Alam semesta bermula sebagai Big Bang dan hampir segera mula berkembang lebih cepat daripada kelajuan cahaya dalam spurt pertumbuhan yang disebut "inflasi." Peregangan secara tiba-tiba merapikan kosmos, bahan peletusan dan radiasi sama di seberangnya seperti kecap dan mustard pada hamburger roti.
Perkembangan itu berhenti selepas hanya sebahagian kecil daripada sebulan. Tetapi menurut idea yang dipanggil "multiverse inflasi, " ia berterusan-hanya tidak di alam semesta kita di mana kita dapat melihatnya. Dan kerana itu, ia melancarkan alam semesta lain. Dan walaupun ia berhenti di ruang tersebut, ia masih berterusan pada orang lain. Ini "inflasi abadi" akan mewujudkan bilangan alam semesta yang tidak terhingga.
Bersama-sama, pulau-pulau kosmik ini membentuk apa yang dikatakan para saintis sebagai "multiverse." Di setiap pulau ini, asas fizikal alam semesta itu seperti tuduhan dan massa elektron dan proton dan ruang angkasa mengembang-mungkin berbeza.
Ahli kaji selidik kebanyakannya mempelajari versi inflasi multiverse ini, tetapi senario aneh boleh mengambil bentuk lain, juga. Bayangkan, sebagai contoh, bahawa kosmos tidak terhingga. Kemudian bahagiannya yang kita dapat lihat-alam semesta yang kelihatan-hanyalah salah satu daripada jumlah yang tidak terhitung yang lain, alam semesta bersaiz yang sama yang menambah bersama untuk membuat multiverse. Versi lain yang dikenali sebagai "Banyak Interpretasi Dunia, " berasal dari mekanik kuantum. Di sini, setiap kali zarah fizikal, seperti elektron, mempunyai pelbagai pilihan, ia mengambil semua-setiap satu dalam alam semesta yang baru ditanam.
Perwakilan evolusi alam semesta lebih 13.77 bilion tahun. Yang paling jauh menggambarkan masa paling awal yang kini kita dapat siasat, apabila suatu tempoh "inflasi" menghasilkan pertumbuhan eksponen yang meletup di alam semesta. (Pasukan Sains NASA / WMAP) 
Pemenang Hadiah Kavli untuk penciptaan inflasi (The Kavli Prize) 
Imej bagaimana perlanggaran dengan alam semesta lain mungkin muncul di latar belakang gelombang mikro (University College London) Tetapi semua alam semesta lain mungkin berada di luar jangkauan saintifik kita. Alam semesta mengandungi, dengan definisi, semua barang siapa di dalam dapat melihat, mengesan atau menyiasat. Dan kerana multiverse tidak dapat dihubungi, secara fizikal dan falsafah, para astronom mungkin tidak dapat mengetahui-pasti-jika ia wujud sama sekali.
Menentukan sama ada atau tidak kita hidup di salah satu daripada banyak pulau, walaupun, bukan hanya pencarian untuk pengetahuan murni mengenai sifat alam semesta. Sekiranya multiverse wujud, keupayaan hosting hayat alam semesta tertentu kita tidak begitu misteri: Jumlah yang tidak terhingga daripada alam semesta yang kurang ramah juga wujud. Komposisi kita, maka, akan menjadi satu kebetulan yang bahagia. Tetapi kita tidak akan tahu sehingga ahli sains boleh mengesahkan multiverse. Dan bagaimana mereka akan melakukannya, dan jika mungkin untuk melakukannya, tetap menjadi persoalan terbuka.
Hasilnya kurang baik
Ketidakpastian ini memberikan masalah. Dalam sains, para penyelidik cuba menerangkan bagaimana alam semula jadi berfungsi dengan menggunakan ramalan yang secara formalnya memanggil hipotesis. Secara umum, kedua-dua mereka dan orang awam kadang-kadang memanggil idea-idea "teori" ini. Para saintis terutamanya tertarik kepada penggunaan ini apabila idea mereka berkaitan dengan satu set keadaan yang luas atau menerangkan sesuatu yang penting untuk bagaimana fizik beroperasi. Dan apa yang boleh menjadi lebih luas dan asas daripada multiverse?
