Vesmír začínal jako Velký třesk a téměř okamžitě začal expandovat rychleji než rychlost světla v růstové spurze zvané „inflace“. Tento náhlý strečink vyhladil vesmír, rozmazal hmotu a záření stejně jako kečup a hořčici na hamburgeru drdol.
Tato expanze se zastavila už po zlomku vteřiny. Ale podle myšlenky zvané „inflační multiverse“ pokračuje - jen ne v našem vesmíru, kde jsme to mohli vidět. A stejně tak vytváří jiné vesmíry. A i když se zastaví v těchto prostorech, pokračuje v dalších. Tato „věčná inflace“ by vytvořila nekonečný počet jiných vesmírů.
Tyto kosmické ostrovy společně tvoří to, co vědci nazývají „multivesmírem“. Na každém z těchto ostrovů mohou být fyzické základy tohoto vesmíru - jako náboje a masy elektronů a protonů a způsob, jakým se prostor rozšiřuje - různé.
Kosmologové většinou studují tuto inflační verzi multiverse, ale zvláštní scénář může mít i jiné formy. Představte si například, že vesmír je nekonečný. Pak je součástí toho, co vidíme - viditelný vesmír - jen jeden z nespočetného počtu dalších vesmírů stejné velikosti, které se spojují a vytvářejí multivesmír. Další verze, nazvaná „Mnoho světových interpretací“, pochází z kvantové mechaniky. Tady, pokaždé, když má fyzická částice, jako je elektron, více možností, bere je všechny - každá v jiném, nově vzniklém vesmíru.
Reprezentace vývoje vesmíru za 13, 77 miliard let. Zcela vlevo je zobrazen nejčasnější okamžik, který můžeme nyní sondovat, když období „inflace“ vyvolalo výbuch exponenciálního růstu ve vesmíru. (Vědecký tým NASA / WMAP) 
Vítězové ceny Kavli za vynález inflace (cena Kavli) 
Obrázek o tom, jak se může na mikrovlnném pozadí objevit kolize s jiným vesmírem (University College London) Ale všechny ty ostatní vesmíry mohou být mimo náš vědecký dosah. Vesmír obsahuje, podle definice, všechno, co kdokoli uvnitř může vidět, detekovat nebo sondovat. A protože je multivesmír fyzicky a filozoficky nedosažitelný, astronomové nemusí být schopni zjistit - určitě - pokud vůbec existuje.
Určování toho, zda žijeme na jednom z mnoha ostrovů, však není jen hledání čistých znalostí o povaze vesmíru. Pokud existuje multivesmír, není životaschopnost našeho konkrétního vesmíru tak tajemná: existuje také nekonečné množství méně pohostinných vesmírů. Naše složení by tedy byla jen šťastná náhoda. To však nebudeme vědět, dokud vědci nebudou moci multiverse ověřit. A jak to budou dělat, a pokud to bude možné, zůstane otevřenou otázkou.
Nulové výsledky
Tato nejistota představuje problém. Ve vědě se vědci snaží vysvětlit, jak příroda funguje pomocí předpovědí, které formálně nazývají hypotézami. Hovorově tyto myšlenky nazývají „teorií“. Vědci se k tomuto použití obzvláště přibližují, když se jejich myšlenka zabývá širokou škálou okolností nebo vysvětluje něco zásadního pro fungování fyziky. A co by mohlo být širší a zásadnější než multiverse?
Aby se však myšlenka technicky posunula od hypotézy k teorii, musí vědci otestovat své předpovědi a poté analyzovat výsledky, aby zjistili, zda jejich počáteční odhad je daty podporován nebo vyvrácen. Pokud myšlenka získá dost důslednou podporu a přesně a spolehlivě popisuje přírodu, povýší se na oficiální teorii.
Jak se fyzici vklouzli hlouběji do srdce reality, jejich hypotézy - jako multiverse - se staly těžší a těžší a možná dokonce nemožné testovat. Bez schopnosti prokázat nebo vyvrátit své myšlenky neexistuje žádný způsob, jak vědci vědí, jak dobře teorie skutečně představuje realitu. Je to jako setkat se s potenciálním datem na internetu: I když mohou vypadat dobře na digitálním papíře, nemůžete vědět, zda jejich profil představuje jejich skutečné já, dokud se osobně nesetkáte. A pokud se nikdy osobně nesetkáte, mohli vás lovit. A tak mohl multivesmír.
Fyzici nyní debatují o tom, zda tento problém přesouvá myšlenky, jako je multivesmír z fyziky do metafyziky, ze světa vědy do filosofie.
