Teoria del multivers. Hi ha altres mons?

La realitat física pot ser molt més extensa que un simple espai en el temps que anomenem Univers. El nostre entorn espacial es pot construir a una escala increïble i els nostres instruments astronòmics són increïblement limitats. Nosaltres, com les formigues, no sabem fins a quin punt és enorme el món fora del formiguer. Per tant, alguns físics teòrics es plantegen seriosament la teoria del multivers, segons la qual el nostre món és només un de tants. A més, aplicant la teoria quàntica a l’Univers, ens veiem obligats a admetre que existeix simultàniament en molts estats. En altres paraules, en permetre l’aplicació de fluctuacions quàntiques a l’Univers, pràcticament ens veiem obligats a admetre l’existència de mons paral·lels. També és interessant que la combinació de la teoria de cordes i la versió "eterna" de la cosmologia inflacionista (parlant del model inflacionista de l'Univers) proporciona una base natural per a l'anomenat "paisatge multivers".

Teoria del multivers: inflació

Per començar, el concepte de multivers sorgeix en diverses àrees de la física (i la filosofia) alhora, però l’exemple més sorprenent és la teoria de la inflació, que descriu un hipotètic esdeveniment que va passar quan el nostre univers era molt jove, menys d’un segon vell. Segons la NASA, en un període de temps increïblement curt, l’Univers ha passat per un període de ràpida expansió, que “s’inflava”, fent-se cada vegada més gran.

Es creu que la inflació al nostre univers va acabar fa uns 14.000 milions d’anys. Tot i això, la inflació no s’acaba a tot arreu alhora. Els investigadors creuen que potser a mesura que la inflació acaba en una regió, continua en altres.

Així, mentre la inflació va acabar al nostre univers, podria haver-hi altres regions molt més llunyanes on la inflació continués - i continua ara mateix. A més, segons LiveScience, els universos individuals poden "pessigar" els universos més grans que s’inflen i s’expandeixen, creant un mar sense fi d’inflació eterna, ple de nombrosos universos individuals.

Model inflacionari de l'Univers.

En aquest escenari d'inflació eterna, cada univers sorgiria amb les seves pròpies lleis de la física, la seva pròpia col·lecció de partícules, la seva pròpia disposició de forces i els seus propis valors de constants fonamentals, diuen els investigadors.

Això pot explicar per què el nostre univers té propietats que posseeix, i sobretot aquelles que són difícils d’explicar mitjançant conceptes com la matèria fosca o la constant cosmològica. "Si hi hagués un multivers, tindríem constants cosmològiques aleatòries en diferents universos, i és casualitat que la que tenim al nostre univers adquireixi el valor que observem", va dir Dan Heling, cosmòleg de la Universitat Arizona i expert en teoria multiversa.

Teoria del multivers: observacions i evidències

Curiosament, una altra evidència de l'existència del dibuix animat són les observacions: al nostre Univers van haver de passar tantes coses que l'existència de la vida sembla increïble. I si només hi hagués un univers, és probable que no hi hagués vida. Però al multivers, la probabilitat de vida és molt més gran. Però aquesta teoria difícilment es pot anomenar convincent, per això la majoria dels científics segueixen sent escèptics quant a la idea d’un multivers.

Tot i això, molts han intentat trobar proves més físiques i convincents de la seva existència. Per exemple, si fa temps que hi havia un univers veí a prop nostre, és possible que hi hagi xocat, deixant una empremta notable.

La radiació relíquia pot emmagatzemar "empremtes digitals" d'altres universos.

Aquesta empremta es podria produir en forma de distorsions en la radiació còsmica de fons de microones o en la radiació relíquia (la llum sobrant de quan l’univers era un milió de vegades més petit que l’actual) o en les estranyes propietats de les galàxies en la direcció de la col·lisió. segons un article publicat per investigadors de la University College London …

Alguns astrofísics han anat encara més enllà, buscant tipus especials de forats negres que podrien ser artefactes de parts del nostre univers que es dividissin en el seu propi univers mitjançant un procés anomenat túnel quàntic.

Si algunes zones del nostre univers es dividissin d'aquesta manera, deixarien enrere "bombolles" al nostre univers, que es convertirien en aquests forats negres únics que, segons els investigadors, "poden existir avui".

"El descobriment potencial d'aquests forats negres podria indicar l'existència d'un multivers", diuen els físics teòrics. Tot i això, tot aquest tipus de cerques fins ara no han portat enlloc, de manera que avui en dia el Multivers continua sent hipotètic.

Teoria del multivers: radiació de fons

El 1964, els físics Arno Penzias i Robert Wilson van treballar als Laboratoris Bell de Holmdel, Nova Jersey, creant receptors de microones ultra-sensibles per a observacions de radioastronomia. Però fessin el que fessin, no van aconseguir desfer-se dels receptors del soroll de la ràdio de fons, que, curiosament, semblava provenir de totes les direccions al mateix temps.

Penzias es va posar en contacte amb el físic de la Universitat de Princeton, Robert Dicke, que va suggerir que el soroll de la ràdio podria ser una radiació de fons de microones còsmica (CMB), que és la radiació primària de microones que omple l'univers.

Si realment existeixen altres universos, podrien haver deixat una "empremta" en la radiació de la relíquia que omplia l'univers de manera uniforme.

Aquesta és la història del descobriment del CMB, senzill i elegant. Pel seu descobriment, Penzias i Wilson van rebre el Premi Nobel de Física el 1978 i amb una bona raó. El seu treball va donar inici a una nova era de la cosmologia, que va permetre als científics estudiar i entendre l’univers com mai abans.

