Το σύμπαν ξεκίνησε ως Μεγάλη Έκρηξη και σχεδόν αμέσως άρχισε να εξελίσσεται γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός σε ένα ρυθμό αύξησης που ονομάζεται "πληθωρισμός". Αυτή η ξαφνική τέντωμα εξομάλυνε τον κόσμο, ρύθμιζε την ύλη και την ακτινοβολία εξίσου πέρα από αυτό σαν κέτσαπ και μουστάρδα σε ένα χάμπουργκερ κουλουράκι.
Αυτή η επέκταση σταμάτησε μετά από ένα κλάσμα του δευτερολέπτου. Αλλά σύμφωνα με μια ιδέα που ονομάζεται "πληθωριστικό πολυκοσμικό", συνεχίζει -όχι ακριβώς στο σύμπαν μας, όπου θα μπορούσαμε να το δούμε. Και όπως συμβαίνει, δημιουργεί και άλλα σύμπαντα. Και ακόμα και όταν σταματά σε αυτούς τους χώρους, συνεχίζει σε ακόμα άλλους. Αυτός ο "αιώνιος πληθωρισμός" θα είχε δημιουργήσει έναν απεριόριστο αριθμό άλλων κόσμων.
Μαζί, αυτά τα κοσμικά νησιά σχηματίζουν αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν "πολυδυναμικό". Σε κάθε ένα από αυτά τα νησιά, τα φυσικά θεμελιώδη στοιχεία αυτού του σύμπαντος - όπως τα φορτία και οι μάζες των ηλεκτρονίων και των πρωτονίων και ο τρόπος επέκτασης του χώρου - μπορούν να διαφέρουν.
Οι κοσμολόγοι μελετούν συνήθως αυτή την πληθωριστική έκδοση του πολυβινισμένου, αλλά το περίεργο σενάριο μπορεί να πάρει και άλλες μορφές. Φανταστείτε, για παράδειγμα, ότι ο Κόσμος είναι άπειρος. Τότε το τμήμα του που μπορούμε να δούμε - το ορατό σύμπαν - είναι απλά ένας από έναν αμέτρητο αριθμό άλλων, ίδιου μεγέθους συμπάντων που προσθέτουν μαζί για να κάνουν ένα multiverse. Μια άλλη έκδοση, που ονομάζεται "Πολλές ερμηνείες κόσμου", προέρχεται από κβαντική μηχανική. Εδώ, κάθε φορά που ένα φυσικό σωματίδιο, όπως ένα ηλεκτρόνιο, έχει πολλαπλές επιλογές, παίρνει όλα αυτά - το καθένα σε ένα διαφορετικό, νεοσύστατο σύμπαν.
Μια αναπαράσταση της εξέλιξης του σύμπαντος σε 13, 77 δισεκατομμύρια χρόνια. Η αριστερή άκρη απεικονίζει την πιό πρόωρη στιγμή που μπορούμε τώρα να διερευνήσουμε, όταν μια περίοδος "πληθωρισμού" προκάλεσε έκρηξη εκθετικής ανάπτυξης στο σύμπαν. (Επιστημονική Ομάδα της NASA / WMAP) 
Οι νικητές του βραβείου Kavli για την εφεύρεση του πληθωρισμού (Το βραβείο Kavli) 
Μια εικόνα του πώς μια σύγκρουση με ένα άλλο σύμπαν μπορεί να εμφανιστεί στο μικροκυματικό υπόβαθρο (University College London) Αλλά όλα αυτά τα άλλα σύμπαντα μπορεί να είναι πέρα από την επιστημονική μας εμβέλεια. Ένα σύμπαν περιέχει, εξ ορισμού, όλα τα πράγματα που μπορεί κανείς να δει, να ανιχνεύσει ή να διερευνήσει. Και επειδή το multiverse είναι απρόσιτο, φυσικά και φιλοσοφικά, οι αστρονόμοι μπορεί να μην είναι σε θέση να το βρουν - σίγουρα - αν υπάρχουν.
