היקום התחיל כמפץ גדול וכמעט מיד החל להתרחב מהר יותר ממהירות האור בפיצוץ הצמיחה המכונה "אינפלציה". מתיחה פתאומית זו החליקה את הקוסמוס, מרחה חומר וקרינה באותה מידה כמו קטשופ וחרדל על המבורגר. לחמניה.
הרחבה זו נפסקה אחרי שבריר שנייה בלבד. אבל לפי רעיון שנקרא "ריבוי האינפלציה" הוא ממשיך - רק לא ביקום שלנו בו יכולנו לראות אותו. וכמו כן, הוא מוליד יקומים אחרים. ואפילו כשהוא נעצר באותם חללים, הוא ממשיך עדיין באחרים. "אינפלציה נצחית" זו הייתה יוצרת מספר אינסופי של יקומים אחרים.
יחד, איים קוסמיים אלה מהווים את מה שמדענים מכנים "רב-רב". על כל אחד מאיים אלה היסודות הפיזיים של היקום הזה - כמו מטעני המוני האלקטרונים והפרוטונים ואופן התפשטותו של החלל - יכולים להיות שונים.
קוסמולוגים לומדים לרוב גרסה אינפלציונית זו של ריבוי המינים, אך התרחיש המוזר יכול ללבוש צורות אחרות גם כן. דמיין למשל שהקוסמוס הוא אינסופי. ואז החלק בו אנו יכולים לראות - היקום הנראה לעין - הוא רק אחד ממספר בלתי נסבל של יקומים אחרים, בגודל זהה, המצטרפים זה לזה ליצירת ריבוי גוונים. גרסה אחרת, המכונה "פרשנות עולמות רבים", באה ממכניקת הקוונטים. כאן, בכל פעם שיש לחלקיק פיזי, כמו אלקטרון, אפשרויות מרובות, הוא נדרש לכולם - כל אחד ביקום שונה, שהוליד לאחרונה.
ייצוג להתפתחות היקום במשך 13.77 מיליארד שנה. השמאל הקיצוני מתאר את הרגע המוקדם ביותר שנוכל לחקור כעת, כאשר תקופה של "אינפלציה" הניבה פרץ של צמיחה מעריכית ביקום. (צוות מדע של NASA / WMAP) 
זוכי פרס קבלי על המצאת האינפלציה (פרס קבלי) 
תמונה של כיצד התנגשות עם יקום אחר עשויה להופיע על רקע המיקרוגל (University College London) אבל כל אותם יקומים אחרים עשויים להיות מעבר להישג ידנו המדעי. יקום מכיל, בהגדרה, את כל הדברים שכל אחד מהם יכול לראות, לאתר או לחקור. ומכיוון שהרב-רב בלתי ניתן להשגה, פיזית ופילוסופית, אסטרונומים אולי לא יצליחו לגלות - בוודאות - אם הוא קיים בכלל.
עם זאת, קביעה אם אנו חיים באחד מהרבה איים, אינה רק חיפוש אחר ידע טהור על אופי הקוסמוס. אם המגוון הרב-קיים קיים, יכולת אירוח החיים של היקום הספציפי שלנו איננה תעלומה כה רבה: קיימים גם אינסוף יקומים פחות מסבירי פנים. הרכב שלנו, אם כן, יהיה פשוט צירוף מקרים משמח. אך לא נדע זאת עד שמדענים יוכלו לאמת את המגוון הרב. ואיך הם יעשו את זה, ואם בכלל אפשר לעשות זאת, נותרה שאלה פתוחה.
תוצאות אפסיות
אי וודאות זו מציגה בעיה. במדע החוקרים מנסים להסביר כיצד הטבע עובד בעזרת תחזיות שהם מכנים באופן רשמי השערות. באופן קולוני, הן והן הציבור מכנים לעתים רעיונות אלה "תיאוריות". מדענים נוטים במיוחד לשימוש זה כאשר הרעיון שלהם עוסק במערכת נסיבות רחבת היקף או מסביר משהו בסיסי להפעלת הפיזיקה. ומה יכול להיות רחב יותר ועקרוני יותר מהמרבבים הרבים?
לרעיון לעבור מבחינה טכנית מהשערה לתיאוריה, מדענים צריכים לבדוק את התחזיות שלהם ואז לנתח את התוצאות כדי לבדוק אם הניחוש הראשוני שלהם נתמך או מופרך על ידי הנתונים. אם הרעיון זוכה לתמיכה מספקת ומתאר את הטבע בצורה מדויקת ואמינה, הוא מקודם לתיאוריה רשמית.
