Ein Blick auf die Physik hinter mehreren Universen

Die Wissenschaften der Physik und Astrophysik erforschen viele interessante Ideen über das Universum. Eines der faszinierendsten ist das Konzept mehrerer Universen. Es wird auch als "Paralleluniversumstheorie" bezeichnet. Dies ist die Idee, dass unser Universum nicht das einzige ist, das existiert. Die meisten Menschen haben aus Science-Fiction-Geschichten und Filmen von der Möglichkeit mehr als eines Universums gehört. Weit davon entfernt, eine imaginäre Idee zu sein, können nach der modernen Physik mehrere Universen existieren. Es ist jedoch eine Sache, eine Theorie über ihre Existenz zu entwickeln, aber eine ganz andere, sie tatsächlich zu entdecken. Dies ist etwas, mit dem die moderne Physik zu kämpfen hat, indem sie Beobachtungen entfernter Lichtsignale vom Urknall als Daten verwendet.

So wie unser Universum mit all seinen Sternen, Galaxien, Planeten und anderen Strukturen existiert und sein kann Physiker vermuten, dass andere mit Materie und Raum gefüllte Universen parallel dazu existieren unsere. Sie können genau wie unsere sein oder auch nicht. Die Chancen stehen gut, dass sie es nicht sind. Sie könnten andere physikalische Gesetze haben als wir zum Beispiel. Sie kreuzen sich nicht unbedingt mit unseren, aber sie können damit kollidieren. Einige Theoretiker gehen so weit zu erklären, dass jede Person in den anderen Universen einen Zwilling oder Spiegel hat. Dies ist eine Interpretation der Theorie des multiplen Universums, die als "Ansatz der vielen Welten" bezeichnet wird. Es heißt, dass es da draußen viele Universen gibt.

Es gibt eine andere Interpretation mehrerer Universen, die ziemlich komplex wird und ein Ergebnis der Quantenphysik ist, die die Physik der ganz Kleinen ist. Es befasst sich mit Wechselwirkungen auf der Ebene von Atomen und subatomaren Teilchen (aus denen Atome bestehen). Grundsätzlich sagt die Quantenphysik, dass kleine Wechselwirkungen - sogenannte Quantenwechselwirkungen - auftreten. Wenn sie dies tun, haben sie weitreichende Konsequenzen und eröffnen endlose Möglichkeiten mit endlosen Ergebnissen aus diesen Interaktionen.

Stellen Sie sich als Beispiel vor, dass eine Person in unserem Universum auf dem Weg zu einem Meeting eine falsche Wendung nimmt. Sie verpassen das Treffen und verlieren die Chance, an einem neuen Projekt zu arbeiten. Wenn sie die Wende nicht verpasst hätten, wären sie zu dem Treffen gegangen und hätten das Projekt bekommen. Oder sie haben die Wende und das Treffen verpasst, aber jemand anderen getroffen, der ihnen ein besseres Projekt angeboten hat. Es gibt endlose Möglichkeiten, und jede (wenn es passiert) hat endlose Konsequenzen. In parallelen Universen finden ALLE diese Handlungen, Reaktionen und Konsequenzen statt, eine für jedes Universum.

Dies impliziert, dass es parallele Universen gibt, in denen alle möglichen Ergebnisse gleichzeitig auftreten. Wir beobachten jedoch nur die Handlung in unserem eigenen Universum. Alle anderen Aktionen beobachten wir nicht, aber sie finden parallel statt, anderswo. Wir beobachten sie nicht, aber sie passieren zumindest theoretisch.

Das Argument für mehrere Universen beinhaltet viele interessante Gedankenexperimente. Man befasst sich mit der Kosmologie (die das Studium des Ursprungs und der Entwicklung des Universums ist) und etwas, das man das nennt Feinabstimmungsproblem. Dies besagt, dass unsere Existenz darin prekärer wird, wenn wir verstehen, wie unser Universum aufgebaut ist. Wie Physiker untersucht haben, hat sich das Universum im Laufe der Zeit verändert UrknallSie vermuten, dass sich unser Universum zu einem für das Leben unwirtlichen Universum entwickelt hätte, wenn die frühen Bedingungen des Universums nur ein bisschen anders gewesen wären.

