We hebben het over multiversums, dus je kent de oefening:stel je voor dat je jezelf bent, maar in plaats van vandaag een appel als tussendoortje te eten, je hebt een stuk pizza gegeten. Of stel je voor dat je niet jij bent omdat protonen niet op dezelfde manier werken als waar 'jij' bent, en atomen vormen zich niet en het hele universum is levenloos en raar. Of stel je helemaal niets voor, want als we het hebben over het multiversum, we merken dat we vaak over deze oneindige mogelijkheden van bestaan ​​gaan. Wat fijn en goed is; het multiversum gaat over deze "alternatieve" werelden. Maar het is ook een natuurkundig kanaal dat een aantal serieuze vragen kan beantwoorden, terwijl het nog steeds wat harde kritiek van sceptici oproept.

Eerst, laten we het hebben over de populariteit van het multiversum -- en waarom het zo onpopulair is bij sommige wetenschappers die beweren dat het meer filosofie is dan wetenschap. We beginnen met het standaardmodel van de deeltjesfysica, wat in feite het geaccepteerde model is van de fundamentele materie en krachten die in het universum bestaan. Op dit punt, we hebben ze allemaal gezien:de materiedeeltjes (inclusief dingen als elektronen en protonen), en de vier krachten waarmee ze in wisselwerking staan.

De enige discrepantie die we hadden met het standaardmodel is dat - hoewel we weten dat deeltjes massa hebben - we niet konden achterhalen hoe die massa werd verkregen. Toen wetenschappers het Higgs-deeltje in 2012 observeerden tijdens experimenten bij de Large Hadron Collider, het laatste stukje van de standaardmodelpuzzel gleed op zijn plaats:het Higgs-veld, bestaande uit een soep van Higgs-bosonen, zorgt ervoor dat deeltjes massa krijgen. We vierden het omdat de wetenschap was uitgevonden, en iedereen kon naar huis gaan om over belangrijkere zaken na te denken, alsof Lady Mary alleen Downton Abbey zou kunnen runnen en de vervelende vrijers erbuiten zou kunnen houden.

Ik neem aan dat je al hebt vastgesteld dat wetenschap niet is opgelost, en vanille Lotharios bombarderen Mary nog steeds elke week. Want hoewel het standaardmodel prima werkt voor wat we hebben waargenomen, het bezit nog steeds een aantal enorme, gapende gaten. En het is hoe wetenschappers die gaten verklaren dat we op het idee van het multiversum komen. Dus laten we eens kijken naar enkele van die hiaten, om te zien waarom een ​​multiversum aantrekkelijk zou kunnen klinken.

Er zijn een paar grote dingen waar het standaardmodel geen antwoord op geeft. Zoals hoe zwaartekracht werkt binnen het standaardmodel, en hoe de andere drie fundamentele krachten kunnen worden verenigd tot één enkele. Een andere openstaande vraag is dat het heelal grotendeels bestaat uit donkere materie en energie; we hebben nooit kunnen waarnemen wat die mysterieuze "andere" materie is. De derde is dat terwijl we het Higgs-deeltje zagen in LHC-experimenten, we observeerden het bij een mis die weinig zin had. Het had extreem groot moeten zijn; het was eigenlijk vrij licht [bron:Fermilab]. Nu jij of ik -- ervan uitgaande dat je geen wereldberoemde natuurkundige bent, en als je dat bent, identificeer jezelf dan -- denk waarschijnlijk, "Jammer. Het klinkt alsof het standaardmodel niet zo standaard is, of veel van een model. Terug naar de tekentafel om het alternatieve standaardmodel te maken dat dingen echt verklaart."

Terugroepen, echter, dat het Standaardmodel daadwerkelijk wordt bevestigd; met andere woorden, alles wat het standaardmodel heeft voorspeld, is waargenomen. Het standaardmodel, het lijkt, hoeft niet te worden gesloopt; we moeten "gewoon" de natuurkunde ontdekken die het niet verklaart.

