maison → Le monde des microbes Cinq arguments en faveur de l'existence du Multivers. Univers parallèles et théorie de la pluralité des mondes De nombreux univers

Cinq arguments en faveur de l'existence du Multivers. Univers parallèles et théorie de la pluralité des mondes De nombreux univers

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L’univers dans lequel nous vivons n’est peut-être pas le seul. En fait, notre Univers ne peut être que l’un des univers infinis qui forment un « multivers ».
Certains experts estiment que l’existence d’univers cachés est plus probable qu’improbable.

Voici cinq des théories scientifiques les plus plausibles qui suggèrent que nous vivons dans un multivers :

1. Univers infinis

Les scientifiques ne savent pas encore exactement quelle est la forme de l’espace-temps, mais il est très probablement plat (par opposition à sphérique ou même en forme de beignet) et s’étend indéfiniment. Mais si l’espace-temps est infini, alors il doit commencer à se répéter à un moment donné, car il existe un nombre fini de façons dont les particules peuvent être disposées dans l’espace et dans le temps.

Ainsi, si vous pouviez regarder assez loin, vous verriez une autre version de vous-même – un nombre infini de versions, en fait. Certains de ces jumeaux feront exactement ce que vous faites en ce moment, tandis que d'autres porteront un pull différent ce matin, et le troisième et le quatrième auront des carrières et des modes de vie complètement différents.

Puisqu’il s’étend seulement aussi loin que la lumière a une chance d’atteindre 13,7 milliards d’années après le big bang (13,7 milliards d’années-lumière), l’espace-temps au-delà de cette distance peut être considéré comme son propre univers séparé. Ainsi, de nombreux univers coexistent les uns à côté des autres dans une mosaïque géante d’univers.

L'espace-temps peut s'étendre à l'infini. Si cela est vrai, alors tout dans notre Univers est voué à se répéter à un moment donné, créant ainsi une mosaïque d’univers infinis.

2. Sous-univers

La théorie de la mécanique quantique, qui régit le petit monde des particules subatomiques, offre une autre voie à la création d’univers multiples. La mécanique quantique décrit le monde en termes de probabilités, sans résultats concrets. Et les mathématiques de cette théorie suggèrent que tous les résultats possibles d’une situation se produisent dans leurs propres univers distincts. Par exemple, si vous arrivez à un carrefour où vous pouvez aller à droite ou à gauche, l'univers donne naissance à deux univers filles : un dans lequel vous allez à droite, un dans lequel vous allez à gauche.

« Et dans chaque Univers, il y a une copie de vous, témoin de tel ou tel résultat. Penser que votre réalité est la seule est une erreur.

– Écrit par Brian Randolph Green dans Hidden Reality.

3. Univers bulle

En plus des multiples univers créés par un espace-temps en expansion infinie, d’autres univers peuvent surgir en lien avec la théorie dite de « l’inflation éternelle ». Le concept de l’inflation est que l’univers se dilate rapidement après le Big Bang, comme un ballon qui gonfle. L'inflation éternelle, proposée pour la première fois par le cosmologue de l'Université Tufts Alexander Vilenkin, suggère que certaines parties de l'espace cessent de gonfler tandis que d'autres régions continuent de gonfler, donnant ainsi naissance à de nombreux « univers-bulles » isolés.

Ainsi notre propre univers, où l'inflation a pris fin, permettant la formation d'étoiles et de galaxies, n'est qu'une petite bulle dans une vaste mer d'espace, dont une partie gonfle encore, et qui contient bien d'autres bulles, à l'instar de notre Univers. Et dans certains de ces univers bulles, les lois de la physique et les constantes fondamentales peuvent être différentes des nôtres, faisant de certains univers des endroits vraiment étranges.

4. Univers mathématiques

Les scientifiques se demandent si les mathématiques sont simplement un outil utile pour les mathématiques, ou si les mathématiques elles-mêmes sont une réalité fondamentale et nos observations de l'univers ne sont qu'une perception imparfaite de sa véritable nature mathématique. Si ce dernier cas est le cas, alors peut-être que la structure mathématique particulière qui constitue notre univers n’est pas le seul choix, et en fait toutes les structures mathématiques possibles existent comme leurs propres univers séparés.

"Une structure mathématique est quelque chose qui peut être décrit de telle manière qu'elle dépend entièrement du bagage humain", a déclaré Max Tegmark du Massachusetts Institute of Technology, qui a proposé cette idée apparemment folle.

"Je crois sincèrement que cet Univers existant peut exister indépendamment de moi et continuera d'exister même s'il n'y avait personne."

