science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Kan een multiversum gastvrij zijn voor het leven?

Artistieke impressie van een Multiversum -- waar ons Universum slechts een van de vele is. Volgens het onderzoek hebben wisselende hoeveelheden donkere energie weinig effect op stervorming. Dit verhoogt het vooruitzicht op leven in andere universa - als het Multiversum bestaat. Credit:Jaime Salcido/simulaties van de EAGLE-samenwerking

Een multiversum - waar ons universum slechts een van de vele is - is misschien niet zo onherbergzaam voor het leven als eerder werd gedacht, volgens nieuw onderzoek.

Vragen over of er andere universums zouden kunnen bestaan ​​als onderdeel van een groter multiversum, en als ze leven konden herbergen, zijn brandende kwesties in de moderne kosmologie.

Nu nieuw onderzoek onder leiding van Durham University, VK, en de Australische Universiteit van Sydney, Western Sydney University en de University of Western Australia, heeft aangetoond dat het leven in het hele Multiversum gemeenschappelijk kan zijn, als het bestaat.

De sleutel hiervoor, zeggen de onderzoekers, is donkere energie, een mysterieuze "kracht" die de uitdijing van het heelal versnelt.

Wetenschappers zeggen dat de huidige theorieën over de oorsprong van het heelal veel meer donkere energie in ons heelal voorspellen dan wordt waargenomen. Het toevoegen van grotere hoeveelheden zou zo'n snelle expansie veroorzaken dat het de materie zou verdunnen voor sterren, planeten of leven zou kunnen vormen.

De Multiversum-theorie, geïntroduceerd in de jaren 80, kan de "gelukkig kleine" hoeveelheid donkere energie in ons universum verklaren die het mogelijk maakte om leven te herbergen, tussen vele universa die dat niet konden.

Met behulp van enorme computersimulaties van de kosmos, het nieuwe onderzoek heeft aangetoond dat het toevoegen van donkere energie, tot een paar honderd keer de hoeveelheid die in ons heelal wordt waargenomen, zou eigenlijk een bescheiden impact hebben op de ster- en planeetvorming.

Simulaties van de vorming van structuur in een uitdijend heelal, met een universum zonder kosmologische constante/donkere energie (links), een heelal met 10 keer meer donkere energie dan in ons heelal (centrum), en een heelal met een zeer grote kosmologische constante/donkere energie, 100 keer meer dan in ons universum (rechts). In het kleurenschema, blauwe kleuren vertegenwoordigen gebieden met een hoge dichtheid van het universum waar sterren worden gevormd, en rood, lage dichtheid. De simulaties lopen ongeveer 14 miljard jaar. Alle modellen gebruiken dezelfde beginvoorwaarden na de oerknal. In vroege tijden, het heelal was erg heet en dicht. Zwaartekracht trekt materie samen om structuur te vormen, terwijl de snelle uitdijing veroorzaakt door donkere energie alle materie verdunt naarmate het heelal ouder wordt, stervorming stoppen. Krediet:Jaime Salcido/EAGLE

Dit opent het vooruitzicht dat leven mogelijk zou kunnen zijn in een groter aantal andere universa, als ze bestaan, aldus de onderzoekers.

De bevindingen zullen worden gepubliceerd in twee gerelateerde artikelen in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

De simulaties werden geproduceerd in het kader van het EAGLE-project (Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments), een van de meest realistische simulaties van het waargenomen heelal.

Jaime Salcido, een postdoctorale student aan het Instituut voor Computational Kosmologie van de Universiteit van Durham, zei:"Voor veel natuurkundigen, de onverklaarbare maar schijnbaar speciale hoeveelheid donkere energie in ons universum is een frustrerende puzzel.

"Onze simulaties laten zien dat zelfs als er veel meer donkere energie of zelfs heel weinig in het heelal zou zijn, dit slechts een minimaal effect zou hebben op de ster- en planeetvorming, het verhogen van het vooruitzicht dat er leven zou kunnen bestaan ​​in het hele Multiversum."

Dr. Luke Barnes, een John Templeton Research Fellow aan de Western Sydney University, zei:"Eerder werd gedacht dat het Multiversum de waargenomen waarde van donkere energie als een loterij verklaart - we hebben een gelukskaartje en leven in het universum dat prachtige sterrenstelsels vormt die het leven mogelijk maken zoals we dat kennen.

"Ons werk laat zien dat ons ticket een beetje te veel geluk lijkt, bij wijze van spreken. Het is specialer dan het moet zijn voor het leven. Dit is een probleem voor het Multiversum; een puzzel blijft."

Simulaties van de vorming van een groep sterrenstelsels in een uitdijend heelal, met geen kosmologische constante (links) en een zeer grote kosmologische constante (rechts). In het kleurenschema, lichtere kleuren vertegenwoordigen dichtere delen van het universum, wanneer de zwaartekracht materie samentrekt in sterrenstelsels. De simulatie duurt 15 miljard jaar. Zonder een kosmologische constante (links), materie komt samen onder de aantrekkingskracht van de zwaartekracht in kleinere sterrenstelsels, die samen een groot sterrenstelsel vormen. Met een grote kosmologische constante (rechts), de snellere uitdijing van het heelal voorkomt dat materie zich groepeert, en sterrenstelsels kunnen zich niet vormen. Krediet:Luke A. Barnes, Pascal J. Elahi, Jaime Salcido, Richard G. Bower, Geraint F. Lewis/EAGLE

Dr Pascal Elahi, Research Fellow aan de Universiteit van West-Australië, zei:"We vroegen ons af hoeveel donkere energie er kan zijn voordat leven onmogelijk is? Onze simulaties toonden aan dat de versnelde expansie aangedreven door donkere energie nauwelijks invloed heeft op de geboorte van sterren, en dus plaatsen waar leven kan ontstaan. Zelfs het honderden keren verhogen van donkere energie is misschien niet genoeg om een ​​dood universum te maken."

De onderzoekers zeiden dat hun resultaten onverwacht waren en problematisch zouden kunnen zijn, omdat ze twijfel zaaien over het vermogen van de theorie van een Multiversum om de waargenomen waarde van donkere energie te verklaren.

Volgens het onderzoek is als we in een multiversum leven, we zouden verwachten veel meer donkere energie waar te nemen dan we doen - misschien 50 keer meer dan we in ons universum zien.

Hoewel de resultaten het Multiversum niet uitsluiten, het lijkt erop dat de kleine hoeveelheid donkere energie in ons heelal beter kan worden verklaard door een, tot nu toe, onontdekte natuurwet.

Professor Richard Bower, in het Instituut voor Computational Kosmologie van de Universiteit van Durham, zei:"De vorming van sterren in een universum is een strijd tussen de aantrekkingskracht van de zwaartekracht, en de afstoting van donkere energie.

"We hebben in onze simulaties ontdekt dat universums met veel meer donkere energie dan de onze gelukkig sterren kunnen vormen. Dus waarom zo'n schamele hoeveelheid donkere energie in ons universum?

"Ik denk dat we moeten zoeken naar een nieuwe natuurkundige wet om deze vreemde eigenschap van ons universum te verklaren, en de Multiversum-theorie doet weinig om het ongemak van natuurkundigen te redden."