Hi ha mons paral·lels?

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

La realitat física pot ser molt més extensa que només un tros d'espai en el temps que anomenem Univers. El nostre entorn espacial es pot construir a una escala increïble i els nostres instruments astronòmics són increïblement limitats. Nosaltres, com les formigues, no sabem com de gran és el món fora del formiguer.

Per tant, alguns físics teòrics estan considerant seriosament la teoria del multivers, segons la qual el nostre món és només un dels molts. A més, aplicant la teoria quàntica a l'Univers, ens veiem obligats a admetre que existeix simultàniament en molts estats.

En altres paraules, en permetre l'aplicació de fluctuacions quàntiques a l'Univers, ens veiem pràcticament obligats a admetre l'existència de mons paral·lels. També és interessant que la combinació de la teoria de cordes i la versió "eterna" de la cosmologia inflacionista (parlant del model inflacionista de l'Univers) proporcioni una base natural per a l'anomenat "multivers paisatgístic".

Teoria del Multivers: Inflació

Per començar, el concepte de multivers sorgeix en diverses àrees de la física (i de la filosofia) alhora, però l'exemple més cridaner és la teoria de la inflació, que descriu un esdeveniment hipotètic que va passar quan el nostre univers era molt jove, menys d'un segon vell. Segons la NASA, en un període de temps increïblement curt, l'Univers ha passat per un període d'expansió ràpida, "inflant", fent-se cada cop més gran.

Es creu que la inflació al nostre univers va acabar fa uns 14.000 milions d'anys. Tanmateix, la inflació no s'acaba a tot arreu al mateix temps. Els investigadors creuen que potser a mesura que la inflació s'acaba en una regió, continua en altres.

Així, mentre la inflació va acabar al nostre univers, podria haver-hi altres regions molt més llunyanes on la inflació continués, i continua ara mateix. A més, els universos individuals, segons LiveScience, poden "pessigar" universos més grans, inflats i en expansió, creant un mar infinit d'inflació eterna, ple de nombrosos universos individuals.

En aquest escenari d'inflació eterna, cada univers sorgiria amb les seves pròpies lleis de la física, la seva pròpia col·lecció de partícules, la seva pròpia disposició de forces i els seus propis valors de constants fonamentals, diuen els investigadors.

Això pot explicar per què el nostre univers té propietats que posseeix, i sobretot aquelles que són difícils d'explicar mitjançant conceptes com la matèria fosca o la constant cosmològica. "Si hi hagués un multivers, tindríem constants cosmològiques aleatòries en diferents universos, i és només una coincidència que el que tenim al nostre univers, pren el valor que observem", diu Dan Heling, cosmòleg de la Universitat. Arizona i expert en teoria del multivers.

Teoria del multivers: observacions i evidències

Curiosament, una altra prova de l'existència de la caricatura són les observacions: al nostre Univers havien de passar tantes coses que l'existència de la vida sembla increïble. I si només hi hagués un Univers, molt probablement no hi hauria d'haver vida. Però al multivers, la probabilitat de vida és molt més alta. Però aquesta teoria difícilment es pot anomenar convincent, per això la majoria dels científics es mantenen escèptics sobre la idea d'un multivers.

I tanmateix, molts han intentat trobar proves més físiques i convincents de la seva existència. Per exemple, si un univers veí es trobava a prop del nostre fa molt de temps, pot haver-hi xocat, deixant una empremta notable.

Aquesta empremta podria estar en forma de distorsions en la radiació còsmica de fons de microones o radiació relíquia (llum sobrant de quan l'univers era un milió de vegades més petit que l'actual) o en les estranyes propietats de les galàxies en la direcció de la col·lisió, segons un article publicat per investigadors de la University College de Londres…

Alguns astrofísics han anat encara més enllà, buscant tipus especials de forats negres que podrien ser artefactes de parts del nostre univers que es van dividir en el seu propi univers mitjançant un procés anomenat túnel quàntic.

Si algunes zones del nostre univers es dividissin d'aquesta manera, deixarien enrere "bombolles" al nostre univers, que es convertirien en aquests forats negres únics, que, segons els investigadors, "poden existir avui".

"El descobriment potencial d'aquests forats negres podria indicar l'existència d'un multivers", diuen els teòrics. Tanmateix, tot aquest tipus de cerques fins ara no han portat enlloc, per la qual cosa avui el Multivers continua sent hipotètic.

Teoria del multivers: radiació de fons

El 1964, els físics Arno Penzias i Robert Wilson van treballar als Bell Laboratories a Holmdel, Nova Jersey, creant receptors de microones ultrasensibles per a observacions de radioastronomia. Però fessin el que fessin, no van aconseguir desfer els receptors del soroll de fons de la ràdio, que, curiosament, semblava que venia de totes direccions alhora.

Penzias es va posar en contacte amb el físic de la Universitat de Princeton Robert Dicke, que va teoritzar que el soroll de ràdio podria ser radiació còsmica de fons de microones (CMB), que és la radiació de microones primària que omple l'univers.

Aquesta és la història del descobriment del CMB, senzilla i elegant. Pel seu descobriment, Penzias i Wilson van rebre el Premi Nobel de Física l'any 1978, i amb una bona raó. El seu treball va inaugurar una nova era de la cosmologia, que va permetre als científics estudiar i entendre l'univers com mai abans.