5. Univers parallèles

Une autre idée qui émerge de la théorie des cordes est le concept de « mondes braniques », des univers parallèles qui flottent hors de portée du nôtre, proposé par Paul Steinhardt de l'Université de Princeton et Neil Turok de l'Institut Périmètre de physique théorique en Ontario, au Canada. L'idée vient de la possibilité de nombreuses autres dimensions dans notre monde que l'espace tridimensionnel et unique que nous connaissons. En plus de notre espace brane 3D, d’autres branes 3D peuvent flotter dans un espace dimensionnel supérieur.

Traduction

Que pensez-vous du multivers ? La question n’était pas tout à fait inattendue pour notre conférence impromptue à table, mais elle m’a pris au dépourvu. Ce n’est pas qu’on ne m’ait jamais posé de questions sur le multivers auparavant, mais expliquer une construction théorique est une chose, mais expliquer mes sentiments à ce sujet en est une autre. Je peux exprimer tous les arguments standards et les grandes questions sur le multivers, je peux naviguer dans les faits et les détails techniques, mais je me perds dans les résultats.

Les physiciens n’ont pas l’habitude de parler de ce qu’ils ressentent face à quelque chose. Nous sommes pour des connaissances solides, des évaluations quantitatives et des expériences. Mais même la meilleure des analyses impartiales ne commence qu’une fois que nous avons décidé de la voie à suivre. Dans un domaine naissant, il existe généralement un choix de possibilités, chacune ayant ses propres mérites, et souvent nous en choisissons une instinctivement. Ce choix est déterminé par un raisonnement émotionnel plutôt que par la logique. La position à laquelle vous vous identifiez est, comme le dit Leonard Susskind, physicien de l’Université de Stanford, « bien plus que de simples faits scientifiques et principes philosophiques. C’est une question de bon goût en science. Et comme dans toutes les disputes sur les goûts, les sentiments esthétiques sont impliqués.

J'étudie moi-même la théorie des cordes, et l'une de ses caractéristiques est la possibilité de l'existence de nombreuses versions logiquement cohérentes d'univers différents du nôtre. Le processus qui a créé notre Univers peut en créer d’autres, conduisant à un nombre infini d’univers où se produit tout ce qui peut arriver. La séquence de raisonnement commence à partir d'un endroit qui me est familier, et je peux suivre les fioritures que font les équations dans leur danse sur la page menant à cette conclusion, mais bien que j'imagine le multivers comme une construction mathématique, je ne peux pas croire qu'il le fera. sortira soudainement des domaines de la théorie et se manifestera dans la réalité. Comment puis-je prétendre que je n'ai pas de problème avec le fait que des copies infinies de moi-même se promènent dans des mondes parallèles, prenant des décisions à la fois similaires et différentes des miennes ?

Je ne suis pas le seul à être ambivalent. Le débat sur le multivers est houleux et reste une source de controverse parmi les scientifiques les plus éminents de notre époque. Le débat sur le multivers ne consiste pas seulement à discuter des spécificités d’une théorie. C'est une lutte pour l'identité et les résultats, pour savoir ce qui constitue une explication, ce qui constitue une preuve, comment nous définissons la science et si tout cela a un sens.

Chaque fois que je parle du multivers, j’ai une réponse à l’une des questions qui se posent inévitablement. Que nous vivions dans un univers ou un multivers, ces classifications font référence à des échelles qui dépassent l'imagination. Quel que soit le résultat, la vie autour de nous ne changera pas. Alors quelle est la différence ?

Il y a une différence parce que l’endroit où nous sommes affecte qui nous sommes. Différents lieux entraînent différentes réactions, d’où différentes possibilités. Un objet peut avoir un aspect différent selon différents arrière-plans. Nous sommes définis par les espaces que nous habitons de bien plus de façons que nous ne le pensons. L'univers est la limite de l'expansion. Il contient tous les lieux d'action, tous les contextes dans lesquels on peut imaginer être. Il représente la somme totale des possibilités, la gamme complète de tout ce que nous pouvons être.

La mesure n’a de sens que dans un cadre de référence. Les nombres sont évidemment abstraits jusqu'à ce qu'on leur attribue des unités de mesure, mais même des définitions aussi vagues que « trop loin », « trop petit », « trop étrange » impliquent une sorte de système de coordonnées. Trop loin implique un point de référence. Trop petit fait référence à l'échelle. Trop bizarre implique le contexte. Contrairement aux unités de mesure toujours annoncées, le cadre de référence des hypothèses est rarement défini, mais les valeurs attribuées aux choses – objets, phénomènes, expériences – sont néanmoins calibrées selon ces axes invisibles.

