidang untuk penelitian di sini. Tetapi sebagian besar model inflasi mengarah pada multiverse, dan bukti inflasi akan mendorong kita untuk mengambil ide multiverse dengan serius.
- Alan Guth

Secara berkala, saya mendapat pertanyaan yang menyentuh batas terjauh dari apa yang dapat kita pelajari, bayangkan, atau tentang yang dapat kita bangun teori. Pertanyaan tentang awal dan akhir alam semesta, hukum-hukum alam dan sains itu sendiri. Minggu ini, kehormatan untuk mengajukan pertanyaan telah diberikan kepada John Pashkov:

Anda menulis bahwa teori ilmiah revolusioner membutuhkan tiga hal, dan yang ketiga berturut-turut adalah teori itu dapat diverifikasi dan dikonfirmasi atau disangkal. Pada saat yang sama, teori multiverse tampaknya tidak lulus ujian ini.

Mari kita bicarakan ini: tiga kriteria, multiverse, dari mana asalnya, dan apakah memenuhi standar tinggi teori ilmiah.

Minggu lalu, saya menguraikan tiga komponen teori ilmiah revolusioner:

1. Reproduksi semua keberhasilan yang sebelumnya.
2. Jelaskan hasil baru yang bertentangan dengan yang lama.
3. Buat prediksi baru yang dapat diverifikasi yang belum diverifikasi sebelumnya, dan yang dapat diverifikasi serta dibenarkan, atau ditolak.

Itulah bagaimana praktis dalam semua pergeseran disiplin ilmu terjadi, dari fisika "sederhana" ke biologi "kompleks".

Geosentrisme, dengan epiklik, persamaan, dan perbedaannya, digantikan oleh heliosentrisme dan orbit elips Kepler, yang kemudian diperluas ke gravitasi Newton. Dia menjelaskan tidak hanya lokasi dan pergerakan planet-planet, tetapi juga bulan-bulan Jupiter, fase-fase Venus, orbit eksentrik Mars, dan membuat prediksi baru tentang frekuensi dan kembalinya komet.

Ratusan tahun kemudian, gravitasi Newton tidak dapat memprediksi karakteristik orbit Merkurius, dan Teori Relativitas Umum Einstein-lah yang tidak hanya mereproduksi keberhasilan Newton, tetapi juga anomali orbit Merkurius, dan membuat prediksi yang dapat diverifikasi mengenai distorsi cahaya bintang oleh sumber gravitasi. Dan hanya beberapa tahun kemudian, GTR dikonfirmasi, dan kami mendapat revolusi ilmiah baru yang lengkap.

Bagi ahli biologi, teori Darwin, yang digantikan oleh penemuan DNA, adalah contoh yang bagus. Ilmu pengetahuan maju dengan cara ini - tidak hanya menyangkal upaya sebelumnya, tetapi berkembang untuk lebih menggambarkan seluruh spektrum fenomena yang dapat diamati dari Semesta.

Dan dari mana multiverse itu berasal, dan apa itu? Untuk pemahaman, kita mulai dengan ide kita tentang Semesta. Yang saya maksudkan adalah Semesta yang dapat diamati - segala sesuatu yang dapat kita lihat, ukur, dan dengannya kita dapat berinteraksi.

Di mana pun kita melihat ke langit, kita melihat bintang dan galaksi terhubung dalam jaring kosmik raksasa. Tetapi semakin jauh kita melihat ke ruang angkasa, semakin jauh ia menemukan dirinya di masa lalu. Galaksi jauh lebih muda dan kurang berkembang. Bintang-bintang mereka memiliki lebih sedikit unsur-unsur berat, mereka terlihat lebih kecil karena mereka mengalami lebih sedikit asosiasi, galaksi lebih spiral dan kurang elips (yang terakhir terbentuk karena merger), dan sebagainya. Jika kita sampai pada batas visibilitas kita, kita akan menemukan bintang-bintang paling awal di Alam Semesta, dan di luarnya adalah wilayah kegelapan di mana hanya ada cahaya yang tersisa dari Big Bang.

Tetapi Big Bang itu sendiri, yang terjadi di mana-mana pada saat yang sama sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, bukanlah awal dari ruang dan waktu. Dia adalah awal dari alam semesta yang dapat diamati. Sebelum itu ada inflasi kosmik dengan ruang yang diperluas secara eksponensial yang dipenuhi dengan energi yang melekat dalam ruang-waktu itu sendiri.

Inflasi kosmik adalah contoh dari teori yang telah menggantikan teori sebelumnya. Dia:

1. Tidak bertentangan dengan semua kesuksesan Dentuman Besar dan merangkul semua kosmologi modern.
2. Menjelaskan sejumlah masalah yang tidak dapat diakses oleh Big Bang, termasuk suhu seragam Semesta, bidang spasial, dan tidak adanya peninggalan berenergi tinggi seperti monopole magnetik.
3. Membuat prediksi baru diverifikasi melalui pengamatan, empat di antaranya telah dikonfirmasi.

Tetapi salah satu konsekuensi dari teori ini adalah bahwa kita belum tahu apakah kita dapat mengonfirmasinya: multiverse.

