Паралелни свет или универзум у огледалу

Поделите

Хипотеза о постојању паралелних светова разматрана је још у античкој филозофији.

Постоје модели два повезана универзума којима се покушава објаснити барионска асиметрија – зашто је на почетку било више материје него антиматерије. Космолошки модел са два универзума могао би да објасни и напетост Хаблове константе путем интеракција између два света. „Свет у огледалу“ би садржао копије свих постојећих фундаменталних честица.

Универзум; фото: pixabay/Kyraxys

Пресократовском филозофу Анаксимандру (6. век пре нове ере), приписује се модел више светова. Теофраст је известио да је Анаксимандар претпоставио „одређену другу, неограничену природу из које настају сва небеса и светови у њима“. Међутим, тренутна истраживања сугеришу да је Теофраст понудио искривљен приказ Анаксимандрове космологије, под утицајем каснијих дешавања у историји филозофије.

Један од њених првих заговорника био је Петрон из Химеревека из петог века пре нове ере, који је био уверен да број светова мора бити коначан и спекулисао је о њиховом просторном распореду. Према његовој хипотези, постоји 183 света (космос) који се међусобно додирују. Они формирају једнакостранични троугао, са 60 светова који формирају сваку од три стране, а преостала три су углови. Многи детаљи, а посебно образложење, остали су непознати, пошто је Петронијев модел пренет само кроз Плутархов приказ. Петроније је вероватно замишљао светове као сферне.

Атомисти Леукип и Демокрит такође су развили модел више светова. Према њиховом гледишту, разлози који су довели до стварања овог света из механичке нужности морали су такође изазвати и наставити да изазивају стварање бесконачног броја других светова. Према атомистичкој доктрини, светови могу постојати и истовремено и сукцесивно. Они настају и нестају; док су неки у процесу стварања, други се већ растварају.

Метродор Хиоски, за кога се каже да је био Демокритов ученик, илустровао је атомистичко размишљање поређењем које је можда потекло од самог Демокрита: да би само један космос могао настати у бесконачном простору једнако је невероватно као да би само једна стабљика жита могла да расте на великом пољу.

У атомистичком моделу постоје безбројни атоми и неограничен простор. Атоми су стално у покрету, а њихове акумулације се формирају, што доводи до стварања вртлога из којих затим излазе светови. Мембрана или љуска атома се формира око сваког света, дефинишући његове границе. Светови се разликују по величини, са празним простором између њих. Расподела светова у простору је неравномерана. Број и величина звезда у различитим световима се такође разликују, јер на одговарајући ток процеса формирања света утичу случајни фактори. У неким световима нема живота.

Платон је одбацио хипотезу о вишеструким световима, а посебно претпоставку да постоји бесконачан број. У свом дијалогу Тимеј, он наводи главног јунака Тимеја из Локроа да изрази веровање да је Творац, који увек жели најбоље, створио најбољи могући свет према моделу сопствене природе. Касније се Тимеј враћа на ово питање и сада је опрезнији. Он разматра могућност да постоји пет светова, који одговарају пет Платонових чврстих тела. Он сада оставља могућност да је нека друга хипотеза тачна.

Аристотел је сматрао немогућим да постоји „неколико небеса“. Веровао је да неколико светова не може постојати један за другим или један поред другог. Ниједно тело не може бити ван познатог, ограниченог универзума.

Плутарх је детаљно разматрао теорију вишесветова у свом делу „De defectu oraculorum“. Он износи аргументе за и против постојања мултиверзума. За разлику од Платоновог дела, истраживање се не завршава преференцијом за теорију једног света; већ се закључује да теорија вишесветова није ништа мање вероватна од супротног гледишта.

У средњем веку доминирала је теорија једног света. Теолози су веровали да је Бог изабрао постојећи облик космоса из више могућности. Ово гледиште заступали су, између осталих, утицајни исламски теолог Ел Газали и јеврејски мислилац Мојсије Мајмонид. Међу хришћанским научницима, посебно су Петар Оливи и Рикард од Медијавиле развили доктрину да Бог може створити више светова. Међутим, претпостављали су да је заправо створио само један.