ככל שהפיזיקאים מתרחקים עמוק יותר בלב המציאות, ההשערות שלהם - כמו ריבוי-המגוון - נעשים יותר ויותר קשים, ואולי אפילו בלתי אפשריים, לבחינה. ללא היכולת להוכיח או להפריך את רעיונותיהם, אין שום דרך עבור מדענים לדעת עד כמה תיאוריה באמת מייצגת את המציאות. זה כמו לפגישה עם תאריך פוטנציאלי באינטרנט: למרות שהם עשויים להיראות טוב על נייר דיגיטלי, אינך יכול לדעת אם הפרופיל שלהם מייצג את העצמי האמיתי שלהם עד שתפגוש באופן אישי. ואם אתה אף פעם לא נפגש באופן אישי, הם עלולים לטפל בך. וכך גם יכול להיות הרב-לאומי.
פיסיקאים מתלבטים כעת אם הבעיה הזו מעבירה רעיונות כמו ריבוי הפיזיקה למטאפיזיקה, מעולם המדע לזה של הפילוסופיה.
הראה לי מצב
חלק מהפיזיקאים התיאורטיים טוענים כי התחום שלהם זקוק ליותר הוכחות קשות, קשות ודאגה לאן מוביל חוסר ההוכחה. "קל לכתוב תיאוריות", אומר קרלו רובלי מהמרכז לפיזיקה תיאורטית בלומיני, צרפת. כאן, רובלי משתמש במילה באופן קולקטיבי, כדי לדבר על הסברים היפותטיים על איך היקום, באופן בסיסי, עובד. "קשה לכתוב תיאוריות ששורדות את הוכחת המציאות", הוא ממשיך. "מעטים שורדים. באמצעות פילטר זה הצלחנו לפתח מדע מודרני, חברה טכנולוגית, לרפא מחלות, להאכיל מיליארדים. כל זה עובד בזכות רעיון פשוט: אל תבטחו בדמיוניכם. שמור רק על הרעיונות שניתן לבדוק. אם אנו מפסיקים לעשות זאת, אנו חוזרים לסגנון החשיבה של ימי הביניים. "
הוא והקוסמולוגים ג'ורג 'אליס מאוניברסיטת קייפטאון וג'וזף סילק מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס בבולטימור, חוששים שמכיוון שאיש אינו יכול להוכיח כרגע רעיונות כמו ריבוי המידות נכון או לא נכון, מדענים יכולים פשוט להמשיך בדרכיהם האינטלקטואליות מבלי לדעת אם ההליכה שלהם היא כל דבר פרט לאקראי. "הפיזיקה התיאורטית מסתכנת בהפיכת ארץ הפקר בין מתמטיקה, פיזיקה ופילוסופיה שאינה עומדת באמת בדרישות של אף אחד מהם", ציינו אליס וסיל במאמר מערכת הטבע בדצמבר 2014.
זה לא שפיזיקאים לא רוצים לבחון את רעיונותיהם הפרועים ביותר. רובלי אומר שרבים מעמיתיו חשבו שעם ההתקדמות האקספוננציאלית של הטכנולוגיה - והרבה זמן לשבת בחדרים במחשבה - הם יוכלו לאמת אותם עד עכשיו. "אני חושב שרבים מהפיזיקאים לא מצאו דרך להוכיח את התיאוריות שלהם, כפי שקיוו, ולכן הם מתנשפים", אומר רובלי.
"הפיזיקה מתקדמת בשני נימוסים, " הוא אומר. או שפיזיקאים רואים משהו שהם לא מבינים ומפתחים השערה חדשה כדי להסביר את זה, או שהם מרחיבים על השערות קיימות במצב תקין. "כיום פיזיקאים רבים מבזבזים את הזמן בדרך השלישית: מנסים לנחש באופן שרירותי", אומר רובלי. "זה מעולם לא עבד בעבר וזה לא עובד עכשיו."
ריבוי המגוונים עשוי להיות אחד מאותם ניחושים שרירותיים. רובלי לא מתנגד לרעיון עצמו אלא לקיומו של לוח השרטוט הטהור. "אני לא רואה שום סיבה לדחות את הרעיון שקיים יותר בטבע מאשר את חלק החלל שאנחנו רואים, " אומר רובלי. "אבל עד כה לא ראיתי ראיות משכנעות."
