Keberadaan multiverse tidak bisa dihindari, dan kita hidup di dalamnya

Sebuah ilustrasi tentang banyaknya Alam Semesta yang independen yang tidak disatukan oleh hubungan sebab akibat di lautan kosmik yang terus berkembang adalah salah satu gagasan tentang gagasan multiverse

Bayangkan bahwa Alam Semesta yang kita amati dari ujung ke ujung hanyalah setetes di lautan kosmik. Bahwa masih ada ruang di luar bidang penglihatan kita, lebih banyak bintang, lebih banyak galaksi, bahkan lebih dari semua, mungkin, miliaran tahun cahaya yang lebih jauh daripada yang dapat kita lihat. Dan, meskipun Alam Semesta yang tidak dapat diamati itu besar, ada Alam Semesta lain yang tak terhitung jumlahnya yang serupa dengan itu - beberapa di antaranya lebih besar dan lebih tua, beberapa lebih kecil dan lebih muda - terbentang melintasi bentangan luas ruang-waktu. Dan meskipun Alam Semesta ini meluas tak terelakkan dan cepat, ruang-waktu yang mengandungnya meluas lebih cepat, menyebarkannya lebih jauh, memastikan bahwa tidak ada pasangan Semesta yang akan bertemu. Kedengarannya seperti fiksi ilmiah: ini adalah ide ilmiah dari multiverse. Tetapi jika sains ternyata benar, maka itu bukan hanya ide yang dapat diandalkan, itu akan menjadi urutan hukum fundamental yang tak terelakkan.



Konsep seniman tentang representasi logaritmik dari alam semesta yang dapat diamati. Kita dibatasi oleh kesempatan untuk melihat ke masa lalu dengan jumlah waktu yang telah berlalu sejak masa Dentuman Besar: 13,8 miliar tahun, atau, mengingat perluasan Semesta, maka 46 miliar tahun cahaya.

Ide multiverse tumbuh dari fisika yang diperlukan untuk menggambarkan alam semesta yang kita lihat dan huni hari ini. Di mana pun kita melihat ke langit, kita melihat bintang-bintang dan galaksi-galaksi berkumpul bersama dalam jaring kosmik raksasa. Tapi semakin jauh kita melihat ke ruang angkasa, semakin jauh kita melihat waktu. Galaksi yang lebih jauh bagi kita tampaknya lebih muda, dan karenanya kurang berkembang. Bintang-bintang mereka memiliki lebih sedikit unsur-unsur berat, ukurannya yang tampak lebih kecil, karena mereka telah mengalami lebih sedikit merger, ada lebih banyak spiral, galaksi elips lebih sedikit (mereka membutuhkan waktu untuk terbentuk setelah merger), dan sebagainya. Jika kita sampai pada batas kemampuan kita untuk melihat, Anda akan menemukan bintang-bintang pertama di Alam Semesta, dan di luar ini - kerajaan kegelapan, di mana satu-satunya cahaya akan menjadi cahaya sisa dari Big Bang.



Melihat semakin banyak objek yang jauh dari Alam Semesta, kita melihat ke masa lalu, hingga saat tidak ada atom, hingga Big Bang

Tetapi Big Bang, yang terjadi secara bersamaan di seluruh Semesta 13,8 miliar tahun yang lalu, bukanlah awal dari ruang dan waktu, tetapi menjadi awal dari Alam Semesta yang dapat diamati. Sebelum dia, ada era inflasi kosmik, di mana ruang meluas secara eksponensial, dan dipenuhi dengan energi yang melekat dalam jalinan ruang-waktu. Inflasi kosmik adalah contoh dari teori yang menyertai inti, dan kemudian menaungi, karena:

1. Konsisten dengan semua kesuksesan Dentuman Besar dan merangkul semua kosmologi modern.
2. Dia menjelaskan beberapa masalah yang tidak dapat diatasi oleh Big Bang, termasuk: mengapa suhu di seluruh alam semesta adalah sama, mengapa datar secara spasial, mengapa tidak ada sisa peninggalan energi tinggi seperti monopole magnetik.
3. Dia membuat banyak prediksi baru yang dapat diverifikasi melalui pengamatan, dan kebanyakan dari mereka sudah dikonfirmasi.

Tetapi inflasi memprediksi konsekuensi lain, yang kita tidak tahu apakah kita bisa mengonfirmasi atau tidak: multiverse.



Inflasi menyebabkan ruang meluas secara eksponensial, yang dapat dengan cepat menyebabkan ruang melengkung tampak datar

Inflasi bekerja sedemikian rupa sehingga memaksa kosmos untuk berkembang pada tingkat yang eksponensial. Semua yang ada sebelum Dentuman Besar menjadi jauh, jauh, jauh lebih besar dalam ukuran. Sejauh ini, semuanya jelas: ini menjelaskan mengapa kita memiliki Semesta yang homogen dan besar. Pada akhir inflasi, Semesta dipenuhi dengan materi dan radiasi, dan inilah yang kita lihat sebagai Big Bang panas. Tapi itu aneh. Agar inflasi berakhir, medan kuantum yang bertanggung jawab atasnya harus beralih dari keadaan tidak stabil berenergi tinggi yang memicu inflasi ke keadaan keseimbangan energi rendah. Transisi dan "penggulungan" dari bukit ke dataran rendah ini menyebabkan inflasi berakhir dan menimbulkan Big Bang yang panas.



Jika inflasi adalah bidang klasik, inflasi akan terus berlanjut selama nilai bidang tetap besar, tetapi ketika nilai turun, inflasi akan berhenti dan memanaskan kembali Semesta.