Хипократ и Демокрит (Питер Ластман, 1622.); фото: Википедија

Имануел Кант је веровао да је „тачно у истински метафизичком смислу“ да може постојати више од једног света. Хипотеза о паралелним световима вероватна је само ако су то просторно различити, нетродимензионални универзуми који се, у принципу, не могу повезати са тродимензионалним светом. Постојање таквих универзума је вероватно јер сва Божја дела показују максималну могућу величину и разноликост.

Како теорији паралелних универзума приступа савремена наука?

Ослањајући се на фундаментални закон физике – CPT симетрију, многи научници су развили претпоставке о постојању више универзума. Многе од тих хипотеза подразумевају постојање свемира који представља слику у огледалу овог нама познатог.

CPT симетрија – темељни закон физике

CPT симетрија или Симетрија наелектрисања, паритета и временске инверзије је темељна симетрија у физици. Она представља дубоку везу између фундаменталних својстава честица и њиховог понашања под трансформацијама које комбинују наелектрисање, простор и време.

Мултикосмос; фото: Википедија/Донбак

CPT комбинује конјугацију наелектрисања, односно замену честица њиховим античестицама (C), паритет, односно обртање просторне координате, при чему се ствара слика у огледалу (P) и временску инверзију или обртање смера времена (T).

CPT теорема сугерише да се ова комбинована симетрија не може нарушити, тј. мора бити важећа, што значи да би се универзум у коме су све честице замењене њиховим античестицама, у свом одразу и при обрнутом времену, понашао потпуно исто као наш универзум.

Импликација CPT симетрије је да би се „слика у огледалу“ нашег универзума – где би се положаји свих објеката рефлектовали кроз произвољну тачку (што одговара инверзији паритета), сви импулси би били обрнути (што одговара временској инверзији ) и где би сва материја била замењена антиматеријом (што одговара инверзији наелектрисања ) – развијала тачно по нашим физичким законима.

CPT трансформација претвара наш универзум у његову „слику у огледалу“ и обрнуто.

CPT теорема се први пут појавила у раду Јулијана Швингера 1951. године како би се доказала веза између спина и статистике.

Герхарт Лидерс и Волфганг Паули добили су 1954, године ригорознији доказ, због чега се теорема понекад назива Лидерс-Паулијева теорема.

Истовремено и независно од њих, теорему је доказао Џон Стјуарт Бел.

Ови докази се заснивају на исправности Лоренцове инваријантности и принципу локалности (малог домета) у интеракцији квантних поља.

Након тога, професор Јост је дао општији доказ у оквиру аксиоматске квантне теорије поља.

CPT симетрија се препознаје као темељно својство физичких закона и експериментално је добро тестирана. Сматра се једином тачном дискретном симетријом у природи.

Модели близаначког света

Постоје модели два повезана универзума којима се покушава објаснити барионска асиметрија – зашто је на почетку било више материје него антиматерије. Космолошки модел са два универзума могао би да објасни и напетост Хаблове константе путем интеракција између два света. „Свет у огледалу“ би садржао копије свих постојећих фундаменталних честица.

Паралелни светови (уметнички приказ); фото: Википедија/Віщун

Показано је да је космологија близаначког/парног света или „двосвета“ теоретски у стању да реши проблем космолошке константе (Λ), уско повезан са тамном енергијом.

Анти-универзум или универзум у огледалу

Стање универзума, какво јесте, не нарушава CPT симетрију, јер се Велики прасак, и класично и квантно механички, може сматрати двостраним догађајем, који се састоји од пара универзум-антиуниверзум.

То значи да је овај универзум слика антиуниверзума, односно наелектрисања (C), паритета (P) и времена (T). Овај пар је настао у епохи Великог праска, али не директно у најврелијој ери, у којој је доминирало зрачење.