We bevinden ons in een fascinerende tijd om te onderzoeken wat de leugens zijn buiten het standaardmodel, dankzij de Large Hadron Collider. De LHC werkt door protonen met enorme snelheden tegen elkaar te slaan - bijna de snelheid van het licht. (Daarom noemen ze ze deeltjesversnellers.) Als de protonen botsen, er vindt een kleinschalige oerknal plaats die de omstandigheden reproduceert direct nadat ons universum begon. We kunnen het puin bestuderen dat uit deze proton-inslagen vliegt om te zien of we deeltjes kunnen vinden die verder gaan dan het standaardmodel, waardoor we een beter idee krijgen van hoe we de vragen moeten beantwoorden die het model niet heeft.

Weet je nog hoe we zeiden dat we de Large Hadron Collider moesten bedanken voor het verschaffen van zo'n vruchtbare tijd voor deeltjesfysica? Sommige wetenschappers zullen eerder een "bedankt voor niets" mopperen tegen de oude LHC. Want voorbij de Higgs, het heeft niets gevonden. Wat een behoorlijk groot probleem is, omdat een algemeen geaccepteerd idee om de gaten in het standaardmodel op te vullen het idee van supersymmetrie was. Kortom, supersymmetrie zei dat voor elk bekend deeltje van massa of kracht, er was een nog ongeziene superpartner die veel zwaarder was.

Supersymmetrie zou een elegante, natuurlijke oplossing voor een hele reeks standaardmodelvragen. Het presenteert een levensvatbare kandidaat voor donkere materie (in de vorm van een superpartner), het verklaart massaverschillen en het zou zelfs de drie krachten kunnen verenigen in een enkele hoge energie [bron:Schwartz]. Helaas, de LHC heeft nog geen enkele superpartner gevonden, hoewel we er echt een paar zouden moeten vinden met ongeveer dezelfde massa als de Higgs. In feite, we hebben geen bewijs gevonden voor supersymmetrie, punt uit.

Dat is waar het multiversum om de hoek komt kijken. Het is weer een uitbreiding van het standaardmodel die een aantal van de slepende vragen probeert te verklaren waarop het standaardmodel niet echt is ontworpen om te beantwoorden. en jongen, is het controversieel.

Eigenlijk, het multiversum-concept (en er zijn er meer dan één) zegt dat dit niet het enige universum in de kosmos is. Hoewel de dingen in onze kleine hoek misschien op een bepaalde manier werken, dat garandeert geenszins dat er een constante, natuurlijke orde die natuurkunde omvat met een hoofdletter P.

Deze multiversum-ideeën nemen een groot aantal verschillende vormen aan. Misschien leven we in een universum bovenop een universum bovenop een universum, en zo verder tot in het oneindige. Misschien leven we in een 'pocket'-universum in een oneindig veld van universums. Misschien leven we zelfs in een universum van universums waar elke mogelijke uitkomst van wat dan ook kan plaatsvinden, omdat alle kansen in hun eigen universum bestaan. In welke context dan ook, het multiversum bevat één cruciaal punt:we zijn een ongeluk. Ons universum is niet speciaal afgestemd om de precies juiste constanten te hebben die ons bestaan ​​-- en het bestaan ​​van alles -- mogelijk maken. In plaats daarvan, het is gewoon een statistische kans dat in een oneindig aantal universums, een van hen zou eruit komen als de onze, met deeltjes die kunnen klonteren om atomen te vormen, moleculen, gras, lucht, sterren, Geluksbrengers en mensen.

Veel natuurkundigen vinden dit vooruitzicht somber. Waarom het heelal bestuderen als er niets te ontdekken valt? Als het niets anders is dan een statistisch toeval dat onze wereld werkt zoals hij werkt, wat is er zo opwindend aan proberen uit te vinden bij welke energie de krachten zich verenigen? Het is maar een nummer. Maar afgezien van de ho-hum redenen om op je hoede te zijn voor het multiversum, sommige natuurkundigen beweren dat het ronduit onverantwoordelijke wetenschap is, omdat het niet is gezien en niemand het kan bewijzen.