Ο προσδιορισμός του εάν ζούμε ή όχι σε ένα από τα πολλά νησιά, όμως, δεν είναι απλώς μια αναζήτηση για καθαρή γνώση σχετικά με τη φύση του Κόσμου. Αν υπάρχει το multiverse, η δυνατότητα φιλοξενίας ζωής του συγκεκριμένου μας σύμπαντος δεν είναι ένα τέτοιο μυστήριο: Υπάρχει επίσης ένας άπειρος αριθμός λιγότερο φιλόξενων συμπαντων. Η σύνθεσή μας, λοιπόν, θα ήταν απλώς μια ευτυχής σύμπτωση. Αλλά δεν θα το μάθουμε μέχρι οι επιστήμονες να μπορέσουν να επικυρώσουν το multiverse. Και πώς θα το κάνουν αυτό, και αν είναι ακόμη δυνατό να το κάνουμε αυτό, παραμένει μια ανοιχτή ερώτηση.
Μηδενικά αποτελέσματα
Αυτή η αβεβαιότητα παρουσιάζει ένα πρόβλημα. Στην επιστήμη, οι ερευνητές προσπαθούν να εξηγήσουν πώς λειτουργεί η φύση χρησιμοποιώντας προβλέψεις που τυπικά ονομάζουν υποθέσεις. Συχνά, τόσο οι ίδιοι όσο και το κοινό αποκαλούν μερικές φορές αυτές τις ιδέες «θεωρίες». Οι επιστήμονες στρέφονται ιδιαίτερα προς αυτήν τη χρήση όταν η ιδέα τους ασχολείται με ένα ευρύ φάσμα περιστάσεων ή εξηγεί κάτι θεμελιώδες για το πώς λειτουργεί η φυσική. Και τι θα μπορούσε να είναι πιο ευρύτατο και θεμελιώδες από το multiverse;
Για να μεταβληθεί μια τεχνική από την υπόθεση στην θεωρία, οι επιστήμονες πρέπει να δοκιμάσουν τις προβλέψεις τους και στη συνέχεια να αναλύσουν τα αποτελέσματα για να δουν αν η αρχική τους εικασία υποστηρίζεται ή διαψεύδεται από τα δεδομένα. Εάν η ιδέα αποκτήσει αρκετή συνεπή στήριξη και περιγράφει τη φύση με ακρίβεια και αξιοπιστία, προωθείται σε μια επίσημη θεωρία.
Καθώς οι φυσικοί εμπλέκονται βαθύτερα στην καρδιά της πραγματικότητας, οι υποθέσεις τους -όπως και το πολυβέντιο- γίνονται όλο και πιο σκληρές και ίσως ακόμη και αδύνατες να δοκιμαστούν. Χωρίς την ικανότητα να αποδείξουν ή να διαψεύσουν τις ιδέες τους, δεν υπάρχει κανένας τρόπος για τους επιστήμονες να γνωρίζουν πόσο καλά μια θεωρία στην πραγματικότητα αντιπροσωπεύει την πραγματικότητα. Είναι σαν να συναντήσατε μια πιθανή ημερομηνία στο Διαδίκτυο: Αν και μπορεί να φαίνονται καλά σε ψηφιακό χαρτί, δεν μπορείτε να ξέρετε αν το προφίλ τους αντιπροσωπεύει τον πραγματικό εαυτό τους μέχρι να συναντηθείτε αυτοπροσώπως. Και αν δεν συναντήσετε ποτέ αυτοπροσώπως, θα μπορούσαν να σας επιταχύνουν. Και έτσι θα μπορούσε να είναι το multiverse.
Οι φυσικοί συζητούν τώρα κατά πόσον το πρόβλημα αυτό μετακινεί ιδέες όπως το πολυδύναμο από τη φυσική στη μεταφυσική, από τον κόσμο της επιστήμης σε εκείνη της φιλοσοφίας.