Untuk idea secara teknikal bergerak dari hipotesis ke teori, walaupun, saintis perlu menguji ramalan mereka dan kemudian menganalisis hasilnya untuk melihat apakah ramalan awal mereka disokong atau ditolak oleh data. Jika idea memperoleh sokongan yang konsisten yang cukup dan menerangkan sifat secara tepat dan tepat, ia akan dipromosikan menjadi teori rasmi.
Sebagai ahli fizik yang lebih dalam ke dalam hati realiti, hipotesis mereka-seperti multiverse-menjadi lebih sukar dan sukar, dan mungkin juga mustahil untuk diuji. Tanpa keupayaan untuk membuktikan atau membantah idea mereka, tidak ada cara untuk para saintis tahu bagaimana teori benar-benar mewakili realiti. Ia seolah-olah memenuhi tarikh yang berpotensi di internet: Walaupun mereka mungkin kelihatan baik pada kertas digital, anda tidak boleh tahu jika profil mereka mewakili diri mereka sendiri sehingga anda bertemu secara peribadi. Dan jika anda tidak pernah bertemu secara peribadi, mereka boleh mencelupkan awak. Begitu juga dengan multiverse.
Fizik kini sedang membahaskan sama ada masalah itu bergerak idea seperti multiverse dari fizik kepada metafizik, dari dunia sains hingga ke falsafah.
Tunjukkan keadaan saya
Beberapa ahli fizik teori menyatakan bahawa bidang mereka memerlukan bukti yang lebih sejuk, keras dan bimbang tentang kekurangan bukti. "Sangat mudah untuk menulis teori, " kata Carlo Rovelli dari Pusat Fisika Teoritis di Luminy, Perancis. Di sini, Rovelli menggunakan perkataan itu secara colloquially, untuk membincangkan penjelasan hipotesis tentang bagaimana alam semesta, pada asasnya, berfungsi. "Sukar untuk menulis teori-teori yang bertahan dalam bukti realiti, " katanya. "Sedikit hidup. Dengan penapis ini, kita dapat membangunkan sains moden, masyarakat teknologi, untuk menyembuhkan penyakit, untuk memberi makan kepada berbilion. Semua ini berfungsi terima kasih kepada idea yang mudah: Jangan percaya kepercayaan anda. Terus hanya idea yang boleh diuji. Jika kita berhenti berbuat demikian, kita kembali kepada gaya pemikiran Zaman Pertengahan. "
Beliau dan pakar kosmologi George Ellis dari University of Cape Town dan Joseph Silk dari Johns Hopkins University di Baltimore bimbang kerana tidak ada sesiapa yang boleh membuktikan idea seperti hak multiverse yang betul atau yang salah, saintis hanya boleh meneruskan laluan intelektual tanpa mengetahui sama ada jalan mereka apa-apa tetapi rawak. "Risiko fizik teori menjadi tanah tanpa manusia di antara matematik, fizik dan falsafah yang tidak benar-benar memenuhi keperluan mana-mana, " kata Ellis dan Silk dalam editorial Nature pada bulan Disember 2014.
Bukannya ahli fizik tidak mahu menguji idea-idea liar mereka. Rovelli mengatakan bahawa banyak rakannya berpendapat bahawa dengan kemajuan teknologi yang eksponen-dan banyak masa duduk di dalam bilik berfikir-mereka akan dapat mengesahkan mereka sekarang. "Saya fikir ramai ahli fizik tidak menemui cara membuktikan teori mereka, seperti yang mereka harapkan, dan oleh sebab itu mereka bimbang, " kata Rovelli.
"Fizik memajukan dalam dua cara, " katanya. Sama ada pakar fizikal melihat sesuatu yang mereka tidak faham dan membangun hipotesis baru untuk menerangkannya, atau mereka mengembangkan hipotesis yang ada dalam urutan kerja yang baik. "Hari ini banyak ahli fizik sedang membazirkan masa berikut dengan cara ketiga: cuba meneka sewenang-wenangnya, " kata Rovelli. "Ini tidak pernah bekerja pada masa lalu dan tidak berfungsi sekarang."
Para multiverse mungkin salah satu daripada orang yang meneka sewenang-wenangnya. Rovelli tidak menentang idea itu sendiri tetapi kepada kewujudannya. "Saya tidak dapat melihat alasan untuk menolak kehiaraan idea bahawa terdapat lebih banyak sifat daripada bahagian ruang yang kita lihat, " kata Rovelli. "Tetapi saya tidak nampak apa-apa bukti yang meyakinkan setakat ini."