"הוכחה" צריכה להתפתח
מדענים אחרים אומרים כי ההגדרות של "ראיות" ו"הוכחות "זקוקות לשדרוג. ריצ'רד דוד ממרכז מינכן לפילוסופיה מתמטית מאמין שמדענים יכולים לתמוך בהשערות שלהם, כמו הרב-גוני - מבלי למצוא תמיכה פיזית בפועל. הוא פרש את רעיונותיו בספר שנקרא תורת המיתרים והשיטה המדעית . בפנים יש מעין רובריקה, שנקראת "הערכת תיאוריה לא אמפירית", שהיא כמו גיליון שיפוט הוגן מדע עבור פיסיקאים מקצועיים. אם תיאוריה עומדת בשלושה קריטריונים, היא כנראה נכונה.
ראשית, אם מדענים ניסו, ולא הצליחו, להמציא תיאוריה חלופית שמסבירה היטב תופעה, הנחשבת כעדות לטובת התיאוריה המקורית. שנית, אם תיאוריה ממשיכה להיראות כמו רעיון טוב יותר ככל שתלמד אותה יותר, זה פלוס נוסף. ואם קו מחשבה הניב תיאוריה שראיות תמכו בהמשך, רוב הסיכויים שהיא תעשה זאת שוב.
ראדין דרדשטתי, גם הוא מהמרכז במינכן לפילוסופיה מתמטית, חושב שדויד חותר על המסלול הנכון. "הרעיון הבסיסי ביותר שעומד מאחורי כל זה הוא שאם יש לנו תיאוריה שנראית כאילו היא עובדת, ואנחנו לא הגענו לשום דבר שעובד טוב יותר, רוב הסיכויים שהרעיון שלנו נכון", הוא אומר.
אבל, באופן היסטורי, לעתים קרובות התחתית הזו קרסה, ומדענים לא הצליחו לראות את האלטרנטיבות הברורות לרעיונות דוגמטיים. לדוגמא, השמש, בעלייה ובשקיעתה, מסתובבת סביב כדור הארץ. לכן, אנשים חשבו זה מכבר שהכוכב שלנו מקיף את כדור הארץ.
דרדשטתי מזהיר שמדענים לא צריכים להסתובב ביישום הרעיון של דוד ברצון, וכי הוא זקוק לפיתוח נוסף. אבל זה אולי הרעיון הטוב ביותר שיש "לבחון" את המגוון הרחב ואת הרעיונות האחרים שקשה מדי לבחון, אם לא בלתי אפשרי. עם זאת, הוא מציין כי זמן טוב יותר של פיזיקאים יעבור טוב יותר לחלום דרכים למצוא ראיות אמיתיות.
אבל לא כולם כל כך מקוריים. סבין הוסנפלדר מהמכון הנורדי לפיזיקה תיאורטית בשטוקהולם, חושבת ש"פוסט-אמפירית "ו"מדע" לעולם לא יוכלו לחיות יחד. "פיזיקה לא עוסקת במציאת אמת אמיתית. הפיזיקה עוסקת בתיאור העולם ", כתבה בבלוג שלה תגובה חוזרת בתגובה לראיון בו דיוויד התייחס לרעיונותיו. ואם לרעיון (שאותה היא גם מכנה תיאוריה) אין גיבוי אמפירי ופיזי, הוא לא שייך. "בלי ליצור קשר לתצפית, תיאוריה אינה מועילה לתיאור עולם הטבע, לא חלק ממדעי הטבע ולא פיזיקה, " סיכמה.
ריבוי גוונים (אוניברסיטת סטנדפורד) האמת היא שם בחוץ
יש תומכים בריבוי הטוענים שהם מצאו ראיות פיזיות אמיתיות למען המגוון. ג'וזף פולצ'ינסקי מאוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה, ואנדריי לינדה מאוניברסיטת סטנפורד - חלק מהפיזיקאים התיאורטיים שחלמו את המודל הנוכחי של אינפלציה וכיצד הוא מוביל ליקום של האי - אומרים שההוכחה מקודדת בקוסמוס שלנו.
הקוסמוס הזה הוא ענק, חלק ושטוח, בדיוק כמו שהאינפלציה אומרת שהוא צריך להיות. "לקח זמן עד שהתרגלנו לרעיון כי אין לפטור את הגודל הגדול, השטיחות, האיזוטרופיה והאחידות של היקום כעובדות חיים טריוויאליות", כתבה לינדה בעיתון שהופיע באתר arXiv.org בדצמבר. "במקום זאת, יש לראות בהם כנתונים ניסיוניים המחייבים הסבר, שסופקו עם המצאת האינפלציה."