Εμφάνιση κατάσταση
Μερικοί θεωρητικοί φυσικοί λένε ότι το πεδίο τους χρειάζεται πιο κρύο, σκληρές αποδείξεις και ανησυχίες για το πού οδηγεί η έλλειψη αποδείξεων. «Είναι εύκολο να γράψεις θεωρίες», λέει ο Carlo Rovelli από το Κέντρο Θεωρητικής Φυσικής στο Luminy της Γαλλίας. Εδώ, ο Ροβέλι χρησιμοποιεί τη λέξη συνειδητά, για να μιλήσει για υποθετικές εξηγήσεις για το πώς λειτουργεί το σύμπαν, ουσιαστικά. "Είναι δύσκολο να γράψεις θεωρίες που επιβιώνουν από την απόδειξη της πραγματικότητας", συνεχίζει. "Λίγοι επιβιώνουν. Μέσω αυτού του φίλτρου, κατορθώσαμε να αναπτύξουμε σύγχρονη επιστήμη, τεχνολογική κοινωνία, να θεραπεύσουμε ασθένειες, να τροφοδοτήσουμε δισεκατομμύρια. Όλα αυτά λειτουργούν χάρη σε μια απλή ιδέα: Μην εμπιστεύεστε τις φαντασιώσεις σας. Κρατήστε μόνο τις ιδέες που μπορούν να δοκιμαστούν. Αν σταματήσουμε να το κάνουμε, θα επιστρέψουμε στο στυλ σκέψης του Μεσαίωνα. "
Ο ίδιος και οι κοσμολόγοι George Ellis του Πανεπιστημίου του Κέιπ Τάουν και ο Joseph Silk του πανεπιστημίου Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη ανησυχούν ότι επειδή κανείς δεν μπορεί να αποδείξει ιδέες όπως το σωστό ή λάθος για τους multiverse, οι επιστήμονες μπορούν απλά να συνεχίσουν τις διανοητικές τους διαδρομές χωρίς να γνωρίζουν εάν οι βόλτες τους τίποτα αλλά τυχαίο. "Η θεωρητική φυσική κινδυνεύει να γίνει μια μη ανθρώπινη γη ανάμεσα στα μαθηματικά, τη φυσική και τη φιλοσοφία που δεν ανταποκρίνεται πραγματικά στις απαιτήσεις οποιουδήποτε", ανέφερε ο Ellis και ο Silk σε ένα εκδοτικό φυλλάδιο του Nature τον Δεκέμβριο του 2014.
Δεν είναι ότι οι φυσικοί δεν θέλουν να δοκιμάσουν τις πιο τρελές ιδέες τους. Ο Ροβέλι λέει ότι πολλοί από τους συναδέλφους του σκέφτονταν ότι με την εκθετική πρόοδο της τεχνολογίας - και πολύ χρόνο που καθόταν στα δωμάτια σκέψης - θα μπορούσαν να τους επικυρώσουν μέχρι τώρα. "Νομίζω ότι πολλοί φυσικοί δεν έχουν βρει έναν τρόπο να αποδείξουν τις θεωρίες τους, όπως ελπίζουν, και γι 'αυτό αναπνέουν", λέει η Rovelli.
"Η φυσική προχωρά με δύο τρόπους", λέει. Είτε οι φυσικοί βλέπουν κάτι που δεν καταλαβαίνουν και αναπτύσσουν μια νέα υπόθεση για να το εξηγήσουν είτε επεκτείνονται σε υπάρχουσες υποθέσεις που είναι σε καλή κατάσταση λειτουργίας. "Σήμερα, πολλοί φυσικοί σπαταλούν χρόνο μετά από έναν τρίτο τρόπο: προσπαθώντας να μαντέψουμε αυθαίρετα", λέει ο Rovelli. "Αυτό δεν έχει λειτουργήσει ποτέ στο παρελθόν και δεν λειτουργεί πλέον."
Το multiverse μπορεί να είναι μια από αυτές τις αυθαίρετες εικασίες. Το Rovelli δεν αντιτίθεται στην ίδια την ιδέα, αλλά στην καθαρά υπαίθρια ύπαρξή της. "Δεν βλέπω κανένα λόγο να απορρίπτω εκ των προτέρων την ιδέα ότι υπάρχει περισσότερη φύση από το τμήμα του χωροχρόνου που βλέπουμε", λέει ο Rovelli. "Αλλά δεν έχω δει μέχρι στιγμής κανένα πειστικό στοιχείο".
