Adakah The Multiverse Real? Sains Di Sebalik 'Semuanya Di Mana-mana Sekaligus'

Adakah multiverses wujud? Adakah alam semesta kita salah satu daripada banyak? Multiverse ialah peranti plot utama dalam filem hit Semuanya Di Mana-mana Sekaligus—berada di kedudukan utama untuk menang besar di Anugerah Akademi ke-95 aka Oscar—di mana seorang pendatang China meneroka alam semesta selari di mana dia menjalani kehidupan yang berbeza.

Tetapi adakah multiverse mempunyai asas dalam sains?

Dalam filem itu, watak Michelle Yeoh, Evelyn Wang berhubung dengan versi dirinya dalam alam semesta selari untuk mengelakkan multiverse daripada dimusnahkan. Adakah ia mengada-ada? Sudah tentu! Tetapi pada masa ini, ahli kosmologi cuba memikirkan sama ada terdapat sekumpulan berbilang alam semesta yang berjalan selari antara satu sama lain—dan sama ada ia boleh didiami.

Apakah multiverse?

Ia adalah sekumpulan idea daripada ahli kosmologi dan ahli teori kuantum tentang bahawa alam semesta kita mungkin bukan satu-satunya dan ia mungkin berkongsi struktur yang lebih tinggi dengan beberapa alam semesta lain. "Ada yang mencadangkan bahawa ledakan inflasi pada peringkat awal alam semesta kita mungkin kekal, dengan alam semesta individu menjadi kristal daripadanya, masing-masing ditulis dengan undang-undang fizik tersendiri," kata Geraint Lewis Profesor Astrofizik di Universiti Sydney, Australia dan pengarang “Dari Mana Asalnya Alam Semesta? Dan Soalan Kosmik Lain.” Dalam penjelasan kosmologi tentang multiverse ini, alam semesta yang lain selari dengan alam semesta kita—jika wujud—mungkin mampu atau tidak dapat mengekalkan kehidupan.

Ledakan inflasi di alam semesta kita, sudah tentu, merupakan bukti utama bagi alam semesta kita telah muncul dari titik yang panas dan padat—Ledakan Besar. Walau bagaimanapun, apa yang berlaku sebelum Big Bang—dan sama ada alam semesta lain mungkin dicipta secara serentak bersama alam semesta kita sendiri—tidak diketahui sama sekali.

Kesalahpahaman biasa tentang multiverse

Tiada bukti untuk alam semesta lain. Jadi salah tanggapan terbesar tentang multiverse adalah bahawa ia adalah teori bone fide yang telah terbukti. “Ia tidak—ia sebenarnya tidak mempunyai asas matematik—ia adalah koleksi idea,” kata Lewis. "Dalam kitaran sains ia kekal pada peringkat hipotesis dan perlu menjadi cadangan yang kukuh sebelum kita benar-benar dapat memahami akibatnya."

Salah satu teori terakhir Stephen Hawking sebelum kematiannya pada 2018 meramalkan alam semesta adalah terhingga dan jauh lebih mudah daripada banyak teori semasa tentang Big Bang yang dikatakan. Itu mempunyai akibat untuk paradigma multiverse. "Kami tidak bergantung kepada satu alam semesta yang unik, tetapi penemuan kami membayangkan pengurangan ketara multiverse, kepada julat yang lebih kecil kemungkinan alam semesta," berkata Penjaja.

Pada tahun 2020 Pemenang Nobel Sir Roger Penrose mendakwa bahawa alam semesta yang lebih awal wujud sebelum Letupan Besar dan masih boleh diperhatikan hari ini sebagai parut pada latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB). CMB ialah pancaran samar sinaran gelombang mikro dengan panjang gelombang yang sangat panjang yang memenuhi alam semesta kita, yang merupakan bahagian penting bukti untuk Big Bang itu sendiri. A hipotesis yang serupa kepada Penrose telah dikemukakan tahun lepas oleh ahli kosmologi Laura Mersini-Houghton. Kedua-duanya adalah teori yang menarik, tetapi kedua-duanya tidak berasas. Buat masa ini multiverse kekal sebagai idea yang menarik, tetapi sedikit lagi.

Bolehkah multiverse dibuktikan?