Natuurlijk, wetenschap is vaak gebaseerd op grote vragen die niet altijd gemakkelijk te testen zijn; dat is helemaal eerlijk. We kunnen niet zomaar op ideeën komen op basis van feiten, anders zou er nooit een vonk van creativiteit zijn om ons verder te brengen dan wat we al weten. Maar wetenschappers vertrouwen op het vinden van toetsbare hypothesen, of anders zijn we in een ander rijk - durf ik te zeggen, universum - filosofie genoemd.

Dat is precies wat sommige natuurkundigen zo verontrustend vinden over het multiversum en andere schijnbaar ontestbare doozies zoals snaartheorie, met zijn meerdere dimensies hebben we geen hoop om te zien. (Of voelen. Of horen. Je snapt het wel.) Als we ze niet kunnen testen, het zijn niets anders dan theoretische ideeën, verbannen naar 'wat als'-discussies op het diner.

Natuurlijk, veel belangrijke wetenschappelijke theorieën lijken in het begin niet gemakkelijk te testen. Het probleem met multiversums is dat we moeten stoppen met kijken naar de dingen die we kunnen zien, en probeer te ontdekken wat we niet kunnen zien [bron:Frank]. In een poging het mysterie te ontrafelen van wat we kunnen waarnemen, sommigen zouden beweren, is veel belangrijker dan het najagen van de hypothetische dingen die we niet hopen te ontdekken.

Veel meer informatie

Notitie van de auteur:Wat is het multiversum?

Zoals je misschien kunt vertellen, het concept van het multiversum is enorm polariserend in de natuurkundige gemeenschap. In de bronnen, je zult voorbeelden zien van mensen die er zowel van houden als verafschuwen, en ik zou u willen aanmoedigen om beide kanten van het argument te lezen.

gerelateerde artikelen

• Kunnen supersymmetrie en het multiversum beide tegelijkertijd waar zijn?
• Wat zien deeltjesfysici als er botsingen plaatsvinden?
• Kan de LHC de snaartheorie bewijzen?
• 5 ontdekkingen gemaakt door de Large Hadron Collider (tot nu toe)
• Heeft de LHC praktische toepassingen gevonden voor het Higgs-deeltje?

bronnen

• Ellis, George FR "Bestaat het multiversum echt?" Wetenschappelijke Amerikaan. Augustus 2011. (24 juli 2014) http://www.scientificamerican.com/article/does-the-multiverse-really-exist/
• Fermilab, Amerikaanse ministerie van Energie. "Waarom Supersymmetrie?" Youtube video. 31 mei 2013. (27 juli, 2014) https://www.youtube.com/watch?v=09VbAe9JZ8Y&feature=youtu.be
• volger, Tim. "Het alternatief van de wetenschap voor een intelligente schepper." Ontdek Tijdschrift. 10 november 2008. (24 juli, 2014) http://discovermagazine.com/2008/dec/10-sciences-alternative-to-an-intelligent-creator
• Frank, Adam. "Eén universum te veel?" NPR. 16 maart 2010. (24 juli, 2014) http://www.npr.org/blogs/13.7/2010/03/one_universe_too_many_string_t.html
• Hellier, Coel. "Het multiversum als wetenschappelijk concept." Scientia-salon. 3 juni 2014. (27 juli, 2014) http://scientiasalon.wordpress.com/2014/06/03/the-multiverse-as-a-scientific-concept-part-i/
• Moskou, Clara. "5 redenen waarom we in een multiversum kunnen leven." Space.com. 7 december 2012. (24 juli, 2014) http://www.space.com/18811-multiple-universes-5-theories.html
• O'Neill, jan. "Zal de wetenschap de zeepbel van het multi-universum doen barsten?" Ontdek Tijdschrift. 18 juli 2014. (24 juli, 2014) http://news.discovery.com/space/will-science-burst-the-multiverses-bubble-140718.htm#mkcpgn=rssnws1
• Schwartz, John H. "Superpartners." Californië Instituut voor Technologie. (24 juli, 2014) http://theory.caltech.edu/people/jhs/strings/str121.html
• Wauw, Pieter. "Is de snaartheorie zelfs verkeerd?" Amerikaanse wetenschapper. maart-april 2002. (24 juli 2014) http://www.americanscientist.org/issues/pub/is-string-theory-even-wrong