Si nous découvrons que tout ce que nous savons et pouvons savoir se trouve dans une seule poche du multivers, toute la fondation sur laquelle nous avons placé notre grille de coordonnées changera. Les observations ne changeront pas, mais les conclusions changeront. La présence d’autres univers de bulles n’affecte peut-être pas les mesures que nous effectuons, mais elle peut affecter la façon dont nous les interprétons.

La première chose qui frappe dans le multivers est son immensité. C’est plus grand que tout ce que l’humanité a jamais connu – une telle exaltation est implicite dans le nom lui-même. Il serait compréhensible que la réaction émotionnelle face au multivers provienne d’un sentiment d’euphémisme personnel. Mais la taille du multivers est probablement la propriété la moins controversée.

Jean Giudice, directeur des théoriciens du CERN, parle au nom des physiciens lorsqu'il affirme que le simple fait de regarder le ciel nous éclaircit l'esprit. Nous imaginons déjà notre échelle. Si le multivers existe, alors, dit-il, « le problème entre moi et l’immensité de l’univers ne changera pas ». Beaucoup sont même rassurés par cette perspective cosmique. Comparés à l’univers, tous nos problèmes et drames de la vie sont tellement diminués que « rien de ce qui se passe ici n’a d’importance », déclare le physicien et auteur Lawrence Krauss. "Je trouve cela très réconfortant."

À partir de superbes photographies prises par le télescope. Hubble, avant les poèmes d'Octavio Paz sur la « vaste nuit » et la « chanson galactique » de Monty Python, il existait un romantisme associé à notre échelle lilliputienne. À un moment donné de notre histoire, nous avons accepté notre infinie petitesse.

Est-ce à cause de notre peur de l’échelle que nous sommes si réticents à accepter le concept d’un multivers, incluant des mondes hors de notre champ de vision, et voués à y exister ? Il s’agit bien sûr d’une plainte très courante que j’entends de la part de mes collègues. Le physicien sud-africain George Ellis, farouchement opposé au multivers, et le cosmologue britannique Bernard Carr, tout aussi fervent partisan de celui-ci, ont abordé ces questions dans plusieurs conversations charmantes. Carr estime que leur point de divergence concerne « quelles propriétés de la science devraient être considérées comme sacro-saintes ». L'indicateur habituel est celui des expériences. Les observations comparatives sont un substitut acceptable. Les astronomes ne sont pas capables de contrôler les galaxies, mais ils en observent des millions, sous différentes formes et états. Aucune des deux méthodes ne convient au multivers. Se situe-t-il alors en dehors du champ scientifique ?

Susskind, l’un des pères de la théorie des cordes, nous donne de l’espoir. En science empirique, il existe une troisième approche : tirer des conclusions sur les objets et phénomènes invisibles à partir de ce que nous sommes capables de voir. A titre d'exemple, il suffira de prendre des particules subatomiques. Les quarks sont liés pour toujours aux protons, aux neutrons et à d'autres particules constitutives. "Ils sont cachés derrière le rideau, pour ainsi dire", explique Susskind, "mais maintenant, même si nous n'avons pas vu un seul quark isolé, personne ne remettra sérieusement en question la validité de la théorie des quarks. Cela fait partie des fondements de la physique moderne. »

À mesure que l’Univers s’étend à un rythme accéléré, les galaxies actuellement situées à l’horizon du champ de vision disparaîtront bientôt au-delà de celui-ci. Nous ne croyons pas qu'ils disparaîtront dans l'oubli, tout comme nous ne croyons pas que le navire se désintégrera et disparaîtra à l'horizon. Si les galaxies que nous connaissons peuvent exister dans des régions lointaines au-delà de notre champ de vision, qui peut dire qu’il ne peut pas y avoir autre chose également ? Des choses que nous n’avons jamais vues et que nous ne verrons jamais ? Une fois que nous reconnaissons la possibilité de régions hors de notre portée, les conséquences augmentent de façon exponentielle. L'astronome britannique Royal Martin Rees compare ce raisonnement à la thérapie par aversion. Lorsque vous acceptez l'existence de galaxies au-delà de notre horizon actuel, vous « commencez avec une petite araignée très lointaine », mais avant de vous en rendre compte, vous avez cédé à la possibilité d'un multivers peuplé de mondes infinis, peut-être très différents de le vôtre - c'est-à-dire "vous trouverez une tarentule rampant sur vous".

L’incapacité de contrôler directement des objets n’a jamais été mon critère personnel pour déterminer l’adéquation d’une théorie physique. S’il y a une chose qui m’inquiète à propos du multivers, je suis sûr que cela n’a rien à voir avec ça.