Show-me state
Někteří teoretičtí fyzici říkají, že jejich pole potřebuje více chladných, tvrdých důkazů a starostí o to, kde nedostatek důkazů vede. "Je snadné psát teorie, " říká Carlo Rovelli z Centra pro teoretickou fyziku ve francouzském Luminách. Rovelli zde slovo hovorově používá, aby hovořil o hypotetických vysvětleních toho, jak vesmír v zásadě funguje. "Je těžké psát teorie, které přežijí důkaz reality, " pokračuje. "Málokdo přežije." Pomocí tohoto filtru jsme dokázali vyvinout moderní vědu, technologickou společnost, léčit nemoci, krmit miliardy. To vše funguje díky jednoduchému nápadu: Nevěřte svým fantazii. Ponechejte si pouze nápady, které lze otestovat. Pokud to přestaneme, vrátíme se ke stylu myšlení ve středověku. “
On a kosmologové George Ellis z University of Cape Town a Joseph Silk z Johns Hopkins University v Baltimoru se obávají, že protože nikdo nemůže v současné době prokázat myšlenky jako multiverse správné nebo špatné, mohou vědci jednoduše pokračovat po svých intelektuálních stezkách, aniž by věděli, zda jejich procházky jsou nic jiného než náhodné. "Teoretická fyzika riskuje, že se stane zemí nikoho mezi matematikou, fyzikou a filozofií, která skutečně nesplňuje požadavky žádného, " poznamenal Ellis a Silk v úvodníku Nature v prosinci 2014.
Není to tak, že by fyzici nechtěli otestovat své nejdivočejší myšlenky. Rovelli říká, že mnozí z jeho kolegů si mysleli, že s exponenciálním pokrokem technologie - a spoustou času, který sedí v místnostech - by je nyní mohli ověřit. "Myslím, že mnoho fyziků nenašlo způsob, jak prokázat své teorie, jak doufali, a proto lapají po dechu, " říká Rovelli.
"Fyzika postupuje dvěma způsoby, " říká. Fyzici buď vidí něco, čemu nerozumí, a vyvinou novou hypotézu, aby to vysvětlili, nebo se rozšíří o stávající hypotézy, které jsou v dobrém funkčním stavu. "Mnoho fyziků dnes ztrácí čas třetím způsobem: snaží se hádat libovolně, " říká Rovelli. "To v minulosti nikdy nefungovalo a nyní nefunguje."
Multivesmír může být jedním z těch libovolných odhadů. Rovelli není v rozporu s myšlenkou samotnou, ale s její čistě kreslicí existencí. "Nevidím žádný důvod a priori odmítnout myšlenku, že v přírodě je více než část prostoru, kterou vidíme, " říká Rovelli. "Ale zatím jsem neviděl žádné přesvědčivé důkazy."
„Důkaz“ se musí vyvíjet
Jiní vědci tvrdí, že definice „důkazů“ a „důkazů“ vyžadují upgrade. Richard Dawid z Mnichovského centra pro matematickou filozofii věří, že vědci by mohli podpořit jejich hypotézy, jako je multiverse, aniž by skutečně našli fyzickou podporu. Rozložil své myšlenky v knize s názvem String Theory and the Scientific Method . Uvnitř je druh rubriky, nazvaný „Ne Empirické hodnocení teorie“, který je jako vědecky spravedlivý soupis pro profesionální fyziky. Pokud teorie splňuje tři kritéria, je to pravděpodobně pravda.
Zaprvé, pokud se vědci pokusili a nedokázali přijít s alternativní teorií, která dobře vysvětluje jev, který se počítá jako důkaz ve prospěch původní teorie. Zadruhé, pokud se teorie stále jeví jako lepší nápad, čím více ji studujete, je to další plus-one. A pokud myšlenková linie vytvořila teorii, která důkazy později podporovala, je pravděpodobné, že to bude znovu.
Radin Dardashti, také mnichovské centrum matematické filosofie, si myslí, že Dawid přechází po správné cestě. "Nejzákladnější myšlenkou, která toto vše podstupuje, je to, že pokud máme teorii, která vypadá, jako by to fungovalo, a nepřicházíme s ničím, co by fungovalo lépe, je pravděpodobné, že náš nápad je správný, " říká.
Historicky se však toto podvádění často zhroutilo a vědci neviděli zřejmé alternativy k dogmatickým myšlenkám. Zdá se například, že Slunce ve svém povstání a nastavení obchází Zemi. Lidé si proto dlouho mysleli, že naše hvězda obíhá kolem Země.
Dardashti varuje, že by vědci neměli chodit s aplikací Dawidova myšlenky a nechtěli, a že potřebuje další rozvoj. Může to však být nejlepší nápad pro „testování“ multiverse a dalších myšlenek, které je příliš těžké, ne-li nemožné, otestovat. Poznamenává však, že drahocenný čas fyziků by se měl lépe strávit hledáním skutečných důkazů.
Ne každý je ale tak skvělý. Sabine Hossenfelder ze Severského institutu pro teoretickou fyziku ve Stockholmu si myslí, že „post empirická“ a „věda“ nemohou nikdy žít společně. "Fyzika není o nalezení skutečné pravdy." Fyzika je o popisu světa, “napsala na svém blogu Odreagování v reakci na rozhovor, ve kterém Dawid vysvětlil své myšlenky. A pokud myšlenka (kterou také hovorově nazývá teorií) nemá empirickou, fyzickou podporu, nepatří. "Bez kontaktu s pozorováním není teorie užitečná pro popis přírodního světa, není součástí přírodních věd a ne fyziky, " uzavřela.
Multiverse (Standford University) Pravda je tam venku
Někteří příznivci multivesmíru tvrdí, že pro multiverse našli skutečný fyzický důkaz. Joseph Polchinski z Kalifornské univerzity, Santa Barbara a Andrei Linde ze Stanfordské univerzity - někteří z teoretických fyziků, kteří sní o současném modelu inflace a o tom, jak to vede k ostrovním vesmírům - říkají, že důkaz je zakódován v našem vesmíru.
Tento vesmír je obrovský, hladký a plochý, stejně jako inflace říká, že by to mělo být. "Trvalo nějakou dobu, než jsme si zvykli na to, že velká velikost, rovinnost, izotropie a uniformita vesmíru by neměla být odmítnuta jako triviální fakta života, " napsala Linde v novinách, které se objevily na arXiv.org v prosinci. "Místo toho by se měly považovat za experimentální údaje vyžadující vysvětlení, které bylo poskytnuto s vynálezem inflace."
Podobně se zdá, že náš vesmír je naladěn tak, aby byl příznivý pro život, s jeho expanzivní rychlostí Goldilocks, která není příliš rychlá nebo příliš pomalá, elektron, který není příliš velký, proton, který má přesný opačný náboj, ale stejnou hmotnost jako neutron a čtyřrozměrný prostor, ve kterém můžeme žít. Pokud by byl elektron nebo proton například o jedno procento větší, bytosti by nemohly být. Jaké jsou šance, že by se všechny tyto vlastnosti sladily, aby vytvořily pěkný kus nemovitosti pro biologii, aby se vytvořila a vyvíjela?
Ve vesmíru, který je ve skutečnosti jediným vesmírem, jsou šance téměř nulové. Ale ve věčně nafouknutém multivesmíru je jisté, že jeden z vesmírů by se měl ukázat jako ten náš. Každý ostrovní vesmír může mít různé fyzikální zákony a základy. Vzhledem k nekonečným mutacím se zrodí vesmír, na kterém se lidé mohou narodit. Multiverse vlastně vysvětluje, proč jsme tady. A naše existence proto pomáhá vysvětlit, proč je multivesmír hodnověrný.
Tyto nepřímé důkazy, statisticky kombinované, vedly Polchinského k tomu, že má 94 procent jistotu, že multiverse existuje. Ale ví, že to je 5, 999999 procent, což je 99, 999999 procent jistota, kterou vědci musí nazvat něčím hotovým obchodem.
Podrobný celoobrazový obraz kojeneckého vesmíru vytvořený z devíti let dat WMAP. Obrázek ukazuje kolísání teploty staré 13, 77 miliard let (znázorněné jako barevné rozdíly), které odpovídají semenům, která se stala galaxiemi. (Vědecký tým NASA / WMAP) Vědci nakonec budou moci objevit přímější důkazy o multiverse. Loví strie, které by na vesmírném mikrovlnném pozadí zůstalo nafouknutí, světlo zbylé z Velkého třesku. Tyto otisky by mohly vědcům říci, zda došlo k inflaci, a pomoci jim zjistit, zda se to stále děje daleko od našeho pohledu. A pokud by náš vesmír v minulosti narazil na jiné, tento blatník-bender by také zanechal stopy v kosmickém mikrovlnném pozadí. Vědci by dokázali rozpoznat tu nehoda dvou aut. A pokud existují dvě auta, musí jich být mnohem víc.
Nebo za 50 let mohou fyzici nezvykle předložit důkazy o tom, že kosmologická teorie z počátku 21. století byla chybná.
"Pracujeme na problému, který je velmi těžký, a proto bychom o tom měli přemýšlet ve velmi dlouhém časovém měřítku, " radil Polchinski dalším fyzikům. Ve fyzice to není neobvyklé. Před sto lety například Einsteinova teorie obecné relativity předpovídala existenci gravitačních vln. Vědci je však mohli ověřit teprve nedávno pomocí nástroje miliard dolarů nazývaného LIGO, gravitační vlnová observatoř laserového interferometru.
Doposud se celá věda spoléhala na testovatelnost. To je to, co dělá vědeckou vědu a ne snění. Jeho přísná pravidla dokazovala, že lidé unikli z temnoty, temných hradů a do vesmíru. Ale ty testy vyžadují čas a většina teoretiků to chce počkat. Nejsou připraveni zaplnit myšlenku tak zásadní, jako je multivesmír - který by ve skutečnosti mohl být odpovědí na život, vesmír a všechno - dokud a pokud si nebudou moci dokázat, že neexistuje. A ten den nemusí nikdy přijít.
