Mengintip Fisika Di Balik Banyak Alam Semesta

Ilmu-ilmu fisika dan astrofisika mengeksplorasi banyak sekali gagasan menarik tentang alam semesta. Salah satu yang paling menarik adalah konsep multi alam semesta. Ini juga disebut sebagai "teori semesta paralel." Ini adalah gagasan bahwa alam semesta kita bukan satu-satunya yang ada. Kebanyakan orang telah mendengar tentang kemungkinan lebih dari satu alam semesta dari cerita dan film fiksi ilmiah. Jauh dari gagasan imajiner, banyak alam semesta dapat eksis, menurut fisika modern. Namun, itu adalah satu hal untuk menyusun teori tentang keberadaan mereka, tetapi cukup lain untuk benar-benar mendeteksi mereka. Ini adalah sesuatu yang digeluti oleh fisika modern, menggunakan pengamatan sinyal cahaya jauh dari Big Bang sebagai data.

Sama seperti alam semesta kita, dengan semua bintangnya, galaksi, planet, dan struktur lainnya ada dan bisa ada dipelajari, fisikawan menduga bahwa alam semesta lain yang penuh dengan materi dan ruang ada secara paralel dengan milik kita. Mereka mungkin atau mungkin tidak persis seperti kita. Kemungkinannya bukan itu. Mereka mungkin memiliki hukum fisika yang berbeda dari kita, misalnya. Mereka tidak harus bersinggungan dengan kita, tetapi mereka mungkin bertabrakan dengannya. Beberapa ahli teori sejauh menjelaskan bahwa setiap orang memiliki kembar atau cermin di alam semesta lain. Ini adalah salah satu interpretasi dari teori multi-semesta yang disebut pendekatan "banyak-dunia". Dikatakan bahwa ada banyak alam semesta di luar sana.

Ada interpretasi lain dari banyak alam semesta yang menjadi sangat kompleks dan merupakan hasil dari fisika kuantum, yang merupakan fisika dari yang sangat kecil. Ini berurusan dengan interaksi di tingkat atom dan partikel subatom (yang membentuk atom). Pada dasarnya, fisika kuantum mengatakan bahwa interaksi kecil - yang disebut interaksi kuantum - terjadi. Ketika mereka melakukannya, mereka memiliki konsekuensi yang luas dan mengatur kemungkinan tanpa akhir dengan outcoming yang tak ada habisnya dari interaksi tersebut.

Sebagai contoh, bayangkan bahwa di alam semesta kita seseorang mengambil jalan yang salah menuju pertemuan. Mereka melewatkan pertemuan dan kehilangan kesempatan untuk mengerjakan proyek baru. Jika mereka tidak melewatkan giliran, mereka akan pergi ke pertemuan dan mendapatkan proyek. Atau, mereka melewatkan giliran, dan pertemuan, tetapi bertemu dengan orang lain yang menawarkan mereka proyek yang lebih baik. ada kemungkinan tanpa akhir, dan masing-masing (jika itu terjadi) memacu konsekuensi tanpa akhir. Di alam semesta paralel, SEMUA tindakan dan reaksi serta konsekuensi itu terjadi, satu untuk setiap alam semesta.

Ini menyiratkan bahwa ada alam semesta paralel di mana semua hasil yang mungkin terjadi secara bersamaan. Namun, kita hanya mengamati aksi di alam semesta kita sendiri. Semua tindakan lain, kami tidak amati, tetapi mereka terjadi secara paralel, di tempat lain. Kami tidak mengamati mereka, tetapi mereka terjadi, setidaknya secara teoritis.

Argumen yang mendukung banyak alam semesta melibatkan banyak eksperimen pemikiran menarik. Seseorang menggali kosmologi (yang merupakan studi tentang asal dan evolusi alam semesta) dan sesuatu yang disebut masalah fine-tuning. Ini mengatakan bahwa ketika kita tumbuh untuk memahami cara alam semesta kita dibangun, keberadaan kita di dalamnya tumbuh lebih berbahaya. Sebagai fisikawan telah memeriksa cara alam semesta telah berubah dari waktu ke waktu Dentuman Besar, mereka menduga bahwa jika kondisi awal alam semesta hanya sedikit berbeda, alam semesta kita bisa berevolusi menjadi tidak ramah terhadap kehidupan.