Η "Απόδειξη" πρέπει να εξελιχθεί
Άλλοι επιστήμονες λένε ότι οι ορισμοί των "αποδεικτικών στοιχείων" και "απόδειξης" χρειάζονται αναβάθμιση. Ο Richard Dawid του Κέντρου Μαθηματικής Φιλοσοφίας του Μονάχου πιστεύει ότι οι επιστήμονες θα μπορούσαν να υποστηρίξουν τις υποθέσεις τους, όπως και το multiverse, χωρίς να βρουν πραγματικά φυσική υποστήριξη. Έγραψε τις ιδέες του σε ένα βιβλίο που ονομάζεται Theory String και η Επιστημονική Μέθοδος . Το εσωτερικό είναι ένα είδος ρουμπρίκ, που ονομάζεται "Μη-Εμπειρική Θεωρία Αξιολόγησης", που είναι σαν ένα επιστημονικά-δίκαιο φύλλο αξιολόγησης για επαγγελματίες φυσικούς. Εάν μια θεωρία πληροί τρία κριτήρια, είναι μάλλον αλήθεια.
Πρώτον, εάν οι επιστήμονες έχουν δοκιμάσει και αποτύχουν, να καταλήξουν σε μια εναλλακτική θεωρία που εξηγεί ένα φαινόμενο καλά, αυτό μετρά ως απόδειξη υπέρ της αρχικής θεωρίας. Δεύτερον, αν μια θεωρία εξακολουθεί να φαίνεται σαν μια καλύτερη ιδέα, τόσο περισσότερο την μελετάτε, αυτό είναι ένα άλλο συν-ένα. Και αν μια γραμμή σκέψης παράγει μια θεωρία που τα αποδεικτικά στοιχεία αργότερα υποστηρίζονται, οι πιθανότητες είναι και πάλι.
Ο Radin Dardashti, επίσης από το Κέντρο Μονάδας Μαθηματικής Φιλοσοφίας του Μονάχου, πιστεύει ότι ο Dawid περικλείει το σωστό δρόμο. "Η πιο βασική ιδέα είναι ότι εάν έχουμε μια θεωρία που φαίνεται να λειτουργεί και δεν έχουμε καταφέρει τίποτα που να λειτουργεί καλύτερα, οι πιθανότητες είναι η ιδέα μας σωστή", λέει.
Όμως, ιστορικά, αυτό το υποβρύχιο έχει καταρρεύσει συχνά και οι επιστήμονες δεν κατάφεραν να δουν τις προφανείς εναλλακτικές λύσεις στις δογματικές ιδέες. Για παράδειγμα, ο Ήλιος, στην άνοδο και τη θέση του, φαίνεται να πηγαίνει γύρω από τη Γη. Οι άνθρωποι λοιπόν, από καιρό πίστευαν ότι το αστέρι μας περιστρέφεται γύρω από τη Γη.
Ο Dardashti προειδοποιεί ότι οι επιστήμονες δεν θα πρέπει να πάνε γύρω από την εφαρμογή της ιδέας του Dawid, και ότι χρειάζεται περισσότερη ανάπτυξη. Αλλά μπορεί να είναι η καλύτερη ιδέα εκεί έξω για να «δοκιμάσετε» τα multiverse και άλλες ιδέες που είναι πολύ σκληρές, αν όχι αδύνατες, για να δοκιμάσετε. Σημειώνει, ωστόσο, ότι ο πολύτιμος χρόνος των φυσικών θα ήταν καλύτερο να ξοδέψουμε να ονειρευόμαστε τρόπους για να βρούμε πραγματικά στοιχεία.