"Bukti" perlu berkembang
Ahli sains lain mengatakan bahawa definisi "bukti" dan "bukti" memerlukan peningkatan. Richard Dawid dari Pusat Munich untuk Falsafah Matematik percaya saintis boleh menyokong hipotesis mereka, seperti multiverse-tanpa mencari sokongan fizikal. Dia meletakkan idea-ideanya dalam sebuah buku bernama Teori String dan Kaedah Saintifik . Di dalamnya adalah sejenis rubrik, yang dipanggil "Penilaian Teori Bukan Empirik, " yang seperti lembaran penilaian adil sains untuk ahli fizik profesional. Sekiranya teori memenuhi tiga kriteria, mungkin benar.
Pertama, jika ahli-ahli sains telah cuba, dan gagal, untuk menghasilkan teori alternatif yang menjelaskan fenomena dengan baik, yang dianggap sebagai bukti yang menyokong teori asal. Kedua, jika teori terus kelihatan seperti idea yang lebih baik semakin banyak anda mengkaji, itu satu lagi. Dan jika garis pemikiran menghasilkan teori yang bukti kemudian disokong, peluangnya akan kembali.
Radin Dardashti, juga Pusat Munich untuk Falsafah Matematik, fikir Dawid sedang melangkah ke landasan yang betul. "Idea paling asas yang membezakan semua ini ialah jika kita mempunyai teori yang seolah-olah ia berfungsi, dan kita telah menghasilkan sesuatu yang lebih baik, kemungkinan idea kita betul, " katanya.
Tetapi, secara sejarah, bahawa pembunuhan itu sering keruntuhan, dan saintis tidak dapat melihat alternatif yang jelas kepada idea-idea dogmatik. Sebagai contoh, Matahari, dalam peningkatan dan penetapannya, kelihatan seperti Bumi. Oleh itu, orang ramai telah lama berfikir bahawa bintang kita mengorbit Bumi.
Dardashti memberi amaran bahawa para saintis tidak boleh pergi menerapkan idea Dawid, dan memerlukan lebih banyak pembangunan. Tetapi ia mungkin idea terbaik di luar sana untuk "menguji" idea multiverse dan lain-lain yang terlalu sukar, jika tidak mustahil, untuk menguji. Walau bagaimanapun, beliau menyatakan bahawa waktu yang sangat berharga untuk fizik adalah lebih baik untuk menghabiskan bermimpi untuk mencari bukti nyata.
Tidak semua orang begitu sanguine. Sabine Hossenfelder dari Institut Nordik untuk Fizik Teoritis di Stockholm, berfikir "post-empirical" dan "sains" tidak boleh hidup bersama. "Fizik bukan tentang mencari Kebenaran Nyata. Fizik adalah mengenai menerangkan dunia, "tulisnya di blognya Backreaction sebagai tindak balas kepada wawancara di mana Dawid menerangkan ideanya. Dan jika suatu idea (yang dia juga secara kolektif memanggil teori) tidak mempunyai sokongan empirik, fizikal, ia tidak tergolong. "Tanpa bersentuhan dengan pemerhatian, teori tidak berguna untuk menggambarkan alam semula jadi, bukan sebahagian daripada sains semulajadi, dan bukan fizik, " katanya menyimpulkan.
Multiverse (Standford University) Kebenaran ada di luar sana
Sesetengah penyokong multiverse mendakwa mereka telah menemui bukti fizikal sebenar untuk multiverse. Joseph Polchinski dari University of California, Santa Barbara, dan Andrei Linde dari Stanford University-beberapa ahli fizik teori yang memimpikan model inflasi semasa dan bagaimana ia membawa kepada alam semesta pulau-mengatakan bukti itu dikodkan dalam kosmos kita.
Kosmos ini sangat besar, lancar dan rata, seperti inflasi yang mengatakan ia sepatutnya. "Ia mengambil sedikit masa sebelum kita membiasakan idea bahawa saiz, kebosanan, isotropi dan keseragaman alam semesta tidak boleh dipecat sebagai fakta kehidupan yang remeh, " tulis Linde dalam kertas yang muncul di arXiv.org pada bulan Disember. "Daripada itu, mereka perlu dipertimbangkan sebagai data eksperimen yang memerlukan penjelasan, yang disediakan dengan penciptaan inflasi."