באופן דומה, היקום שלנו נראה מכוון להיות חיובי לחיים, עם קצב ההתרחבות של גולדילוקס שלו אינו מהיר מדי או איטי מדי, אלקטרון שאינו גדול מדי, פרוטון שיש לו את המטען ההפוך בדיוק, אך אותו מסה כמו נייטרון ו מרחב ארבעה ממדי בו אנו יכולים לחיות. אם האלקטרון או הפרוטון, למשל, היו גדולים יותר באחוז אחד, היצורים לא היו יכולים להיות. מה הסיכוי שכל המאפיינים הללו יתאמו כדי ליצור חתיכת נדל"ן נחמדה לביולוגיה להיווצר ולהתפתח?
ביקום שהוא, למעשה, היקום היחיד, הסיכוי הוא קטן ונעלם. אבל בריבוי ניבוח נצחי, בטוח שאחד היקומים צריך להתגלות כמו שלנו. לכל יקום באי יכולים להיות חוקים ופיזיקלים שונים. בהינתן מוטציות אינסופיות, יקום עליו נולד בני אדם. הרב-גוני מסביר למעשה מדוע אנו כאן. וקיומנו, אפוא, עוזר להסביר מדוע רב-המידה מתקבל על הדעת.
חתיכות ראיות עקיפות אלה, בשילוב סטטיסטי, גרמו לפולצ'ינסקי לומר שהוא בטוח ב -94 אחוז שהמגוון הרחב קיים. אבל הוא יודע שזה 5.999999 אחוז פחות מ- 99.999999 אחוז הוודאות שמדענים צריכים לקרוא למשהו עסקה שנעשתה.
התמונה המפורטת, כל השמיים, של יקום התינוקות שנוצרה מתשע שנים של נתוני WMAP. התמונה חושפת תנודות טמפרטורה בנות 13.77 מיליארד שנה (מוצגות כהבדלי צבע) התואמות את הזרעים שגדלו והפכו לגלקסיות. (צוות מדע של NASA / WMAP) בסופו של דבר, יתכן שמדענים יוכלו לגלות עדויות ישירות יותר לריבוי המגוון. הם מחפשים אחר סימני המתיחה שהאינפלציה הייתה משאירה על רקע המיקרוגל הקוסמי, האור שנשאר מהמפץ הגדול. טביעות אלה יכלו לספר למדענים אם האינפלציה התרחשה, ולסייע להם לגלות אם זה עדיין קורה הרחק מהשקפתנו. ואם היקום שלנו נתקל בעבר בזולת, פנדר-בנדר זה היה גם משאיר טביעות ברקע המיקרוגל הקוסמי. מדענים יוכלו לזהות את אותה תאונת דרכים. ואם קיימות שתי מכוניות, כך חייבות רבות נוספות.
לחלופין, בעוד 50 שנה, פיזיקאים עשויים להציג הוכחות בשביתה כי התיאוריה הקוסמולוגית של חיית המחמד של המאה העשרים ואחת הייתה שגויה.
"אנו עובדים על בעיה שהיא קשה מאוד, ולכן עלינו לחשוב על זה בסדר גודל ארוך מאוד", יעץ פולצ'ינסקי לפיזיקאים אחרים. זה לא יוצא דופן בפיזיקה. לפני מאה שנה, תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין, למשל, ניבאה את קיומם של גלי כבידה. אולם מדענים יכלו לאמת אותם רק לאחרונה באמצעות מכשיר של מיליארד דולר בשם LIGO, מצפה הכוכבים של גל אינטרפרומטר לייזר.
עד כה כל המדע נסמך על יכולת הבדיקה. זה מה שהופך את המדע למדעים ולא לחלום בהקיץ. כללי ההוכחה המחמירים שלו העבירו את בני האדם מהטירות הכהות והכהות לחלל. אבל המבחנים האלה לוקחים זמן, ורוב התיאורטיקנים רוצים לחכות. הם אינם מוכנים לגנוז רעיון בסיסי כמו המגוון הרב - שיכול להיות למעשה התשובה לחיים, ליקום ולכל דבר - אלא אם הם יכולים להוכיח לעצמם שהוא אינו קיים. ויכול להיות שהיום הזה לעולם לא יבוא.
