จักรวาลที่พองตัวสามารถสร้างลิขสิทธิ์ได้อย่างไร

มุมมองอินฟราเรดของกลุ่มดาว Carina ที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์ WISE

(ภาพ: © NASA / JPL-Caltech / UCLA)

Paul M. Sutter เป็นนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอโฮสต์ของ "ถามนักบินอวกาศ" และ "วิทยุอวกาศ, "และผู้แต่ง"สถานที่ของคุณในจักรวาลซัทเทอร์สนับสนุนบทความนี้เพื่อ เสียงผู้เชี่ยวชาญของ Space.com: Op-Ed & Insights.

เป็นที่ชื่นชอบ Sci-Fi ตลอดกาล: โลกอื่น ๆ จักรวาลอื่น ๆ ความเป็นไปได้อื่น ๆ นอกเหนือจากขอบเขตของจักรวาลที่รู้จักหรือเพียงสะบัดอุปกรณ์เวทมนตร์ออกไป บางทีโลกอื่น ๆ นั้นคล้ายกับของตัวเองอย่างน่าประหลาดใจยกเว้นการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในประวัติศาสตร์ บางทีพวกมันอาจแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงกับชีวิตใหม่ที่แปลกและมหัศจรรย์ อาจแตกต่างกันมากจนกฏพื้นฐานทางฟิสิกส์ไม่ได้ใช้

ฉันกำลังพูดถึงแน่นอนเกี่ยวกับลิขสิทธิ์ - ความเป็นไปได้ที่มีจักรวาลที่แตกต่างอื่น ๆ

แต่พวกเขามีอยู่จริง?

เป่าฟองสบู่

ความคิดลิขสิทธิ์นั้นเกิดขึ้นในหลาย ๆ ด้านไม่ว่าจะเป็นวิทยาศาสตร์ปรัชญาและแม้แต่ศาสนา ภายในฟิสิกส์เองความเป็นไปได้ของโลกอื่น ๆ ที่ปรากฏในกลศาสตร์ควอนตัม (โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านการตีความ "หลายโลก" ซึ่งผลการสุ่มทุกครั้งในการปฏิสัมพันธ์จะแยกสาขาออกจากจักรวาลใหม่ที่ผลการเรียนรู้แต่ละอัน) และทฤษฎีสตริง ขนาดเล็กพิเศษม้วนขึ้นนำไปสู่ฟิสิกส์ที่แตกต่างกันในจักรวาลของตัวเอง)

ความคิดเหล่านี้สนุกที่จะพูดถึง แต่บางทีเส้นทางที่น่าดึงดูดที่สุดไปยังลิขสิทธิ์นั้นคือความเข้าใจของเราเกี่ยวกับช่วงเวลาแรกสุดของเอกภพ: ระยะเวลาของอัตราเงินเฟ้อ

อย่างดีที่สุดที่เราสามารถบอกได้ว่าเอกภพยุคแรกเริ่มนั้นได้ผ่านพ้นไประยะหนึ่งแล้ว การขยายตัวอย่างรวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ: เงินเฟ้อ. นักวิทยาศาสตร์ตั้งทฤษฎีว่ายุคนี้ได้รับแรงผลักดันจากสนามควอนตัมที่แปลกใหม่นั่นคือพลังงานฟองน้ำแข็งที่ถูกดูดเข้าสู่สุญญากาศของอวกาศ - เวลานั้นเองซึ่งทำให้จักรวาลเกือบจะฉีกตัวเองด้วยความรุนแรงของการขยายตัว แต่ในไม่ช้าสนามนั้นก็สูญเสียความมีชีวิตชีวาและสลายตัวไปเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ซึ่งปัจจุบันอาศัยอยู่ในจักรวาลยุคปัจจุบัน

และในยุคเงินเฟ้อนี้ที่มีลิขสิทธิ์ มีโอกาสแสดงผลได้. ลองจินตนาการถึงเอกภพที่ครอบงำโดยเงินเฟ้อในยุคแรกว่าเป็นขนมปังก้อนโตก้อนโต เรื่องที่ฉันเพิ่งบอกจะถือว่าอัตราเงินเฟ้อเริ่มต้นและหยุดอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งจักรวาล ก้อนทั้งหมดหยุดขึ้นในเวลาเดียวกัน

แต่สิ่งที่ผลักดันเงินเฟ้อคือสนามควอนตัมซึ่งหมายความว่าเราไม่สามารถสรุปได้ว่าอะไรง่าย ๆ บางส่วนของเขตข้อมูลเป็นเพียงพลังแบบสุ่มมากกว่าส่วนอื่น ๆ ในขณะที่จุดอื่น ๆ มีความสงบมากขึ้น นั่นเป็นเพียงลักษณะสุ่มของชีวิตในโลกควอนตัม

ดังนั้นขนมปังของเราจึงไม่เหมือนกัน บางส่วนของมันอาจหยุดเพิ่มขึ้นบีบตัวเองออกและแยกตัวเองในขณะที่ส่วนที่เหลือของก้อนยังคงเพิ่มขึ้น และเนื่องจากจะมีบางส่วนของก้อนที่เพิ่มขึ้นเร็วกว่าค่าเฉลี่ยคุณสามารถจินตนาการก้อนขนมปังที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องชั่วนิรันดร์ด้วยบิตและกระเป๋าเล็ก ๆ ที่นี่และมีการสุ่มจับส่วนที่ช้าและบีบตัวเองออก