Begitu juga, alam semesta kita seolah-olah baik untuk disesuaikan dengan kehidupan, dengan kadar pengembangan Goldilocks yang tidak terlalu pantas atau terlalu lambat, elektron yang tidak terlalu besar, proton yang mempunyai caj yang bertentangan tetapi jisim yang sama dengan neutron dan ruang empat dimensi di mana kita boleh hidup. Jika elektron atau proton, sebagai contoh, satu peratus lebih besar, makhluk tidak boleh. Apakah kemungkinan bahawa semua harta tersebut akan diselaraskan untuk mewujudkan sekeping hartanah yang bagus untuk biologi untuk membentuk dan berkembang?
Dalam alam semesta yang sebenarnya, satu-satunya alam semesta, peluangnya menjadi semakin kecil. Tetapi dalam multiverse yang menaikkan selamanya, pasti bahawa salah satu alam semesta harus berubah seperti kita. Setiap alam semesta boleh mempunyai undang-undang dan asas fizikal yang berlainan. Memandangkan mutasi tak terhingga, alam semesta di mana manusia boleh dilahirkan akan dilahirkan. Para multiverse sebenarnya menerangkan mengapa kita di sini. Oleh itu, kewujudan kami membantu menjelaskan mengapa multiverse adalah munasabah.
Kepingan bukti tidak langsung ini, digabungkan secara statistik, telah mengarahkan Polchinski untuk mengatakan bahawa dia adalah 94 peratus pasti ada multiverse. Tetapi dia tahu itu 5.999999 peratus pendek daripada 99.999999 peratus ketegangan saintis perlu memanggil sesuatu perjanjian yang dilakukan.
Gambar terperinci, semua-langit alam semesta bayi dicipta dari sembilan tahun data WMAP. Imej itu mendedahkan turun naik suhu 13.77 bilion tahun (ditunjukkan sebagai perbezaan warna) yang sesuai dengan biji-bijian yang tumbuh menjadi galaksi. (Pasukan Sains NASA / WMAP) Akhirnya, para saintis mungkin dapat menemui lebih banyak bukti langsung tentang multiverse. Mereka memburu tanda regangan bahawa inflasi akan ditinggalkan di latar belakang mikrob kosmik, cahaya yang tersisa dari Big Bang. Cetakan ini boleh memberitahu saintis sama ada inflasi berlaku, dan membantu mereka mengetahui sama ada ia masih berlaku jauh dari pandangan kami. Dan jika alam semesta kita telah bertemu dengan orang lain pada masa lalu, penahan fender itu juga telah meninggalkan cetakan dalam latar gelombang mikro kosmik. Para saintis akan dapat mengenali bahawa kemalangan dua kereta. Dan jika dua buah kereta ada, maka banyak lagi.
Atau, dalam 50 tahun, ahli fizik mungkin menampakkan bukti bahawa teori kosmologi haiwan awal abad ke-21 adalah salah.
"Kami sedang mengusahakan masalah yang sangat sukar, jadi kami harus memikirkannya pada skala masa yang sangat panjang, " kata Polchinski kepada ahli fizik lain. Itu bukan perkara biasa dalam fizik. Seratus tahun yang lalu, teori relativiti umum Einstein, misalnya, meramalkan adanya gelombang graviti. Tetapi para saintis hanya dapat mengesahkannya baru-baru ini dengan alat bilion dolar yang disebut LIGO, Observatori Gelombang Gravitational-Wave Interferometer Laser.
Setakat ini, semua sains telah bergantung kepada keterangan. Ia telah menjadikan sains sains dan tidak bermimpi. Peraturan ketatnya yang ketat memindahkan manusia keluar dari dank, istana gelap dan ke angkasa. Tetapi ujian-ujian itu mengambil masa, dan kebanyakan ahli teori mahu menunggu. Mereka tidak bersedia untuk meletakkan idea sebagai asas sebagai multiverse - yang sebenarnya boleh menjadi jawapan kepada kehidupan, alam semesta dan segala-galanya-sehingga dan melainkan mereka dapat membuktikan kepada diri mereka sendiri tidak wujud. Dan hari itu tidak akan datang.