Karena inflasi, ruang mengembang pada tingkat eksponensial. Yaitu, apa yang ada sebelum Big Bang menjadi jauh, jauh, jauh lebih banyak daripada sebelumnya. Ini bagus - ini menjelaskan keseragaman dan ukuran alam semesta. Dengan berakhirnya inflasi, Semesta dipenuhi dengan materi dan radiasi, dan ini kita amati sebagai Big Bang. Tapi itu aneh.

Menurut mekanisme yang memungkinkan, berkat inflasi yang cukup untuk menciptakan Semesta yang dapat diamati, ada bagian lain dari ruang di sekitar kita (di mana inflasi berakhir), di mana inflasi tidak berakhir begitu cepat. Yang mengarah pada fenomena "inflasi abadi."

Berkat mekanika kuantum, inflasi memiliki peluang untuk berakhir di kawasan mana pun setiap saat ... Tetapi ada juga kemungkinan akhir untuk tidak berakhir di kawasan mana pun kapan pun. Di mana itu berakhir, Big Bang dan Semesta muncul - sama seperti kita (dalam gambar mereka ditunjukkan oleh persilangan merah).

Di mana inflasi tidak berakhir, ruang meluas, yang mengarah pada munculnya daerah-daerah yang Poni Besarnya terpisah dari wilayah kita, dan wilayah tempat inflasi akan berlanjut.

Dan sebagainya.

Kita tidak tahu banyak tentang Alam Semesta yang lain ini:

• Apakah hukum fisika, partikel, konstanta fundamental bersamaan dengan kita di sana?
• Apakah kepadatannya dan sifat-sifat lainnya sesuai dengan kita?
• Apakah kita dengan cara kuantum bingung dengan alam semesta lain?

Mungkin ya, mungkin tidak. Pendekatan konservatif menunjukkan bahwa jawaban untuk pertanyaan-pertanyaan ini harus masing-masing “ya”, “ya” dan “tidak”. Tetapi sekarang kita sampai pada pertanyaan utama pembaca: apakah teori ini ilmiah?

Multiverse itu sendiri bukan teori ilmiah. Ini adalah konsekuensi teoretis dari hukum fisika sesuai dengan interpretasinya saat ini. Ada kemungkinan bahwa bahkan konsekuensi yang tak terhindarkan adalah bahwa jika Anda memiliki Semesta inflasi yang dikendalikan oleh fisika kuantum, Anda harus berurusan dengan beberapa fenomena.

Tetapi multiverse tidak serta merta menjelaskan segala sesuatu yang terjadi di alam semesta kita. Itu tidak menyelesaikan masalah kita saat ini (memanggil kata-kata seperti "lansekap", "energi vakum", "prinsip antropik", "konstanta kosmologis", Anda tidak mengerti apa artinya "memecahkan masalah"). Yang terburuk, dia tidak membuat prediksi akurat tentang apa yang mungkin kita amati.

Dan apa artinya semua itu? Rupanya, multiverse - jika kita menerima kebenaran pemahaman kita tentang Semesta dan sejarahnya - ada. Di luar bagian yang bisa diamati dari Alam Semesta, mungkin ada banyak hal lain, dan mungkin ada alam semesta lain yang dimulai setelah Big Bangs mereka, dan mereka tidak dapat berinteraksi dengan kita.

Tetapi ini juga berarti bahwa hal itu tidak dapat dibuktikan secara prinsip. Satu-satunya cara saya dapat membayangkan adalah bencana: untuk mengembalikan inflasi, membingungkan beberapa pengamat yang tersebar di berbagai daerah inflasi, dan mengamati bagaimana itu berakhir dan bagaimana hal-hal yang berbeda muncul darinya pada titik waktu yang berbeda, dengan asumsi bahwa Anda dapat melakukan sesuatu mengerti ketika Anda memecahkan keterikatan kuantum (dan ini masih belum diketahui).

Dan untuk ini, omong-omong, perlu untuk selamat dari Big Bang, di mana saya berharap Anda beruntung. Tetapi jika Anda gagal, maka saya akan bergabung dengan John dan skeptis lainnya: multiverse dapat menjadi hasil fisika yang menarik dan bahkan tidak terhindarkan. Tetapi sampai kita dapat memverifikasinya secara ilmiah - dan mungkin terjadi bahwa kita tidak pernah bisa - itu tidak cukup baik untuk sains. Ini adalah asumsi teoretis yang masuk akal, tetapi ini bukan teori ilmiah, dan karena keterbatasan Semesta, mungkin tidak pernah menjadi satu.

Apa ini Ini bisa menjadi kelas topik baru yang mulai kita pahami: "metafisika" termotivasi secara fisik pertama yang ditemukan oleh kita. Untuk pertama kalinya, kami memahami keterbatasan alam semesta, informasinya, dan apa maknanya bagi kemampuan kognitif. Dan di luar dan setelah itu? Mungkin di sinilah metafisika dimulai, dan di sana multiverse, mungkin, akan tetap selamanya.

Terima kasih atas pertanyaan filosofisnya, dan saya harap Anda menikmati masalah ini! Kirimkan saya pertanyaan dan saran Anda untuk artikel-artikel berikut ini untuk memulai dengan memulai di gmail dot com.

Tanyakan Ethan No. 96: Apakah Teori Alam Semesta Ilmiah?

More articles: