Universul a început ca un Big Bang și aproape imediat a început să se extindă mai repede decât viteza luminii într-un ritm de creștere numit „inflație”. Această întindere bruscă a netezit cosmosul, măturând materia și radiația în egală măsură peste el precum ketchup și muștar pe un hamburger. Bun.
Acea expansiune s-a oprit după doar o fracțiune de secundă. Dar, potrivit unei idei numite „multiversul inflaționist”, aceasta continuă - nu doar în universul nostru unde am putut vedea. Și așa cum se întâmplă, ea naște alte universuri. Și chiar și atunci când se oprește în acele spații, continuă în altele. Această „inflație eternă” ar fi creat un număr infinit de alte universuri.
Împreună, aceste insule cosmice formează ceea ce oamenii de știință numesc „multivers”. Pe fiecare dintre aceste insule, fundamentele fizice ale universului - cum ar fi sarcinile și masele de electroni și protoni și modul în care spațiul se extinde - ar putea fi diferite.
Cosmologii studiază mai ales această versiune inflaționistă a multiversului, dar scenariul ciudat poate lua și alte forme. Imaginați-vă, de exemplu, că cosmosul este infinit. Atunci partea din care putem vedea - universul vizibil - este doar unul dintre un număr nenumărat de alte universuri de aceeași dimensiune care se adună pentru a face un multivers. O altă versiune, numită „Many Worlds Interpretation”, vine din mecanica cuantică. Aici, de fiecare dată când o particulă fizică, cum ar fi un electron, are multiple opțiuni, este nevoie de toate - fiecare într-un univers diferit, nou născut.
O reprezentare a evoluției universului pe parcursul a 13, 77 miliarde de ani. Extrema stângă prezintă cel mai timpuriu moment pe care îl putem sondă acum, când o perioadă de „inflație” a produs o explozie de creștere exponențială în univers. (Echipa Științei NASA / WMAP) 
Câștigătorii premiului Kavli pentru invenția inflației (Premiul Kavli) 
O imagine a modului în care o coliziune cu un alt univers ar putea apărea în fundal cu microunde (University College London) Dar toate celelalte universuri ar putea fi dincolo de acoperirea noastră științifică. Un univers conține, prin definiție, toate lucrurile pe care oricine din interior le poate vedea, detecta sau sonda. Și pentru că multiversul este de neatins, fizic și filosofic, este posibil ca astronomii să nu poată afla - cu siguranță - dacă există deloc.
Determinarea dacă trăim sau nu pe una dintre multe insule, însă, nu este doar o căutare de cunoștințe pure despre natura cosmosului. Dacă multiversul există, capacitatea de găzduire a vieții universului nostru particular nu este un astfel de mister: Există, de asemenea, un număr infinit de universuri mai puțin ospitaliere. Compoziția noastră, atunci, ar fi doar o coincidență fericită. Dar nu vom ști asta până când oamenii de știință nu pot valida multiversul. Și cum vor face asta, și dacă este posibil să facă acest lucru, rămâne o întrebare deschisă.
Rezultate nule
Această incertitudine prezintă o problemă. În știință, cercetătorii încearcă să explice cum funcționează natura folosind predicții pe care le numesc formal ipoteze. Concluzional, atât ei, cât și publicul numesc uneori aceste idei „teorii”. Oamenii de știință gravitează în special asupra acestei utilizări atunci când ideea lor se ocupă de un set larg de circumstanțe sau explică ceva fundamental pentru modul în care funcționează fizica. Și ce ar putea fi mai larg și mai fundamental decât multiversul?
Pentru ca o idee să treacă din punct de vedere tehnic de la ipoteză la teorie, oamenii de știință trebuie să-și testeze predicțiile și apoi să analizeze rezultatele pentru a vedea dacă ghicitul lor inițial este susținut sau respins de date. Dacă ideea câștigă suficient suport consistent și descrie natura cu exactitate și încredere, va fi promovată la o teorie oficială.
Pe măsură ce fizicienii se îndreptau mai adânc în inima realității, ipotezele lor - ca multiversul - devin din ce în ce mai greu și poate chiar imposibil de testat. Fără capacitatea de a-și demonstra sau de a-și dezvălui ideile, nu există nicio cale pentru oamenii de știință să știe cât de bine reprezintă o teorie în realitate. Este ca și cum ai întâlni o dată potențială pe internet: deși ar putea arăta bine pe hârtie digitală, nu poți ști dacă profilul lor reprezintă sinele lor real până când nu te întâlnești în persoană. Și dacă nu te întâlnești niciodată în persoană, ar putea să te pescuiască. La fel și multiversul.
Fizicienii dezbat acum dacă această problemă mută idei precum multiversul de la fizică la metafizică, de la lumea științei la cea a filozofiei.
Arată-mi starea
Unii fizicieni teoretici spun că domeniul lor are nevoie de dovezi mai reci, mai dure și de îngrijorare în cazul în care duce lipsa de dovezi. „Este ușor să scrii teorii”, spune Carlo Rovelli de la Centrul de fizică teoretică din Luminy, Franța. Aici, Rovelli folosește cuvântul în mod coloidal, pentru a vorbi despre explicații ipotetice ale modului în care funcționează universul. „Este greu să scrii teorii care supraviețuiesc dovezii realității”, continuă el. „Puțini supraviețuiesc. Prin acest filtru, am reușit să dezvoltăm știința modernă, o societate tehnologică, pentru a vindeca bolile, pentru a hrăni miliarde. Toate acestea funcționează datorită unei simple idei: nu vă încredeți în fanteziile voastre. Păstrați doar ideile care pot fi testate. Dacă încetăm să facem acest lucru, revenim la stilul de a gândi Evul Mediu. ”
El și cosmologii George Ellis de la Universitatea din Cape Town și Joseph Silk de la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore își fac griji că, deoarece în prezent, nimeni nu poate dovedi idei precum multiversul corect sau greșit, oamenii de știință pot continua pur și simplu pe drumurile lor intelectuale fără să știe dacă plimbările lor sunt orice altceva decât întâmplător. „Fizica teoretică riscă să devină un teren al nimănui între matematică, fizică și filozofie care nu îndeplinește cu adevărat cerințele niciunui”, au notat Ellis și Silk într-un editorial Nature în decembrie 2014.
Nu este faptul că fizicienii nu vor să își testeze ideile cele mai sălbatice. Rovelli spune că mulți dintre colegii săi au crezut că, odată cu avansul exponențial al tehnologiei - și mult timp stând în camere gândindu-se - vor fi capabili să le valideze până acum. „Cred că mulți fizicieni nu au găsit o modalitate de a-și dovedi teoriile, așa cum speraseră, și, prin urmare, sunt jalnici”, spune Rovelli.
„Fizica avansează în două maniere”, spune el. Fie fizicienii văd ceva ce nu înțeleg și dezvoltă o nouă ipoteză pentru a o explica, sau se extind pe ipoteze existente, care sunt în stare bună de funcționare. „Astăzi, mulți fizicieni pierd timpul urmând un al treilea mod: încearcă să ghicească în mod arbitrar”, spune Rovelli. "Acest lucru nu a funcționat niciodată în trecut și nu funcționează acum."
Multiversul ar putea fi una dintre aceste presupuneri arbitrare. Rovelli nu se opune ideii însăși, ci existenței sale pur și simplu. „Nu văd niciun motiv pentru a respinge a priori ideea că există mai mult în natură decât porțiunea de spațiu pe care o vedem”, spune Rovelli. - Dar nu am văzut până acum nicio dovadă convingătoare.
„Dovada” trebuie să evolueze
Alți oameni de știință spun că definițiile „dovezi” și „dovezi” au nevoie de o actualizare. Richard Dawid de la Centrul de Filozofie Matematică din München consideră că oamenii de știință și-ar putea susține ipotezele, la fel ca multiversul - fără să găsească de fapt sprijin fizic. El și-a expus ideile într-o carte numită Teoria șirurilor și metoda științifică . În interior se află un fel de rubrică, numită „Evaluarea teoriei non-empirice”, care este ca o foaie de jurizare științifică pentru fizicienii profesioniști. Dacă o teorie îndeplinește trei criterii, este probabil adevărat.
În primul rând, dacă oamenii de știință au încercat și nu au reușit să vină cu o teorie alternativă care să explice bine un fenomen, care să fie considerată o dovadă în favoarea teoriei originale. În al doilea rând, dacă o teorie continuă să pară o idee mai bună cu cât o studiezi mai mult, asta este un alt plus. Și dacă o linie de gândire a produs o teorie pe care dovezile au susținut-o ulterior, șansele vor fi din nou.
Radin Dardashti, de asemenea al Centrului de Filozofie Matematică din München, consideră că Dawid merge pe drumul cel bun. „Cea mai de bază idee care se bazează pe toate acestea este că, dacă avem o teorie care pare să funcționeze și nu am venit cu nimic care să funcționeze mai bine, este posibil ca ideea noastră să fie corectă”, spune el.
Însă, istoric, această îngrijire a fost adesea prăbușită, iar oamenii de știință nu au putut vedea alternativele evidente la ideile dogmatice. De exemplu, Soarele, în creșterea și apusul său, pare să se întoarcă în jurul Pământului. Prin urmare, oamenii au crezut că steaua noastră a orbitat pe Pământ.
Dardashti atrage atenția că oamenii de știință nu ar trebui să ocolească aplicând ideea lui Dawid de voință și că are nevoie de mai multă dezvoltare. Dar poate fi cea mai bună idee acolo pentru „testarea” multiversului și a altor idei prea grele, dacă nu chiar imposibile, de testat. El observă însă că timpul prețios al fizicienilor ar fi mai bine petrecut visând modalități de a găsi dovezi reale.
Nu toată lumea este totuși atât de sângeroasă. Sabine Hossenfelder de la Institutul Nordic de Fizică Teoretică din Stockholm, crede că „post-empiric” și „știința” nu pot trăi niciodată împreună. „Fizica nu înseamnă a găsi Adevărul real. Fizica este despre descrierea lumii ”, a scris ea pe blogul său Backreaction, ca răspuns la un interviu în care Dawid a expus ideile sale. Și dacă o idee (pe care ea o numește și o teorie) nu are sprijin empiric, fizic, nu aparține. „Fără a intra în contact cu observația, o teorie nu este utilă pentru a descrie lumea naturală, nu face parte din științele naturii și nu fizica”, a concluzionat ea.
Multiverse (Universitatea Standford) Adevarul este acolo
Unii susținători ai multiversului susțin că au găsit dovezi fizice reale pentru multivers. Joseph Polchinski de la Universitatea din California, Santa Barbara și Andrei Linde de la Universitatea Stanford - unii dintre fizicienii teoretici care au visat modelul actual al inflației și modul în care duce la universele insulare - spun că dovada este codificată în cosmosul nostru.
Acest cosmos este imens, neted și plat, la fel cum spune că inflația ar trebui să fie. "A durat ceva timp până ne-am obișnuit cu ideea că dimensiunea mare, planeitatea, izotropia și uniformitatea universului nu trebuie respinse ca fapte banale ale vieții", a scris Linde într-o lucrare care a apărut pe arXiv.org în decembrie. „În loc de asta, ele ar trebui considerate date experimentale care necesită o explicație, care a fost furnizată cu invenția inflației.”
În mod similar, universul nostru pare bine ajustat pentru a fi favorabil vieții, cu rata de expansiune Goldilocks care nu este prea rapidă sau prea lentă, un electron care nu este prea mare, un proton care are exact sarcina opusă, dar aceeași masă ca un neutron și un spațiu în patru dimensiuni în care putem trăi. Dacă electronul sau protonul ar fi, de exemplu, cu un procent mai mare, ființele nu ar putea fi. Care sunt șansele ca toate acele proprietăți să se alinieze pentru a crea o bună proprietate imobiliară pentru ca biologia să se formeze și să evolueze?
Într-un univers care este, de fapt, singurul univers, șansele sunt deșarte mici. Dar într-un multivers etern umflant, este sigur că unul dintre universuri ar trebui să se dovedească ca al nostru. Fiecare univers insular poate avea legi și baze fizice diferite. Având în vedere mutații infinite, se va naște un univers pe care se pot naște oameni. Multiversul explică de fapt de ce suntem aici. Existența noastră, prin urmare, ajută la explicarea motivului pentru care multiversul este plauzibil.
Aceste probe indirecte, combinate statistic, l-au determinat pe Polchinski să spună că este 94% sigur că există multiversul. Dar știe că acesta este cu 5.999999 la sută mai mic din cei 99.999999 la sută oamenii de știință care trebuie să apeleze la ceva.
Imaginea detaliată a întregului cer a universului infantil creat din nouă ani de date WMAP. Imaginea relevă fluctuații de temperatură vechi de 13, 77 miliarde de ani (arătate ca diferențe de culoare) care corespund semințelor care au crescut pentru a deveni galaxii. (Echipa Științei NASA / WMAP) În cele din urmă, oamenii de știință pot fi capabili să descopere dovezi mai directe ale multiversului. Ei sunt la vânătoare pentru vergeturile pe care inflația le-ar fi lăsat pe fondul cosmic cu microunde, lumina rămasă de pe Big Bang. Aceste amprente ar putea spune oamenilor de știință dacă s-a întâmplat inflația și să-i ajute să afle dacă încă se întâmplă departe de viziunea noastră. Și dacă universul nostru s-a prăbușit cu altele în trecut, acel bender ar fi lăsat și amprente în fundalul microundelor cosmice. Oamenii de știință ar putea să recunoască acel accident cu două mașini. Și dacă există două mașini, la fel trebuie multe altele.
Sau, în 50 de ani, fizicienii pot prezenta în mod eronat dovezi că teoria cosmologică a animalelor de companie de la începutul secolului al XX- lea a fost greșită.
„Lucrăm la o problemă care este foarte grea și de aceea ar trebui să ne gândim la asta pe o scară foarte lungă de timp”, a recomandat Polchinski alți fizicieni. Nu este neobișnuit în fizică. Cu o sută de ani în urmă, teoria lui Einstein despre relativitatea generală, de exemplu, prevedea existența undelor gravitaționale. Însă oamenii de știință nu le-au putut verifica recent decât cu un instrument de miliarde de dolari numit LIGO, Observatorul gravitational-valurilor cu interferometru laser.
Până acum, toată știința s-a bazat pe testabilitate. Acesta a fost ceea ce face ca știința științei și să nu se uite de zi. Normele sale stricte de dovadă i-au îndepărtat pe oameni din castele negre, întunecate și în spațiu. Dar aceste teste necesită timp și majoritatea teoreticienilor vor să-l aștepte. Nu sunt pregătiți să prezinte o idee la fel de fundamentală ca multiversul - care ar putea fi de fapt răspunsul la viață, la univers și la orice - până și dacă nu se pot dovedi că nu există. Și ziua aceea poate să nu vină niciodată.