Seperti yang kita fahami setakat ini, tidak, itulah sebabnya perbincangan tentang multiverse diejek oleh sesetengah saintis. Tetapi itu tidak bermakna ia tidak boleh menjadi teori saintifik suatu hari nanti. "Kami tidak tahu sama ada ia boleh diuji atau tidak," kata Lewis. "Apabila kita mempunyai matematik di tangan, kita akan mempunyai peluang untuk melihat sama ada kita dapat mengesan kehadiran alam semesta lain ... pada masa ini kita tidak tahu jalan mana yang kita lalui." Apa yang diperlukan oleh sains ialah teori matematik untuk diuji. Ia belum mempunyai satu lagi.

Adakah mungkin untuk melompat antara alam semesta selari?

Sekiranya ia wujud, pastinya, mungkin untuk mengembara di antara alam semesta selari. Kenapa tidak? "Saya tertanya-tanya sama ada potensi geometri kompleks semua alam semesta bermakna mereka boleh disambungkan entah bagaimana-melalui lubang cacing dan sebagainya," kata Lewis. "Ini bermakna kesimpulan tentang kewujudan mereka adalah mungkin, dan juga perjalanan antara alam semesta juga."

Walau bagaimanapun, pemikiran tentang melompat antara alam semesta selari—apatah lagi melihat atau bertemu versi diri kita yang lain di dalamnya—semakin terlalu Hollywood. Lagipun, bagaimana jika sebenarnya terdapat bilangan alam semesta selari yang tidak terhingga dan semuanya tidak bernyawa? Ini adalah kawasan di mana sains multiverse mula dilakukan.

Adakah multiverse ramah terhadap kehidupan?

Hollywood mungkin berpuas hati untuk tertanya-tanya apa yang akan berlaku dalam alam semesta selari jika seseorang membuat keputusan hidup yang berbeza. Ahli kosmologi lebih berminat untuk memikirkan sama ada jika alam semesta lain wujud, mereka mungkin mempunyai undang-undang fizik yang berbeza daripada kita. Bolehkah mereka masih menjadi tuan rumah kehidupan? Itulah persoalan utama dalam kerja baharu mengenai ramalan pelbagai alam, yang terbaru adalah diterbitkan bulan ini. "Kami sudah tahu bahawa beberapa perubahan kepada undang-undang fizik dengan cepat mengakibatkan alam semesta yang mati dan steril," kata pengarang bersama Lewis.

Jadi adakah kita hanya bertuah untuk hidup dalam alam semesta yang boleh membentuk galaksi yang mampu menjadi tuan rumah kehidupan? Ia tidak semudah itu. “Ada satu idea—yang Hipotesis Nadir Bumi—bahawa walaupun alam semesta kita jelas boleh didiami, keadaan untuk kehidupan sangat jarang berlaku,” kata Lewis. Bersama rakan sekerjanya, beliau memilih pemproses berbilion-bilion tahun bagi unsur-unsur di alam semesta kita, daripada unsur yang dijana dalam bintang, cara ia diedarkan di sekeliling alam semesta kita dan tindak balas kimia yang berlaku. Keputusan menunjukkan bahawa nisbah karbon kepada oksigen-sesuatu yang ditentukan oleh tindak balas nuklear di dalam bintang-nampaknya sangat penting. Begitu juga keseimbangan kedua-dua elemen tersebut, walaupun elemen lain kelihatan kurang kritikal.

"Ada mereka yang mengkaji kebolehbiasaan galaksi dan berfikir bahawa kehidupan di pinggir luar galaksi mungkin sangat jarang berlaku kerana tidak ada penjanaan unsur yang mencukupi untuk kehidupan," kata Lewis. Jadi, jika bahagian-bahagian alam semesta kita tidak boleh didiami, begitu juga sebahagian daripada-dan mungkin keseluruhan-alam semesta lain. Walau bagaimanapun, jika kehidupan ditemui di kawasan yang tidak boleh didiami di alam semesta kita ini, tiba-tiba segala-galanya, di mana-mana (sekaligus) akan berubah. "Sekiranya kita mendapati bahawa kehidupan adalah perkara biasa dalam banyak persekitaran ini - yang dengan sendirinya akan menjadi kisah yang penting - maka itu akan menunjukkan bahawa kehidupan harus mungkin berlaku di seluruh kawasan multiverse," kata Lewis.

Adakah teori multiverse mempunyai masa depan?

Penggunaan multiverse dalam Semuanya Di Mana-mana Sekaligus telah mencapai kejayaan besar, tetapi konsep itu sendiri masih jauh daripada menjadi teori saintifik yang diterima. "Semua sains yang baik bermula dengan idea (kadang-kadang aneh)," kata Lewis. "Tetapi begitu juga jalan ke jalan buntu."

Semoga anda menjernihkan langit dan mata yang luas.