Obsah:
Několik měsíců předtím, než fyzik Stephen Hawking zemřel, byl spoluautorem článku, který několik médií propagovalo jako způsob, jak konečně dokázat (nebo vyvrátit) existenci paralelních vesmírů.
Ale toto tvrzení může být trochu kosmická inflace, řeklo několik fyziků, kteří se nepodíleli na Hawkingově výzkumu.
"Články neobsahují žádná prohlášení o pozorovacích testech. Není to úplně nezajímavé, ale je to jeden z doslova několika tisíc nápadů na to, co se mohlo stát v raném vesmíru," řekla Sabine Hossenfelderová, fyzička v raném vesmíru. Frankfurtský institut pro pokročilá studia v Německu, který bloguje na backreaction.blogspot.com.
Dosud nepublikovaná studie Hawkinga a Thomase Hertoga, fyzika na Katolické univerzitě v Lovani (KU Leuven) v Belgii, se poprvé objevila v předtištěném časopise arXiv v červenci 2017 a byla revidována jen týden předtím, než Hawking zemřel. Studie je pokusem izolovat typy vesmírů předpovídané jednou z Hawkingových neprokázaných teorií, modelem „bez hranic“pro vysvětlení velkého třesku.
Opírá se však o několik spekulativních a neprokázaných teorií a používá je odvážným způsobem k vytváření vágních závěrů, řekl Frank Wilczek, laureát Nobelovy ceny a teoretický fyzik z MIT.
Žádné hranice
Kořeny článku sahají k jedné z nejznámějších, ale dosud neprokázaných Hawkingových teorií: k „návrhu bez hranic“k vysvětlení velkého třesku. Podle Einsteinovy teorie obecné relativity musela před Velkým třeskem existovat singularita neboli nekonečně hustá, extrémně žhavá skvrna hmoty, pro kterou se fyzikální zákony hroutí.
V této koncepci, která byla formulována s fyzikem z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře Jamesem Hartlem, byla tato singularita jedna v prostoru i v čase – což znamená, že před Velkým třeskem čas, jak jej známe, neexistoval. Zkuste si tedy představit vesmír v čase a je to, jako by neměl žádné hranice - jako zeměkoule, kterou lze přecházet znovu a znovu, aniž byste dosáhli okraje.
Když vědci analyzovali tuto myšlenku, uvědomili si, že Hawkingova teorie bez hranic předpovídá, že tento dětský vesmír, jak se nafoukl super rychle, vyskočí z jiných vesmírů a nakonec z celého multivesmíru. Ve skutečnosti Hawkingova teorie nakonec předpokládala, že náš skromný vesmír je jen jedním z nekonečně mnoha paralelních vesmírů, které existují v tomto nekonečném multivesmíru podobném fraktálu. Tento multivesmír by pak vedl k paradoxu: Protože by existovalo nekonečné množství vesmírů, nikdo by nebyl schopen provést žádné testovatelné předpovědi o konkrétním vesmíru, ve kterém náhodou žijeme, řekl Hertog. (S nekonečným počtem možností se vše stane možným a nelze určit žádné podrobnosti o vesmíru.)
"Hawking nebyl spokojen s tímto stavem věcí," řekl Hertog Live Science v e-mailu. "'Pojďme se pokusit zkrotit multivesmír,' řekl mi před rokem. Takže jsme se rozhodli vyvinout metodu, jak přeměnit myšlenku multivesmíru na koherentní testovatelný vědecký rámec."
Aby vědci zredukovali nekonečný počet paralelních světů, museli najít most mezi kvantovou fyzikou, která ovládala malinkou singularitu fetálního vesmíru, a klasickými zákony, které řídí velký vesmír, ve kterém všichni žijeme. V nové studii, Hawking a Hertog použili metodu známou jako holografie ke sjednocení dvou souborů myšlenek. Tím byli schopni rozřezat tento obrovský les multivesmírů na spočítatelné číslo. Jakmile pracovali s konečným počtem vesmírů, mohli předpovídat, jak tyto vesmíry budou vypadat, řekl Hertog.
Například „zjistili, že vesmíry, které jsou hladké a podobné tomu našemu, jsou v zásadě pravděpodobné,“řekl Hossenfelder Live Science.
Hawkingova teorie bez hranic předpokládá, že po Velkém třesku vesmír prošel výbuchem rychlé expanze zvaným kosmická inflace, zesilující prvotní gravitační vlny, které vycházely z Velkého třesku, řekl Hertog. Tato prastará ozvěna zrození vesmíru je zaznamenána ve slabém, studeném mikrovlnném záření, které prostupuje každou oblast našeho vesmíru, známém jako kosmické mikrovlnné záření na pozadí (CMB). Pokud budoucí satelity ukážou, že energetický signál v datech CMB odpovídá inflaci předpovídané Hawkingovým modelem, mohlo by to poskytnout silný důkaz o existenci multivesmíru, řekl Hertog.
Slabý test
Jiní vědci jsou ale skeptičtí. Existují i jiné modely inflace a většina z těchto modelů také zahrnuje některé prvotní gravitační vlny, řekla Katie Mack, kosmoložka ze Státní univerzity v Severní Karolíně, která nebyla autorkou nového článku.
"Myšlenky uvedené v tomto dokumentu nedávají žádný nový druh podpisu, který by se lišil od jiných modelů inflace," řekl Mack Live Science.
Jinými slovy, neexistuje způsob, jak data CMB odhalit, zda je Hawkingova teorie nebo jedna z tisíců dalších správná.
Na druhou stranu, pokud signály CMB neodpovídají Hawkingovým a Hertogovým předpovědím, „to by zfalšovalo velmi specifický soubor předpokladů a aproximací použitých v tomto článku,“řekl Wilczek Live Science v e-mailu. "Takže je to testovatelné v tom velmi slabém smyslu," dodal.
Model hraček
A co víc, Hawking a Hertog se spoléhali na matematický rámec pro spojení kvantové teorie a gravitace, ale tento rámec se opírá o řadu neprokázaných dohadů a v podstatě není úplný, řekl Mack Live Science.
"To, co udělali v tomto dokumentu, je použití toho, čemu říkají model hračky - není to úplně přesné a úplné," řekl Mack. "Přiznávají, že je potřeba udělat mnohem víc práce."
Než někdo může říci, že tento článek je platný, vědci musí mít lepší teoretické znalosti o kvantové gravitaci, řekl Mack s odkazem na jednotnou teorii, která spojuje jak kvantovou mechaniku, tak gravitaci, jak ji popisuje Einsteinova teorie relativity.