Curiosament, el treball dels físics també va conduir a un dels descobriments més sorprenents de la història recent: les característiques úniques de la radiació relíquia poden ser la primera evidència directa que realment existeixen un nombre infinit de mons fora de l'univers conegut. Tanmateix, per entendre correctament aquesta afirmació inusual, cal fer un viatge al principi dels temps.

Teoria del multivers: el Big Bang

Segons la teoria generalment acceptada de l'origen de l'univers, durant els primers centenars de milers d'anys després del Big Bang, el nostre univers es va omplir d'un plasma increïblement calent, format per nuclis, electrons i fotons que dispersaven la llum.

Cap a uns 380.000 anys, la contínua expansió del nostre univers el va refredar a temperatures inferiors als 3.000 Kelvin, la qual cosa va permetre que els electrons es fusionessin amb els nuclis per formar àtoms neutres, i l'absorció d'electrons lliures va permetre que la llum il·luminés la foscor.

Prova d'això -en la forma del CMB esmentat anteriorment- és el que van trobar Penzias i Wilson. El seu descobriment finalment va ajudar a establir la teoria del Big Bang.

Durant molts eons, l'expansió en curs ha refredat el nostre univers a una temperatura de només uns 2,7 K, però aquesta temperatura és desigual. Les diferències de temperatura sorgeixen a causa del fet que la matèria es distribueix de manera desigual per tot l'univers. Es creu que això és causat per petites fluctuacions en la densitat quàntica que es van produir just després del Big Bang.

El 2017, investigadors de la Universitat de Durham al Regne Unit van publicar un article que suggereix que les impressions CMB (anomenades punts freds) poden ser proves d'altres mons. Els autors van plantejar la hipòtesi que les taques de la radiació de fons de microones van aparèixer com a resultat d'una col·lisió entre el nostre univers i un altre.

En general, les taques de la radiació relíquia es poden considerar la primera evidència de l'existència del multivers: milers de milions d'altres universos, similars al nostre, escriuen els investigadors.

Teoria del multivers: matèria fosca

Una altra evidència al tresor de la teoria del Multivers és afegir un nou estudi extremadament interessant. Els seus resultats, escriu Vice, suggereixen que els forats negres formats a partir d'univers col·lapsats generen matèria fosca, i el nostre propi univers pot semblar un forat negre per als estrangers.

Tingueu en compte que la matèria fosca és una substància invisible que representa la major part de la massa de l'Univers; encara que no emet llum detectable, encara existeix, ja que té un efecte gravitatori sobre cúmuls de galàxies i altres objectes que emeten a l'espai.

S'ha proposat una vertiginosa varietat d'hipòtesis per explicar la matèria fosca, però ara els científics han suggerit que els forats negres primordials, objectes hipotètics que es remunten als primers dies de l'univers, "són un candidat viable per a la matèria fosca". A aquesta conclusió va arribar un equip internacional d'investigadors dels Estats Units, el Japó i Taiwan, en un article publicat a la revista científica Physical Review Letters el gener d'aquest any.

No obstant això, de moment, tots aquests conceptes són especulatius, tot i que els físics esperen que les noves maneres d'observar amb telescopis sofisticats en els propers anys ajudin a respondre moltes preguntes.

Teoria del multivers: novament la inflació

El famós físic teòric britànic Stephen Hawking va morir el 14 de març de 2018 després de passar dècades confinat a una cadira de rodes i dependent d'un sintetitzador de veu a causa del patiment causat per l'esclerosi lateral amiotròfica. L'últim treball d'investigació del científic, publicat només 10 dies abans de la seva mort, va ser escrit juntament amb el professor de física teòrica Thomas Hertog i es va referir al multivers.

En un article titulat "A Smooth Way Out of Perpetual Inflation?" Hawking i Hertog van teoritzar que la ràpida expansió de l'espai-temps després del Big Bang podria ocórrer repetidament, creant múltiples universos.

El seu treball és essencialment una extensió de la Teoria de la Inflació, que suggereix que abans del Big Bang, l'univers estava ple d'energia que formava part de l'espai mateix, i aquesta energia feia que l'espai s'expandís a un ritme exponencial. Va ser aquesta energia la que va donar lloc al Big Bang, i això és del que hem parlat abans.

Tanmateix, com que la inflació, com tota la resta, és de naturalesa quàntica, això vol dir que hi ha d'haver regions de l'espai a l'univers on s'acabi la inflació i comença el Big Bang. No obstant això, aquestes zones mai poden xocar entre elles, ja que estan separades per zones d'espai inflable.

Teoria del Multivers: Crítica i Conclusions

En conclusió, cal dir que quan algú parla de la teoria del multivers, pot sonar alhora arrogant i humil. Però molts físics tenen una reacció completament diferent: segons la seva opinió, la idea d'un multivers no és científica i potser fins i tot "perillosa", ja que pot conduir a esforços científics mal dirigits.

Per exemple, Paul Steinhardt, professor de ciències naturals a la Universitat de Princeton, va anomenar la teoria del multivers "La teoria de qualsevol cosa", ja que és compatible amb l'observació arbitrària i, per tant, no té cap biaix empíric.

D'una manera o d'una altra, malgrat les crítiques a la teoria de la pluralitat de mons, les dades de la investigació científica (algunes de les quals es descriuen en aquest article) permeten plantejar fins i tot teories tan aparentment boges. Després de tot, tornant a l'analogia del formiguer, què sabem del món en què vivim?