Le multivers remet en question un autre concept qui nous tient à cœur : l’unicité. Est-ce que cela pourrait être à l'origine des problèmes ? Comme l’explique le cosmologue Alexander Vilenkin, peu importe la taille de la région observée, tant qu’elle est finie, elle peut se trouver dans un nombre fini d’états quantiques. Et la description de ces états détermine de manière unique le contenu de la région. S’il existe un nombre infini de ces régions, alors le même état se reproduira certainement ailleurs. Même nos paroles seront fidèlement reproduites. Puisque le processus se poursuit à l’infini, il y aura également un nombre infini de nos copies.

"La présence de ces copies me déprime", déclare Vilenkin. – Notre civilisation présente de nombreux aspects négatifs, mais nous pourrions au moins déclarer son caractère unique – en tant qu’œuvre d’art. Et maintenant, nous ne pouvons pas non plus dire cela. Je comprends ce qu'il veut dire. Cela m’inquiète aussi, mais je ne suis pas sûr que cette pensée particulière soit à l’origine de mon insatisfaction. Comme le dit avec nostalgie Vilenkin : « Je ne suis pas assez arrogant pour dire à la réalité ce qu’elle devrait être. »

Le principal mystère du débat réside dans l’étrange ironie. Bien que le multivers agrandisse notre conception de la réalité physique à une taille presque inimaginable, il crée un sentiment de claustrophobie car il fixe la limite de nos connaissances et de notre capacité à acquérir des connaissances. Les théoriciens rêvent d’un monde sans volonté propre, décrit par des équations autosuffisantes. Notre objectif est de trouver une théorie logiquement complète, fortement contrainte par l’autosuffisance et ne prenant qu’une seule forme. Alors pour nous, qui ne savons même pas d’où ni pourquoi cette théorie est venue, sa structure n’aura pas l’air aléatoire. Toutes les constantes fondamentales de la nature viendront « des mathématiques, π et deux », comme le dit le physicien de Berkeley, Raphael Busso.

C'est l'attrait de la théorie de la relativité générale d'Einstein – la raison pour laquelle les physiciens du monde entier s'exclament pour son extraordinaire beauté immortelle. Les considérations de symétrie dictent si clairement les équations que la théorie semble inévitable. C’est exactement ce que nous souhaitions reproduire dans d’autres domaines de la physique. Et jusqu’à présent, nous n’avons pas réussi.

Depuis des décennies, les scientifiques recherchent les raisons physiques pour lesquelles les constantes fondamentales doivent prendre exactement les valeurs qu'elles prennent, mais aucune raison n'a encore été découverte. En général, si l'on utilise les théories existantes pour calculer les valeurs possibles de certains des paramètres connus, les résultats s'avèrent ridiculement éloignés des valeurs mesurées. Mais comment expliquer ces paramètres ? S’il n’existe qu’un seul univers, alors les paramètres qui le contrôlent doivent être investis d’une signification particulière. Soit le processus qui régit la sélection des paramètres est aléatoire, soit il répond à une certaine logique, voire à un objectif délibéré.

Aucune des deux options ne semble attrayante. Nous, les scientifiques, passons notre vie à chercher des lois parce que nous pensons que tout arrive pour une raison, même si elle nous est inconnue. Nous recherchons des modèles parce que nous croyons en un certain ordre dans l’univers, même si nous ne pouvons pas le voir. Le pur hasard ne rentre pas dans cette vision du monde.

Mais je ne veux pas non plus parler d’un plan raisonnable, car cela implique l’existence d’une force qui a précédé les lois de la nature. Ce pouvoir doit choisir et juger, ce qui, en l'absence d'une structure aussi claire, équilibrée et strictement limitée que, par exemple, le GTR, implique l'arbitraire. Il y a quelque chose de franchement insatisfaisant dans l’idée selon laquelle il pourrait y avoir plusieurs univers logiquement cohérents parmi lesquels un seul aurait été choisi. Si tel était le cas, alors, comme le dit le cosmologue Dennis Sciama, il faudrait penser qu’« il y a quelqu’un qui étudie une telle liste et dit : « Non, nous n’aurons pas un tel univers, et il n’y aura pas un tel univers ». Il n’y aura que celui-là.

Personnellement, cette option, avec toutes ses implications sur ce qui aurait pu être, me dérange. Diverses scènes me viennent à l'esprit : des enfants abandonnés dans un orphelinat d'un film oublié lorsque l'un d'eux est adopté ; les visages de personnes qui ont lutté fébrilement pour réaliser un rêve, mais ne l'ont pas réalisé ; fausses couches au premier trimestre. De telles choses, qui étaient presque nées, mais ne pouvaient pas, me tourmentaient. À moins d’une contrainte théorique qui exclut toutes les possibilités sauf une, le choix semble cruel et injuste.