บิต pinched-off แต่ละอันนั้นเป็นเอกภพที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเองเพียงฟองเดียวของหลาย ๆ อันในลิขสิทธิ์ ยิ่งไปกว่านั้นรายละเอียดของการสิ้นสุดของอัตราเงินเฟ้อจะกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญเช่นความแข็งแกร่งของพลังแห่งธรรมชาติและมวลของอนุภาค (รายละเอียดขึ้นอยู่กับรูปแบบของอัตราเงินเฟ้อโดยเฉพาะ) เรากำลังพูดถึงสิ่งต่าง ๆ เช่นมวลของอิเล็กตรอนและจำนวนสปีชีส์ของอนุภาค สิ่งที่สำคัญจริงๆ

และเนื่องจากการชนกันของเหล่านี้จักรวาลฟองสิ้นสุดอัตราเงินเฟ้อในวิธีที่ไม่ซ้ำกันและพิเศษของพวกเขาจักรวาลจักรวาลแต่ละฟองได้รับชุดของฟิสิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง

จุดตัดคำตอบ

เนื่องจากขนมปังทั้งก้อนยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง (เนื่องจากมีบางส่วนอยู่เสมอด้วยอัตราเงินเฟ้อที่เร็วกว่าค่าเฉลี่ย) อย่างรวดเร็วคุณจึงได้รับเอกภพจำนวนมากทั่วทั้งก้อน ลิขสิทธิ์ แต่ละจักรวาลจะถูกปิดอย่างถาวรจากกันและกัน อย่างไรก็ตามมีบางกรณีที่สามารถตัดกันได้

หากทั้งสองจักรวาลจับจ้องกันไม่นานหลังจากนั้นและอยู่ใกล้กันพวกเขาก็อาจจะตัดกันชั่วครู่ก่อนที่จะพองตัวออกจากกันไปชั่วนิรันดร์ที่เหลือ และถ้าเป็นเช่นนั้นจุดตัดนั้นอาจทิ้งรอยประทับไว้ใน ไมโครเวฟพื้นหลัง ของเอกภพเหล่านั้นเปลือกฟอสซิลที่เหลือจากแสงเมื่อเอกภพมีอายุได้ 380,000 ปี

ลองนึกภาพฟองสบู่สองฟองถูกัน สำนักพิมพ์นี้จะอยู่ในรูปของวงกลมที่มีลักษณะแปลก ๆ บนท้องฟ้า (ซึ่ง "ความแปลก" ขึ้นอยู่กับชนิดของจักรวาลที่เราอาจจะตัดกัน) โดยธรรมชาติเราไม่พบร่องรอยของลิขสิทธิ์

หากไม่มีหลักฐานโดยตรงก็ยากที่จะตัดสินความมีชีวิตของแนวคิดลิขสิทธิ์จากเงินเฟ้อ มันอาจเป็นผลทั่วไปของทฤษฎีเงินเฟ้อทั้งหมดดังนั้นถ้าเราสามารถหาหลักฐานที่แข็งแกร่งกว่าสำหรับเงินเฟ้อเราอาจแสดงให้เห็นถึงการดำรงอยู่ของลิขสิทธิ์ แต่ตอนนี้เราไม่เข้าใจกลไกของเงินเฟ้ออย่างสมบูรณ์ดังนั้นจึงไม่มีอะไรมากนัก

และนี่คือคำถามอีกข้อที่ต้องไตร่ตรอง หากคุณเปลี่ยนฟิสิกส์ของจักรวาลของเราเพียงเล็กน้อยแล้วชีวิตที่เรารู้ว่ามันจะเป็นไปไม่ได้ ทำไมเราถึงพบตัวเองในจักรวาลพิเศษเช่นนี้ที่ประเภทชีวิตของเราสามารถอยู่รอดได้? อาจเป็นเพราะฟองอากาศทั้งหมดในลิขสิทธิ์แน่นอนว่าเราจะพบว่าตัวเองเป็นหนึ่งในไม่กี่คนที่สามารถจุดประกายปัญญาได้? (หรือไม่เช่นนั้นเราจะไม่รับรู้) หรืออะไรที่ลึกกว่านี้? นี่เป็นคำถามทางวิทยาศาสตร์หรือไม่?

บางทีจักรวาลอื่นอาจมีคำตอบทั้งหมด

เรียนรู้เพิ่มเติมโดยการฟังตอน "เราอยู่ในลิขสิทธิ์ไหม" ในพอดคาสต์ "Ask a Spaceman" มีให้ที่iTunes และบนเว็บที่http://www.askaspaceman.com. ขอบคุณ @ProducerEv, Matthew A. , Tom S. , Taha, Oliver H. , Wally H. , Christiaan D. , Keith G. , Alex Z. , Murtaza P. , Kent L. , Gabi P. และ Slinkerdeer สำหรับคำถามที่นำไปสู่งานชิ้นนี้! ถามคำถามของคุณใน Twitter โดยใช้ #AskASpaceman หรือทำตามพอล @PaulMattSutter และ facebook.com/PaulMattSutter.

• จักรวาลคู่ขนาน: ทฤษฎีและหลักฐาน
• เผชิญหน้ากับลิขสิทธิ์: 'อนันต์จักรวาล' จะหมายถึงอะไร
• ลิขสิทธิ์หรือจักรวาล? นักฟิสิกส์อภิปราย