Wenn ein Universum spontan entstehen würde, würden Physiker erwarten, dass es spontan zusammenbricht oder sich möglicherweise so schnell ausdehnt, dass Teilchen nie wirklich miteinander interagieren. Der britische Physiker Sir Martin Reese schrieb ausführlich über diese Idee in seinem klassischen Buch Just Six Numbers: Die tiefen Kräfte, die das Universum formen.

Mit dieser Idee von "fein abgestimmten" Eigenschaften im Universum argumentieren einige für die Notwendigkeit eines Schöpfers. Die Existenz eines solchen Wesens (für das es keinen Beweis gibt) erklärt nicht die Eigenschaften des Universums. Physiker möchten diese Eigenschaften verstehen, ohne sich auf irgendeine Gottheit zu berufen.

Die einfachste Lösung wäre einfach zu sagen: "Nun, so ist es." Das ist jedoch keine wirkliche Erklärung. Es ist nur ein bemerkenswerter Glücksfall, dass ein einzelnes Universum entstehen würde und dieses Universum zufällig genau die Eigenschaften hat, die für die Entwicklung des Lebens erforderlich sind. Die meisten physikalischen Eigenschaften würden zu einem Universum führen, das sofort ins Nichts zusammenbricht. Oder es existiert weiter und dehnt sich zu einem riesigen Meer des Nichts aus. Es geht nicht nur darum, Menschen so zu erklären, wie wir existieren, sondern auch die Existenz irgendeiner Art von Universum zu erklären.

Eine andere Idee, die gut zur Quantenphysik passt, besagt, dass es tatsächlich eine große Anzahl von Universen gibt, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Darin Multiversum Von den Universen würde eine Teilmenge von ihnen (einschließlich unserer eigenen) Eigenschaften enthalten, die es ihnen ermöglichen, für relativ lange Zeiträume zu existieren. Das bedeutet, dass eine Untergruppe (einschließlich unseres eigenen Universums) die Eigenschaften hat, die es ihnen ermöglichen, komplexe Chemikalien und letztendlich Leben zu bilden. Andere würden nicht. Und das wäre in Ordnung, da uns die Quantenphysik sagt, dass alle Möglichkeiten existieren können.

Stringtheorie (die besagt, dass all die verschiedenen fundamentalen Materieteilchen Manifestationen eines Grundobjekts sind, das als "String" bezeichnet wird) hat kürzlich begonnen, diese Idee zu unterstützen. Dies liegt daran, dass es eine Vielzahl möglicher Lösungen für die Stringtheorie gibt. Mit anderen Worten, wenn die Stringtheorie korrekt ist, gibt es immer noch viele verschiedene Möglichkeiten, das Universum zu konstruieren.

Die Stringtheorie präsentiert die Idee zusätzlicher Dimensionen, während sie eine Struktur enthält, um darüber nachzudenken, wo sich diese anderen Universen befinden könnten. Unser Universum, das vier Dimensionen von umfasst Freizeitscheint in einem Universum zu existieren, das bis zu 11 Gesamtdimensionen enthalten kann. Diese mehrdimensionale "Region" wird oft genannt der Großteil von Stringtheoretikern. Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass die Masse keine anderen Universen als unsere eigenen enthalten könnte. Es ist also eine Art Universum von Universen.

Die Frage nach der Existenz eines Multiversums ist zweitrangig, um andere Universen erkennen zu können. Bisher hat niemand solide Beweise für ein anderes Universum gefunden. Das heißt nicht, dass sie nicht da draußen sind. Die Beweise könnten etwas sein, das wir noch nicht erkannt haben. Oder unsere Detektoren sind nicht empfindlich genug. Schließlich werden Physiker einen Weg finden, mithilfe fester Daten parallele Universen zu finden und zumindest einige ihrer Eigenschaften zu messen. Das könnte jedoch weit weg sein.

Bearbeitet und aktualisiert von Carolyn Collins Petersen.