Dans une création aussi soigneusement réglée, comment expliquer des souffrances inutiles ? Parce que ces questions philosophiques, éthiques et morales ne relèvent pas du domaine de la physique, la plupart des scientifiques évitent d’en discuter. Mais le prix Nobel Steven Weinberg s'est exprimé en leur nom : « Y a-t-il des traces d'un créateur généreux dans nos vies ? Chacun répondra à cette question par lui-même. Ma vie a été incroyablement heureuse. Mais j'ai quand même vu ma mère mourir douloureusement d'un cancer, la maladie d'Alzheimer détruire la personnalité de mon père et autant de cousins germains et germains être tués pendant l'Holocauste. Les signes de la présence d’un créateur bienveillant sont très bien cachés.

Face à la douleur, il est beaucoup plus facile d’accepter le hasard que l’ignorance insensible ou l’atrocité délibérée présente dans un univers méticuleusement conçu.

Le multivers a promis de nous distraire de ces terribles pensées, de nous offrir une troisième option qui surmonte le dilemme de l’explication.

Bien sûr, ce n’est pas pour cela que les physiciens ont inventé le multivers. Elle est apparue pour d'autres raisons. La théorie de l’inflation cosmique était censée expliquer la régularité à grande échelle et l’absence de courbure de l’Univers. "Nous cherchions une explication simple pour expliquer pourquoi l'Univers ressemble à une grosse boule", explique Andrei Linde, physicien à Stanford. « Nous ne savions pas que cette idée allait aboutir à quoi que ce soit. » Le fardeau était de comprendre que notre Big Bang n'était pas unique et qu'en fait, il devrait y avoir un nombre infini de telles explosions, dont chacune crée un espace-temps sans rapport avec le nôtre.

Puis vint la théorie des cordes. Aujourd’hui, c’est le meilleur candidat pour une théorie unifiée du tout. Non seulement elle réalise l’impossible – la réconciliation de la gravité et de la mécanique quantique – mais elle insiste simplement sur ce point. Mais pour un schéma qui réduit l'incroyable diversité de l'univers à un ensemble minimal d'éléments constitutifs, la théorie des cordes souffre d'un problème humiliant : nous ne savons pas comment déterminer les valeurs exactes des constantes fondamentales. Selon les estimations actuelles, il existe des possibilités potentielles – un nombre incommensurable pour lequel nous n’avons même pas de nom. La théorie des cordes recense toutes les formes que peuvent prendre les lois de la physique, et l’inflation permet de les réaliser. A la naissance de chaque nouvel univers, un jeu de cartes imaginaire est mélangé. La main distribuée détermine les lois qui régissent l'univers.

Le multivers explique comment les constantes des équations ont acquis leurs valeurs inhérentes sans impliquer de hasard ni de choix intelligent. S'il existe de nombreux univers dans lesquels toutes les lois possibles de la physique sont mises en œuvre, nous obtenons exactement ces valeursdans les mesures, car notre univers se situe exactement à cet endroit du paysage. Il n’y a pas d’explication plus profonde. Tous. C'est la réponse.

Mais tout en nous libérant de la vieille dichotomie, le multivers nous laisse dans un état de malaise. La question avec laquelle nous nous débattons depuis si longtemps n’a peut-être pas de réponse plus profonde que « c’est ainsi que les choses fonctionnent ». C’est peut-être le mieux que nous puissions faire, mais nous ne sommes pas habitués à de telles réponses. Il ne retire pas les couvertures et n'explique pas comment les choses fonctionnent. De plus, il brise le rêve des théoriciens en affirmant qu’une solution unique ne peut être trouvée parce qu’elle n’existe pas.

Certaines personnes n'aiment pas cette réponse, d'autres pensent qu'on ne peut pas appeler cela une réponse, et d'autres encore l'acceptent simplement.

