science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Is het verfijnde universum een ​​illusie?

Een multiversum van meerdere parallelle universums, elk met verschillende fysieke parameters, wordt voorspeld door sommige kosmologische inflatiemodellen, gecombineerd met snaartheorie. Het multiversum biedt een verklaring voor het probleem van fijnafstemming waarom onze kosmos precies de juiste parameters lijkt te hebben om intelligent leven te herbergen. Credit:Gemaakt door Maayan Harel voor het Foundational Questions Institute, FQXi.

Decennia lang zijn natuurkundigen verbijsterd over waarom onze kosmos precies lijkt te zijn afgestemd om intelligent leven te bevorderen. Er wordt algemeen aangenomen dat als de waarden van bepaalde fysieke parameters, zoals de massa's van elementaire deeltjes, waren aangepast, zelfs maar een beetje, dit de vorming van de componenten die nodig zijn voor het leven in het universum, inclusief planeten, sterren en sterrenstelsels, zou hebben voorkomen. . Maar recente studies, gedetailleerd in een nieuw rapport van het Foundational Questions Institute, FQXi, stellen voor dat intelligent leven zich zou kunnen hebben ontwikkeld onder drastisch verschillende fysieke omstandigheden. De claim ondermijnt een belangrijk argument ter ondersteuning van het bestaan ​​van een multiversum van parallelle universums.

"De afstemming die nodig is om sommige van deze fysieke parameters tot leven te laten komen, blijkt volgens nieuwe berekeningen minder nauwkeurig te zijn dan de afstemming die nodig is om een ​​zender op je radio vast te leggen", zegt Miriam Frankel, auteur van het FQXi-rapport. werd geproduceerd met steun van de John Templeton Foundation. "Als dat waar is, kan de schijnbare fijnafstemming een illusie zijn", voegt Frankel eraan toe.

In de afgelopen decennia heeft het onderwerp fijnafstemming enkele van de scherpste geesten in de natuurkunde aangetrokken. Door de natuurkundige wetten van het universum te onderzoeken en de waarden van natuurkundige constanten nauwkeurig vast te stellen - zoals de massa's van elementaire deeltjes en de sterkten van krachten - hebben natuurkundigen ontdekt dat verrassend kleine variaties in deze waarden het universum levenloos zouden hebben gemaakt. Dit leidde tot een puzzel:waarom zijn fysieke omstandigheden schijnbaar afgestemd op het menselijk bestaan?

Sommige natuurkundigen hebben deze toevallige omstandigheden weggeredeneerd door een beroep te doen op de multiversumtheorie, die stelt dat er een oneindig aantal parallelle universums zijn, elk met verschillende fysieke parameters. Binnen het multiversum-raamwerk is het niet zo verwonderlijk dat mensen zich hebben ontwikkeld in een van de parallelle realiteiten waarin omstandigheden toevallig voor ons bewoonbaar zijn. Dus de fine-tuning puzzel verdampt.

Maar andere wetenschappers zijn sceptisch gebleven dat ons universum überhaupt goed is afgestemd op leven. In het diepgaande rapport van FQXi onderzoekt Frankel de complexe geschiedenis van onderzoek naar fijnafstemming, inclusief mogelijke verklaringen daarvoor - zoals die welke zijn afgeleid van de snaartheorie en het multiversumraamwerk - en beoordeelt voorstellen voor het direct en indirect experimenteel testen van deze verklaringen. Het rapport schetst vervolgens argumenten dat fijnafstemming een illusie is, en merkt op dat het leven een heel andere vorm kan aannemen dan naïef gedacht, en dat als wordt aangenomen dat meerdere fysieke parameters tegelijkertijd variëren, dit eventuele problemen met het afstellen zou kunnen verlichten. Dit suggereert dat het universum misschien niet zo fijn afgesteld is; het kan mogelijk leven voortbrengen onder een veel breder scala aan omstandigheden dan eerst werd gedacht.

Fred Adams, een astrofysicus en expert op het gebied van fijnafstemming aan de Universiteit van Michigan, in Ann Arbor, zegt dat "de ontwikkelingen die in dit rapport worden geschetst benadrukken dat het probleem van fijnafstelling genuanceerder is dan eerder is besproken, met bredere toegestane bereiken voor de relevante fysieke parameters." Er is bijvoorbeeld vaak beweerd dat zelfs een subtiele verandering van de balans van de krachten die de atoomkern beheersen, of de waarden van fundamentele natuurconstanten, de vorming van koolstof in sterren zou kunnen beïnvloeden - die nodig zijn voor de ontwikkeling van organisch leven - of de levensduur van sterren beïnvloeden, waardoor ze niet genoeg energie kunnen leveren om bewoonbare planeten te laten bestaan. Maar de vergelijkingen van de stellaire structuur hebben mogelijk meer oplossingen dan de meeste mensen beseffen. "Sterren kunnen blijven werken met aanzienlijke variaties in de fundamentele constanten", zegt Adams, wiens werk in het rapport wordt vermeld. "Bovendien, als een bepaald astrofysisch proces onbruikbaar wordt, kan (vaak) een ander proces zijn plaats innemen om het universum van energie te voorzien."

"Beweringen over fijnafstemming hebben lang verdeelde meningen", zegt FQXi's wetenschappelijk programmamanager David Sloan, een natuurkundige aan de Universiteit van Lancaster, VK, die het boek Fine-Tuning in the Physical Universe heeft uitgegeven. , gepubliceerd door Cambridge University Press in 2020. "Als parameters die nodig zijn voor het leven lijken op te duiken in verdacht nauwe regio's, zoeken we naar verklaringen hiervoor als toeval of kosmische samenzwering. bestaan, verzwakt de behoefte aan dergelijke verklaringen. Het zou kunnen dat er helemaal geen samenzwering is", zegt Sloan, wiens onderzoek ook in het rapport staat.