Mózgi Boltzmanna na drodze wieloświata

Teoria wieloświatów zakłada wręcz nieskończoną liczbę wszechświatów, które narodziły się podczas Wielkiego Wybuchu (i rodzą się nadal), jednak wywołuje to kilka poważnych problemów. Grupa fizyków kwantowych z California Institute of Technology przemyślała ostatnio tę kwestię dokładniej i doszła do wniosku, że jest zupełnie odwrotnie - liczba wieloświatów jest skończona.

W świecie fizyki kwantowej spojrzeć na cały świat trzeba nieco inaczej. Elektrony nie mają ustalonej pozycji - opisać je można funkcją falową, a dopiero zewnętrza obserwacja nadaje jej konkretną wartość, z tego też względu obserwujemy dookoła nas fluktuacje kwantowe.

To właśnie one odpowiadają za to, że istnieje wszechświat taki jakim go znamy - gwiazdy, galaktyki i ich gromady są odzwierciedleniem kwantowych fluktuacji z pierwszych chwil po Wielkim Wybuchu.

Według wcześniejszych teorii w tych właśnie pierwszych momentach zachodził proces inflacji kosmologicznej (wszechświat błyskawicznie się rozszerzał) poprzez cząstki zwane inflatonami (które później rozbiły się na znane nam dziś cząstki kwantowe), które również podlegały fluktuacjom kwantowym co z kolei prowadziło do powstawania kolejnych bąbli zawierających osobne wieloświaty, a proces ten powinien nie mieć końca - każdy z nowo narodzonych wszechświatów podczas procesu własnej inflacji rodził szereg nowych bąbli i tak w nieskończoność.

Już pod koniec XIX wieku fizyk Ludwig Boltzmann zwrócił uwagę, że przy nieskończonej ilości wszechświatów wszystko co ma szansę wystąpić kiedyś wystąpi - trzeba poczekać na to wystarczająco długo - dlatego też z czasem powinno pojawić się coś nazwanego mózgami Boltzmanna - samoświadomymi podmiotami wyłaniającymi się z chaosu nieskończonych możliwości fluktuacji kwantowych (do tego bytów takich powinno być więcej niż ludzi).

Sean M. Caroll wraz z kolegami z Caltech przyjrzał się ostatnio temu problemowi ponownie i znalazł jego logiczne rozwiązanie. Kwantowe fluktuacje zależą od interakcji cząstki z obserwatorem, jednak inflacja kosmologiczna mogła poprzedzać wszystko inne we wszechświecie (czyli nie było żadnych obserwatorów - żadnych innych cząstek poza inflatonami), a zatem nie podlegała ona fluktuacjom.

Te pojawiły się dopiero gdy zaistniały inne cząstki, ale było już zbyt późno aby mogły zrodzić się w tym momencie nieskończone wieloświaty. Nie znaczy, że wcale nie powinny one istnieć, wręcz przeciwnie, lecz rodzą się one dopiero później gdy dokonywana jest obserwacja kwantowego układu. W ten sposób wszechświat rozwidla się na tyle różnych wieloświatów ile jest możliwości rozwiązania w danej sytuacji.

W teorii Carolla wieloświat prędzej czy później powinien się jednak skończyć, zabraknie bowiem obserwatorów aby "rodzić" nowe wszechświaty.

Teoria ta jest dość zgrabna i właściwa pod kątem matematycznym, jednak pamiętać trzeba, że w tym samym czasie inna grupa fizyków teoretycznych pracuje nad hipotezą, według której wieloświat powinien być nieskończony.

Źródła: ,