Le lauréat du prix Nobel David Gross pense que le multivers « sent les anges ». Il dit qu’accepter le multivers équivaut à abandonner, à accepter que l’on ne comprendra jamais rien parce que tout ce que l’on observe peut être réduit à un « accident historique ». Son collègue lauréat du prix Nobel, Gerard ’t Hooft, se plaint de ne pas pouvoir accepter un scénario dans lequel il faut « essayer toutes les solutions jusqu’à ce que l’on trouve celle qui convient à notre monde ». Il déclare : « Les physiciens n'ont pas travaillé de cette façon dans le passé, et nous pouvons encore espérer que nous aurons de meilleures preuves à l'avenir. »

Le cosmologue de Princeton, Paul Steinhardt, appelle le multivers la « théorie de toute chose » car il permet tout et n'explique rien. « La théorie scientifique doit être sélective », dit-il. – Sa force réside dans le nombre de possibilités qu’il exclut. S’il inclut toutes les possibilités, alors il n’exclut rien et sa puissance est nulle. » Steinhardt a été l’un des premiers partisans de l’inflation jusqu’à ce qu’il se rende compte qu’elle conduit à un multivers et crée un espace de possibilités plutôt que de faire des prédictions spécifiques. Depuis, il est devenu l’un des critiques les plus virulents de l’inflation. Dans un récent épisode de Star Talk, il s’est présenté comme un champion des alternatives au multivers. « Pourquoi le multivers vous a-t-il autant dérangé ? - a plaisanté le présentateur. "Elle a détruit l'une de mes idées préférées", a répondu Steinhardt.

Les physiciens devaient faire face à la vérité, aux concepts absolus et aux prédictions. Soit les choses sont comme ça, soit elles ne sont pas comme ça. Les théories ne doivent pas être flexibles ou inclusives, elles doivent être restrictives, strictes, excluant les options. Quelle que soit la situation, vous voulez être en mesure de prédire le résultat probable – et idéalement le seul et inévitable. Le multivers ne nous donne rien de tel.

Les débats sur le multivers éclatent souvent en disputes bruyantes, les sceptiques accusant les partisans de l’idée de trahir la science. Mais il est important de comprendre que personne n’a choisi cet état de fait. Tout le monde veut un univers qui émerge organiquement de principes beaux et profonds. Mais d’après ce que nous savons, une telle chose n’existe pas dans notre univers. Elle est qui elle est.

Faut-il s’opposer à l’idée d’un multivers ? Doit-elle rester à l'écart ? Beaucoup de mes collègues tentent de le présenter sous un jour plus favorable. Logiquement parlant, il est plus facile de travailler avec un nombre infini d'univers qu'avec un seul : il y a moins de choses à expliquer. Comme l'a dit Sciama, le multivers "satisfait en quelque sorte le rasoir d'Occam dans la mesure où vous souhaitez minimiser le nombre de contraintes aléatoires que vous imposez à l'univers". Weinberg dit qu'une théorie exempte d'hypothèses arbitraires et qui n'a pas été « soigneusement modifiée pour s'adapter aux observations » est belle en soi. Il se peut que cette beauté soit similaire à la beauté de la thermodynamique, à la beauté statistique qui explique l’état d’un système macroscopique, mais pas chacune de ses composantes individuelles. "Lorsque vous recherchez de la beauté, vous ne pouvez pas être sûr de l'endroit où vous la trouverez ni du type de beauté que vous trouverez", explique Weisenberg.

Bien des fois, lorsque j'ai réfléchi à ces problèmes intellectuels complexes, mes pensées sont revenues à la simple et belle sagesse du Petit Prince d'Antoine de Saint-Exupéry, qui, croyant que sa rose bien-aimée était la seule pour tous les mondes, s'est retrouvé dans une roseraie. Dérouté par cette trahison et attristé par la perte d'importance - sa rose et lui-même - il pleure. Finalement, il se rend compte que sa rose est « plus importante que des centaines d’autres » car c’est la sienne.

Il n’y a peut-être rien de spécial dans notre Univers autre que le fait qu’il nous appartient. N'est-ce pas suffisant ? Même si toutes nos vies et tout ce que nous pouvons savoir s’avèrent insignifiants à l’échelle de l’espace, elles restent les nôtres. Il y a quelque chose de spécial dans l’ici et maintenant, le fait que quelque chose m’appartienne.

Plusieurs fois ces derniers mois, j'ai rejoué dans ma tête ma conversation avec Gian Giudice. J'ai trouvé confiance dans son calme face au grand nombre d'univers possibles et aux choix apparemment aléatoires que les nôtres faisaient. Peut-être que le multivers nous dit simplement que nous travaillons sur les mauvaises questions, dit-il. Peut-être, comme Kepler avec les orbites des planètes, essayons-nous de trouver une signification plus profonde aux nombres qu’ils n’existent.

Comme Kepler ne connaissait que l'existence du système solaire, il pensait que certaines informations importantes étaient cachées dans la forme des orbites des planètes et dans les distances qui les séparaient, mais il s'est avéré que ce n'était pas le cas. Ces valeurs n’étaient pas fondamentales, c’étaient simplement des données sur l’environnement. Cela a peut-être semblé regrettable à l’époque, mais du point de vue de GR, nous n’éprouvons plus de sentiment de perte. Nous avons une excellente explication de la gravité. C'est juste que dans cette explication les valeurs associées aux orbites des planètes ne sont pas des constantes fondamentales.