Антиуниверзум се враћа у прошлост из Великог праска, постајући све већи, а у њему доминира антиматерија. Његова просторна својства су инвертована у поређењу са онима у нашем универзуму, ситуација је аналогна стварању електрон – позитронских парова у вакууму.

Универзум у огледалу, Свемир, Галаксија, Васиона, Космос

Универзум у огледалу; фото: Википедија/pixabay

Овај модел, који су осмислили физичари из Периметарског института за теоријску физику у Канади, предлаже да су температурне флуктуације у космичкој микроталасној позадини (CMB) последица квантно-механичке природе простор-времена близу сингуларности Великог праска.

То значи да би тачка у будућности нашег универзума и тачка у далекој прошлости анти-универзума пружиле фиксне класичне тачке, док би све могуће квантне пермутације постојале између. Квантна несигурност узрокује да универзум и анти-универзум нису тачне слике један другог у огледалу.

Овај модел још увек није успео да објасни сценарио инфлације, попут једнообразности космоса на великим размерама. Међутим, он пружа природно и једноставно објашњење за тамну материју. Такав пар универзум-антиуниверзум би произвео велики број супертешких неутрина, познатих и као стерилни неутрини. Ови неутрини би такође могли бити извор недавно примећених бљескова космичких зрака високе енергије.

Далибро Дрекић

Литература:

Alireza Parhizkar, Victor Galitski – „Moiré Gravity and Cosmology“, (2022).
Alireza Parhizkar, Victor Galitski – „Strained bilayer graphene, emergent energy scales, and moir\’e gravity“. Physical Review Research. 4 (2), (2022).
Anaximander, Fragment
Andrew Whitaker – John Stuart Bell and Twentieth-Century Physics. Oxford University Press (2016).
Constantinos Macris: Pétrôn d’Himère. In: Richard Goulet (Hrsg.): Dictionnaire des philosophes antiques, Band 5, Teil 1, Paris 2012
David Deutsch: The Structure of the Multiverse. 2001
Ernst Behler: Einwelttheorie/Mehrweltentheorie, Basel 1972.
Francis-Yan Cyr-Racine, Fei Ge,; Lloyd Knox – „Symmetry of Cosmological Observables, a Mirror World Dark Sector, and the Hubble Constant“, Physical Review Letters. 128 (20), (2022).
G. Lüders – „On the Equivalence of Invariance under Time Reversal and under Particle-Antiparticle Conjugation for Relativistic Field Theories“; Kongelige Danske Videnskabernes Selskab, Matematisk-Fysiske Meddelelser 28 (5) (1954).
Georg Rechenauer: Leukipp und Demokrit, Stuttgart 1994.
Immanuel Kant: Gedanken von der wahren Schätzung der lebendigen Kräfte
John Stewart Bell, (1955). „Time reversal in field theory“. Proc. R. Soc. Lond. A. 231 (1187): 479–495.
Julian Schwinger – „The Theory of Quantized Fields I“, Physical Review 82 (6) , (1951).
Latham Boyle, Kieran Finn, Neil Turok – „CPT-Symmetric Universe“. Physical Review Letters. 121 (25), (2018).
Niels Bohr and the Development of Physics (W. Pauli, L. Rosenfelf, V. Weisskopf, eds.), McGraw-Hill (1955).
Niels Christian Dührsen: Anaximander. Basel 2013.
O. W. Greenberg – „CPT Violation Implies Violation of Lorentz Invariance“. Physical Review Letters. 89 (23) (2002).
Platon, Timaios
Plutarch, De defectu oraculorum
Proklos, In Platonis Timaeum I
Ralf Lehnert – „CPT Symmetry and Its Violation“. Symmetry. 8 (11) (2016).
V. A. Kostelecký – „The Status of CPT“ (1998).
V. A Kostelecký, N. Russell – „Data tables for Lorentz and CPT violation“. Reviews of Modern Physics. 83 (1) (2011).
Википедија 1, 2, 3, …