Tetapi tidak peduli bidang apa yang bertanggung jawab atas inflasi, itu, seperti semua bidang lain yang mematuhi hukum fisika, harus bersifat kuantum. Seperti semua bidang kuantum, itu dijelaskan oleh fungsi gelombang, probabilitas yang didistribusikan dari waktu ke waktu. Jika nilai medan berguling dari bukit agak lambat, maka hitung kuantum fungsi gelombang akan berjalan lebih cepat daripada roll-off, yang berarti inflasi kemungkinan dan bahkan mungkin untuk melewati titik akhir dan memunculkan Big Bang dari waktu ke waktu.



Jika inflasi adalah bidang kuantum, maka nilainya didistribusikan dari waktu ke waktu, dan realisasi yang berbeda dari nilai bidang muncul di berbagai bagian ruang. Di banyak daerah, nilai lapangan akan sama dengan dasar lembah, dan inflasi akan berakhir, dan di banyak daerah lain, inflasi akan berlanjut secara sewenang-wenang untuk waktu yang lama.

Ketika ruang mengembang pada tingkat eksponensial selama inflasi, sejumlah besar ruang secara eksponensial akan muncul seiring waktu. Di beberapa daerah, inflasi akan berakhir: di mana nilai bidang turun ke dasar lembah. Di negara lain, inflasi akan berlanjut, dan menghasilkan lebih banyak ruang di sekitar semua wilayah di mana inflasi telah berakhir. Tingkat inflasi jauh lebih besar daripada tingkat ekspansi maksimum alam semesta yang dipenuhi dengan materi dan energi, oleh karena itu, wilayah yang berkembang dengan cepat akan mulai menang atas yang lainnya. Menurut mekanisme yang masuk akal yang memberi kita cukup banyak inflasi untuk menghasilkan Alam Semesta yang dapat diamati, ada lebih banyak wilayah ruang di sekitar kita - di mana inflasi telah berakhir - di mana inflasi tidak berakhir.



Ketika inflasi terjadi (kubus biru), ia menghasilkan jumlah wilayah ruang yang lebih besar secara eksponensial dengan setiap momen waktu. Bahkan jika ada banyak daerah di mana inflasi telah berakhir (ditandai dengan persilangan merah), akan ada lebih banyak daerah di mana inflasi akan berlanjut ke masa depan. Dan fakta bahwa itu tidak pernah berakhir membuat inflasi "tidak ada habisnya" setelah dimulai.

Di sinilah fenomena yang dikenal sebagai inflasi tanpa akhir berasal. Di mana itu berakhir, kita mendapatkan Big Bang dan Semesta yang panas, di mana kita dapat mengamati bagian di mana kita berada (area-area tersebut ditandai dengan persilangan merah pada gambar di atas). Tetapi ketika inflasi tidak berakhir, semakin banyak ruang yang muncul, akibatnya muncul area-area di mana Big Bang, ketika itu terjadi, tidak akan terhubung secara kausal dengan situs kami, dan area-area di mana inflasi akan berlanjut. Dan sebagainya.



Tidak peduli seberapa besar bagian yang dapat diamati dari Alam Semesta, itu hanya sebagian kecil dari apa yang harus ada di sampingnya.

Ini adalah gambar, dari Semesta besar, yang jauh lebih besar dari bagian yang dapat kita amati, terus-menerus muncul di ruang yang secara eksponensial mengembang, dan menggambarkan multiverse. Penting untuk dipahami bahwa multiverse itu sendiri bukan teori ilmiah. Dia tidak memprediksi fenomena yang diamati yang bisa kita akses dari sudut ruang kita. Sebaliknya, multiverse adalah prediksi teoritis yang berasal dari hukum fisika yang paling kita pahami saat ini. Mungkin ini merupakan konsekuensi tak terhindarkan dari undang-undang ini: jika Anda memiliki Semesta inflasi yang dikendalikan oleh fisika kuantum, maka Anda telah ditentukan sebelumnya untuk sampai pada kesimpulan ini.



Meskipun keberadaan beberapa Alam Semesta yang independen diprediksi dalam memperluas ruang-waktu, inflasi tidak pernah berakhir di mana-mana pada saat yang sama, itu hanya terjadi di wilayah-wilayah tertentu dan independen yang dipisahkan oleh ruang yang terus berkembang. Dari sinilah muncul motivasi ilmiah dari ide multiverse.

Mungkin saja pemahaman kita tentang negara sebelum Big Bang salah, dan bahwa gagasan kita tentang inflasi benar-benar tidak dapat diterapkan. Dalam hal ini, keberadaan multiverse tidak bisa dihindari. Tetapi prediksi dari sebuah negara yang berkembang tanpa batas, di mana alam semesta yang tak terhitung jumlahnya terus-menerus lahir dan terpisah satu sama lain, adalah konsekuensi langsung dari teori terbaik kita hingga saat ini, jika itu benar.

Apa itu multiverse? Ia dapat melampaui batas-batas fisika dan menjadi fenomena metafisik pertama yang kami temui, yang dihasilkan dari fisika. Ini adalah pertama kalinya kita memahami keterbatasan apa yang bisa diajarkan alam semesta kepada kita. Ada informasi yang kita butuhkan, tetapi kita tidak pernah bisa mendapatkannya untuk mengemukakan ide ke keadaan sains yang diuji. Sampai saat itu, kita dapat memprediksi, tetapi tidak membenarkan atau menyangkal, fakta bahwa Alam Semesta kita hanya sebagian kecil dari multiverse agung.