Peut-être, dit Giudice, le multivers implique-t-il quelque chose de similaire. Peut-être que nous devons abandonner ce à quoi nous nous accrochons. Peut-être devons-nous réfléchir plus largement, nous regrouper, changer les questions que nous posons à la nature. Selon lui, le multivers peut ouvrir « des possibilités extrêmement satisfaisantes, agréables et époustouflantes ».

De tous les arguments en faveur du multivers, celui-ci est mon préféré. Dans n’importe quel scénario, dans n’importe quel système physique, un nombre infini de questions peuvent être posées. Nous essayons de démêler un problème jusqu'à ses bases et de poser les questions les plus fondamentales, mais nos intuitions sont construites sur ce qui précède, et il est possible que nous construisions sur des paradigmes qui ne sont plus pertinents pour les nouveaux domaines que nous essayons d'aborder. étude.

Le multivers ressemble plus à une clé qu’à une porte fermée. De mon point de vue, le monde est devenu teinté d’espoir et rempli de possibilités. Ce n’est pas plus inutile qu’un belvédère rempli de roses.

En cosmologie, l’hypothèse selon laquelle notre Univers n’est pas unique en son genre est envisagée depuis longtemps. Il s'agit peut-être de l'un des nombreux univers qui composent ce qu'on appelle Multivers. Bien que cette hypothèse puisse être considérée comme relevant du domaine de la science-fiction, il existe une base assez solide indiquant sa validité. Nous proposons cinq arguments indiquant que nous vivons dans le Multivers.

1) L'un des modèles cosmologiques suppose ce qu'on appelle « inflation éternelle" L’inflation est l’expansion très rapide de l’Univers après le Big Bang. L'hypothèse de « l'inflation éternelle » a été proposée pour la première fois par un cosmologue de l'Université Tufts. Alexandre Vilenkine. Les scientifiques suggèrent que l'expansion inflationniste de l'Univers ne s'est arrêtée que dans certaines parties de l'espace (ces zones sont appelées régions thermalisées), mais dans certaines parties l'expansion se poursuit, de particulières « bulles d'inflation » naissent, dont chacune se développe en un véritable Univers :

La théorie inflationniste permet la formation de multiples univers filles qui naissent continuellement à partir des univers existants.

2) Dans le cadre de ce qu'on appelle théorie des branes(le terme « brane » vient du mot « membrane ») ou Théories M, les quatre dimensions spatiales sont délimitées par des murs tridimensionnels ou trois-branes. L’un de ces murs est l’espace de l’Univers dans lequel nous vivons, tandis qu’il existe d’autres branes de l’univers qui sont cachées à notre perception. Ils sont parallèles à notre brane et, dans certaines circonstances, ils sont attirés les uns vers les autres par gravité. Selon la théorie, lorsque les branes entrent en collision, une grande quantité d’énergie est libérée et ainsi les conditions du Big Bang se présentent :

(photo de wikimedia.org)

3)Interprétation de la mécanique quantique dans plusieurs mondes par Hugh Everett. Selon les concepts de la mécanique quantique, tout dans le monde des particules n'est décrit que de manière probabiliste. Everett a suggéré que tous les résultats d'un événement probable se réalisent toujours, mais que cela se produit dans différents univers. A chaque acte d'observation, mesure d'un objet quantique, l'observateur semble se diviser en plusieurs (vraisemblablement une infinité) versions correspondant à différents Univers. Cela peut s'expliquer clairement ainsi : si vous êtes à la croisée des chemins et que vous avez le choix d'aller à gauche ou à droite, l'Univers existant « donne naissance » à deux Univers filles supplémentaires : l'un dans lequel vous allez à droite et l'autre dans lequel vous allez à droite. tu vas à gauche :

4) Comme le montrent les recherches, l’espace de notre Univers est plat avec un haut degré de précision. Et si l'espace et le temps s'étendent indéfiniment, alors à un moment donné il doit y avoir une répétition, puisqu'il y a une certaine limite au nombre de combinaisons d'organisation des particules dans l'espace et le temps. En d’autres termes, l’infinité de l’espace et du temps suggère qu’une copie exacte de notre Univers existe quelque part :

L'espace et le temps s'étendent à l'infini, donc à un moment donné il doit y avoir une répétition de l'Univers.