Δεν είναι όλοι τόσο αυταρχικός, όμως. Η Sabine Hossenfelder του Σκανδιναβικού Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής στη Στοκχόλμη, πιστεύει ότι η "μετα-εμπειρική" και η "επιστήμη" δεν μπορούν ποτέ να ζήσουν μαζί. "Η φυσική δεν είναι για την εύρεση της πραγματικής αλήθειας. Η φυσική περιγράφει τον κόσμο ", έγραψε στο ιστολόγιό της Backreaction σε απάντηση σε μια συνέντευξη στην οποία ο Dawid εξέθεσε τις ιδέες του. Και αν μια ιδέα (την οποία επίσης αποκαλεί και μια θεωρία) δεν έχει εμπειρική, φυσική υποστήριξη, δεν ανήκει. «Χωρίς να έρθει σε επαφή με την παρατήρηση, μια θεωρία δεν είναι χρήσιμη για να περιγράψει τον φυσικό κόσμο, όχι μέρος των φυσικών επιστημών, και όχι φυσική», κατέληξε.
Multiverse (Πανεπιστήμιο Standford) Η αλήθεια είναι εκεί έξω
Κάποιοι υποστηρικτές του multiverse ισχυρίζονται ότι έχουν βρει πραγματικά φυσικά στοιχεία για το multiverse. Ο Joseph Polchinski του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας της Σάντα Μπάρμπαρα και ο Αντρέι Λίντε του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ, μερικοί από τους θεωρητικούς φυσικούς που ονειρεύτηκαν το σημερινό μοντέλο πληθωρισμού και πώς οδηγούν στα νησιωτικά σύμπαντα, λένε ότι η απόδειξη κωδικοποιείται στον κόσμο μας.
Αυτός ο Κόσμος είναι τεράστιος, ομαλός και επίπεδης, ακριβώς όπως ο πληθωρισμός λέει ότι πρέπει να είναι. "Χρειάστηκε λίγος χρόνος για να συνηθίσουμε την ιδέα ότι το μεγάλο μέγεθος, η επίπεδη φύση, η ισοτροπία και η ομοιομορφία του σύμπαντος δεν πρέπει να απορριφθούν ως τετριμμένα γεγονότα της ζωής", γράφει ο Linde σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στο arXiv.org τον Δεκέμβριο. "Αντί αυτού, θα πρέπει να θεωρηθούν ως πειραματικά δεδομένα που απαιτούν μια εξήγηση, η οποία παρέχεται με την εφεύρεση του πληθωρισμού".
Ομοίως, το σύμπαν μας φαίνεται να είναι ευνοϊκό για τη ζωή, με το ρυθμό εξάπλωσης Goldilocks που δεν είναι πολύ γρήγορο ή πολύ αργό, ένα ηλεκτρόνιο που δεν είναι πολύ μεγάλο, ένα πρωτόνιο που έχει ακριβώς το αντίθετο φορτίο αλλά την ίδια μάζα με ένα νετρόνιο τετραδιάστατο χώρο στον οποίο μπορούμε να ζήσουμε. Εάν το ηλεκτρόνιο ή το πρωτόνιο ήταν, για παράδειγμα, ένα τοις εκατό μεγαλύτερο, τα όντα δεν θα μπορούσαν να είναι. Ποιες είναι οι πιθανότητες ότι όλες αυτές οι ιδιοκτησίες θα ευθυγραμμιστούν για να δημιουργήσουν ένα ωραίο κομμάτι ακίνητης περιουσίας για να διαμορφωθεί και να εξελιχθεί η βιολογία;
Σε ένα σύμπαν που είναι, στην πραγματικότητα, το μόνο σύμπαν, οι πιθανότητες είναι πολύ μικρές. Αλλά σε ένα αληθινά φουσκωμένο multiverse, είναι βέβαιο ότι ένα από τα σύμπαν θα πρέπει να αποδειχθεί σαν το δικό μας. Κάθε νησιωτικό σύμπαν μπορεί να έχει διαφορετικούς φυσικούς νόμους και βασικές αρχές. Με δεδομένες τις άπειρες μεταλλάξεις, θα γεννηθεί ένα σύμπαν στο οποίο μπορούν να γεννηθούν οι άνθρωποι. Το multiverse εξηγεί γιατί είμαστε εδώ. Και η ύπαρξή μας, επομένως, βοηθάει να εξηγηθεί γιατί η πολυδυναμική είναι εύλογη.