Curiosament, el treball dels físics també va conduir a un dels descobriments més sorprenents de la història recent: les característiques úniques de la radiació relíquia poden ser la primera prova directa que realment existeixen un nombre infinit de mons fora de l'univers conegut. Tot i això, per entendre correctament aquesta afirmació insòlita, cal fer un viatge cap al principi dels temps.

Teoria del multivers: el Big Bang

Segons la teoria generalment acceptada de l’origen de l’univers, durant els primers centenars de milers d’anys posteriors al Big Bang, el nostre univers es va omplir d’un plasma increïblement calent, format per nuclis, electrons i fotons, que dispersaven la llum.

Al voltant de 380.000 anys, la continuada expansió del nostre univers l’havia refredat fins a temperatures inferiors a 3.000 Kelvin, cosa que va permetre que els electrons es fusionessin amb els nuclis per formar àtoms neutres i l’absorció d’electrons lliures va permetre que la llum il·lumini la foscor.

Prova d’això, en forma de l’esmentat CMB, és el que van trobar Penzias i Wilson. El seu descobriment va ajudar finalment a establir la teoria del Big Bang.

L’univers, com sabem avui, va tenir un començament.

Durant molts eons, l'expansió en curs ha refredat el nostre univers fins a una temperatura de només uns 2,7 K, però aquesta temperatura és desigual. Les diferències de temperatura sorgeixen a causa del fet que la matèria es distribueix de manera desigual per tot l’univers. Es creu que això és causat per petites fluctuacions en la densitat quàntica que es van produir just després del Big Bang.

El 2017, investigadors de la Universitat de Durham, al Regne Unit, van publicar un document que suggeria que les impressions CMB (anomenades taques fredes) poden ser proves d’altres mons. Els autors van suggerir que les taques de la radiació de fons de microones eren el resultat d’una col·lisió entre el nostre univers i un altre.

En general, les taques de la radiació relíquia es poden considerar la primera evidència de l'existència del multivers - milers de milions d'altres universos, similars al nostre - escriuen els investigadors.

Teoria del multivers: matèria fosca

Una nova investigació extremadament interessant afegeix una altra prova al tresor de la teoria del multivers. Els seus resultats, escriu Vice, suggereixen que els forats negres formats a partir d'universos col·lapsats generen matèria fosca i que el nostre propi univers pot semblar un forat negre als forasters.

Un dels objectes més misteriosos de l'univers, els forats negres, pot ser la font de la matèria fosca.

Tingueu en compte que la matèria fosca és una substància invisible que representa la major part de la massa de l’Univers, tot i que no emet llum detectable, encara existeix, ja que té un efecte gravitatori sobre els cúmuls de galàxies i altres objectes emissors de l’espai.

S'ha proposat una vertiginosa sèrie d'hipòtesis per explicar la matèria fosca, però ara els científics han suggerit que els forats negres primordials, objectes hipotètics que es remunten als primers temps de l'univers, "són un candidat viable per a la matèria fosca". Un equip internacional d’investigadors dels Estats Units, Japó i Taiwan va arribar a aquesta conclusió en un document publicat a la revista científica Physical Review Letters el gener d’aquest any.

Tot i això, en aquests moments, tots aquests conceptes són especulatius, tot i que els físics esperen noves maneres d’observar amb telescopis sofisticats en els propers anys per ajudar a respondre a moltes preguntes.

Teoria del multivers: inflació de nou

El famós físic teòric britànic Stephen Hawking va morir el 14 de març de 2018 després de passar dècades confinat a una cadira de rodes i dependent d’un sintetitzador de parla a causa del patiment causat per l’esclerosi lateral amiotròfica. L'últim treball de recerca del científic, publicat només deu dies abans de la seva mort, va ser escrit juntament amb el professor de física teòrica Thomas Hertog i va referir-se al multivers.

Qui sap en quin dels innombrables mons vivim?

En un article titulat "Una sortida suau de la inflació perpetua?" Hawking i Hertog van teoritzar que la ràpida expansió de l'espai-temps després del Big Bang es podria produir repetidament, creant múltiples universos.

El seu treball és essencialment una extensió de la teoria de la inflació, que suggereix que abans del Big Bang, l’univers estava ple d’energia que formava part del propi espai i aquesta energia va fer que l’espai s’expandís a un ritme exponencial. Va ser aquesta energia la que va donar lloc al Big Bang, i d'això vam parlar anteriorment.

Tanmateix, atès que la inflació, com tota la resta, té una naturalesa quàntica, això significa que hi ha d’haver regions de l’espai a l’univers on acabi la inflació i comenci el Big Bang. Tanmateix, aquestes zones mai no poden xocar entre elles, ja que estan separades per zones d’espai inflable.

Teoria del multivers: Crítiques i conclusions

En conclusió, cal dir que quan algú parla de la teoria del multivers pot semblar alhora arrogant i humil. Però molts físics tenen una reacció completament diferent: al seu parer, la idea d'un multivers no és científica i potser fins i tot "perillosa", ja que pot conduir a esforços científics mal dirigits.

Per exemple, Paul Steinhardt, professor de ciències naturals a la Universitat de Princeton, va anomenar la teoria del multivers "La teoria de qualsevol cosa", ja que és compatible amb l'observació arbitrària i, per tant, no té cap biaix empíric.

Avui la ciència moderna no pot demostrar ni desmentir l’existència del multivers.

D’una manera o d’una altra, malgrat les crítiques a la teoria de la pluralitat de mons, les dades de la investigació científica (algunes de les quals es descriuen en aquest article) permeten presentar fins i tot aquestes teories aparentment boges. Al cap i a la fi, tornant a l’analogia del formiguer, què sabem del món en què vivim?