Faktanya, jika sebuah alam semesta muncul secara spontan, fisikawan akan mengharapkannya runtuh secara spontan atau mungkin berkembang begitu cepat sehingga partikel tidak pernah benar-benar berinteraksi satu sama lain. Fisikawan Inggris, Sir Martin Reese menulis secara luas tentang ide ini dalam buku klasiknya Just Six Numbers: The Deep Forces That Shape the Universe.

Dengan menggunakan gagasan tentang sifat-sifat yang "disetel dengan halus" di alam semesta, beberapa orang berpendapat akan perlunya seorang pencipta. Keberadaan makhluk seperti itu (yang tidak ada buktinya), tidak menjelaskan sifat-sifat alam semesta. Fisikawan ingin memahami sifat-sifat itu tanpa memohon dewa apa pun.

Solusi termudah adalah dengan mengatakan, "Begitulah adanya." Namun, itu bukan penjelasan. Ini hanya merupakan keberuntungan yang luar biasa bahwa satu jagad raya akan muncul dan jagad raya itu akan memiliki sifat yang sangat tepat yang dibutuhkan untuk mengembangkan kehidupan. Sebagian besar sifat fisik akan menghasilkan alam semesta yang runtuh menjadi ketiadaan secara instan. Atau, ia terus ada dan berkembang menjadi lautan kehampaan yang luas. Ini bukan hanya masalah mencoba menjelaskan manusia ketika kita ada, tetapi menjelaskan keberadaan segala jenis alam semesta.

Gagasan lain, yang sangat cocok dengan fisika kuantum, mengatakan bahwa memang ada sejumlah besar alam semesta, yang memiliki sifat berbeda. Di dalam itu multiverse alam semesta, beberapa himpunan bagian dari mereka (termasuk kita sendiri) akan berisi properti yang memungkinkan mereka ada untuk jangka waktu yang relatif lama. Itu berarti subset (termasuk alam semesta kita sendiri) akan memiliki sifat-sifat yang memungkinkan mereka untuk membentuk bahan kimia yang kompleks dan, pada akhirnya, kehidupan. Yang lain tidak. Dan, itu tidak masalah, karena fisika kuantum memberi tahu kita bahwa semua kemungkinan bisa ada.

Teori string (yang menyatakan bahwa semua partikel materi fundamental yang berbeda adalah manifestasi dari objek dasar yang disebut "string") baru-baru ini mulai mendukung gagasan ini. Ini karena ada sejumlah besar solusi yang mungkin untuk teori string. Dengan kata lain, jika teori string benar maka masih ada banyak cara berbeda untuk membangun alam semesta.

Teori string menyajikan ide dimensi ekstra pada saat yang sama yang mencakup struktur untuk memikirkan di mana alam semesta lain ini berada. Alam semesta kita, yang meliputi empat dimensi ruang waktu, sepertinya ada di alam semesta yang mungkin mengandung sebanyak 11 dimensi total. Itu "wilayah" multi-dimensi sering disebut massal oleh teori string. Tidak ada alasan untuk berpikir bahwa sebagian besar tidak dapat mengandung alam semesta lain selain milik kita. Jadi, ini adalah semacam alam semesta.

Pertanyaan tentang keberadaan multiverse adalah sekunder karena mampu mendeteksi alam semesta lain. Sejauh ini belum ada yang menemukan bukti kuat untuk alam semesta lain. Itu tidak berarti mereka tidak ada di luar sana. Buktinya mungkin sesuatu yang belum kita kenali. Atau detektor kami tidak cukup sensitif. Akhirnya, fisikawan akan menemukan cara menggunakan data padat untuk menemukan alam semesta paralel dan mengukur setidaknya beberapa sifat mereka. Namun, itu bisa sangat jauh.

Diedit dan diperbarui oleh Carolyn Collins Petersen.