Αυτά τα έμμεσα τεκμηριωμένα στοιχεία, στατιστικά συνδυασμένα, οδήγησαν τον Πολτσίνσκι να πει ότι είναι 94% βέβαιος ότι υπάρχει το πολυδύναμο. Αλλά ξέρει ότι είναι 5.999999 τοις εκατό λιγότερο από το 99.999999 τοις εκατό σίγουρος επιστήμονες πρέπει να καλέσετε κάτι μια ολοκληρωμένη συμφωνία.
Η λεπτομερής εικόνα για το νεόκτιστο σύμπαν που δημιουργήθηκε από εννέα χρόνια δεδομένων WMAP. Η εικόνα αποκαλύπτει διακυμάνσεις θερμοκρασίας 13, 77 δισεκατομμυρίων ετών (που εμφανίζονται ως διαφορές χρώματος) που αντιστοιχούν στους σπόρους που έγιναν γκαλάξοι. (Επιστημονική Ομάδα της NASA / WMAP) Τελικά, οι επιστήμονες μπορεί να είναι σε θέση να ανακαλύψουν πιο άμεσες αποδείξεις για το πολυδύναμο. Είναι το κυνήγι για τα ραγάδες που ο πληθωρισμός θα είχε αφήσει στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο, το φως που έμεινε από το Big Bang. Αυτά τα αποτυπώματα θα μπορούσαν να ενημερώσουν τους επιστήμονες εάν συνέβη ο πληθωρισμός και να τους βοηθήσουν να μάθουν αν εξακολουθεί να συμβαίνει μακριά από την άποψή μας. Και αν το σύμπαν μας έχει προσκρούσει σε άλλους στο παρελθόν, αυτό το φτερό-bender θα είχε αφήσει επίσης αποτυπώματα στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο. Οι επιστήμονες θα είναι σε θέση να αναγνωρίσουν αυτό το δυστύχημα. Και αν υπάρχουν δύο αυτοκίνητα, πρέπει και πολλά άλλα.
Ή, μέσα σε 50 χρόνια, οι φυσικοί μπορεί να παρουσιάσουν φανερά αποδείξεις ότι η κοσμολογική θεωρία των ζώων του πρώτου 21ου αιώνα ήταν λάθος.
"Εργαζόμαστε σε ένα πρόβλημα που είναι πολύ δύσκολο και γι 'αυτό πρέπει να το εξετάσουμε σε πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα", εξήγησε ο Polchinski σε άλλους φυσικούς. Αυτό δεν είναι ασυνήθιστο στη φυσική. Πριν από εκατό χρόνια, η θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, για παράδειγμα, προέβλεψε την ύπαρξη κυμάτων βαρύτητας. Αλλά οι επιστήμονες θα μπορούσαν να τα επιβεβαιώσουν πρόσφατα μόνο με ένα δισεκατομμύριο δολάρια όργανο που ονομάζεται LIGO, το Παρατηρητήριο Βαρύτητας-Γυμνής Συμβολισμού με Laser.
Μέχρι στιγμής, όλη η επιστήμη έχει στηριχθεί στη δυνατότητα δοκιμής. Είναι αυτό που κάνει την επιστήμη της επιστήμης και όχι την ονειροπόληση. Οι αυστηροί κανόνες απόδειξής του μετακόμισαν τους ανθρώπους από τα βρώμικα, σκοτεινά κάστρα και στο διάστημα. Αλλά αυτές οι δοκιμές χρειάζονται χρόνο και οι περισσότεροι θεωρητικοί θέλουν να το περιμένουν. Δεν είναι έτοιμοι να ρίξουν μια ιδέα τόσο θεμελιώδη όσο η πολυδυναμική - που θα μπορούσε στην πραγματικότητα να είναι η απάντηση στη ζωή, στο σύμπαν και σε όλα - μέχρι και αν δεν μπορούν να αποδείξουν στον εαυτό τους ότι δεν υπάρχουν. Και εκείνη η μέρα δεν μπορεί ποτέ να έρθει.