5) Des univers avec des mathématiques différentes. Selon certains scientifiques, les lois fondamentales de l’Univers sont des lois mathématiques. Sur cette base, on peut supposer qu'il existe d'autres univers qui ont leurs propres structures mathématiques.

Le multivers est un paradoxe ! Il me semble que l'existence des Multivers ne doit pas être considérée, telle que présentée dans l'article, comme des opportunités de nouvelles découvertes, mais cette idée doit être acceptée comme un paradoxe des théories modernes qui indiquent l'incomplétude de nos connaissances. Et c'est pourquoi.
Le multivers contredit le principe d'Occam.À mon avis, l'idée du Multivers présente l'inconvénient suivant : l'existence de parallèles ne se manifeste physiquement d'aucune manière dans notre Univers, sauf dans les premières étapes de son évolution, par exemple, comme dans la théorie des branes, sinon cela entraînerait des violations de la loi sur la conservation. Cela signifie que nous sommes privés de moyens de vérifier expérimentalement cette hypothèse et que la seule solution qui nous reste est d’interpréter les faits d’observation à l’aide de modèles mathématiques ou, plus radicalement encore, d’élever les modèles mathématiques à l’absolu, comme le suggère Max Tegmark. En excluant ce dernier en raison d’une controverse évidente, il me semble que le Multivers, lors de l’interprétation des observations, est une entité supplémentaire qui, selon le principe d’Ockham, devrait être écartée.
Nous ne comprenons pas suffisamment la structure de notre Univers. Mais la situation actuelle de la cosmologie, selon mes propres sentiments, en tant qu'étudiant diplômé à l'Institut de cosmologie, est bien pire ! Presque aucun cosmologiste ne relie la construction de ses théories à l'analyse des observations. Les modèles mathématiques sont souvent construits en quantités sans dimension, de sorte que la signification physique est souvent cachée même au théoricien lui-même. L’analyse mathématique vient en premier et l’interprétation en dernier. De plus, de nombreux cosmologistes se contentent de l'interprétation du résultat en termes de leur physique mathématiquement construite. Par exemple, il est tout à fait normal de construire un Lagrangien dans un espace à 11 dimensions, et l'espace réel à trois dimensions n'est qu'un cas particulier qui est obtenu après compactification. Mais peu de gens font cette transition importante et, en fait, très difficile. La cosmologie en tant que science est très jeune et loin d’être parfaite dans ses méthodes, et le Multivers inflationniste indique que nous ne comprenons pas encore pleinement le mécanisme de l’inflation. De même, l’interprétation d’Everett est très probablement due à notre manque de compréhension de l’essence physique de la mécanique quantique.
« C’est formidable que nous soyons confrontés à un paradoxe. Maintenant, nous pouvons espérer avancer !, citant Niels Bohr dans Quel genre de malentendu découle des hypothèses sur les multivers ? Il devrait clairement y avoir une question ici : Pourquoi notre Univers est-il le seul et tel qu’il est ?", c'est-à-dire que les raisons du réglage fin de l'Univers ne sont pas encore claires. Dans l'article de Rosenthal dans Uspekhi Fiz. Nauk de 1980 sur les lois physiques et les valeurs numériques des constantes fondamentales, il est bien expliqué comment leur changement affectera notre Univers, et que ces valeurs sont peut-être uniques à la mise en œuvre de notre vie. L'une des tentatives pour expliquer ces valeurs est d'énumérer les combinaisons possibles avec le principe anthropique. Mais une telle explication, à mon avis, n'existe pas. satisfaisante, car une telle énumération n’est en aucune façon limitée et a peu de chances d’être réalisable.
Théorie unifiée d'un univers unifié. Il me semble plus raisonnable de créer une théorie unifiée dans un seul Univers qui expliquerait le choix de telles valeurs. Je pense que cette voie passe par la recherche de propriétés mathématiques générales qui peuvent avoir des conséquences physiques. Bien qu'elles ne puissent pas être clairement nommées, je donnerai à titre d'exemple la constante pi, qui a une signification mathématique claire, mais qui est également incluse dans les formules physiques. Un univers dans lequel pi serait différent aurait-il un sens ? Ici, on peut affirmer que le rapport entre la circonférence d'un cercle et son rayon change dans les espaces courbes, mais dans la limite infinitésimale, il tend toujours vers pi et si ce n'était pas le cas, alors l'espace perdrait probablement les propriétés de continuité, et physique les lois deviendraient imprévisibles.

Léonécrit :

A titre d'exemple, je donnerai la constante pi, qui a une signification mathématique claire, mais qui est incluse dans les formules physiques. Un univers dans lequel pi serait différent aurait-il un sens ? Ici, on peut affirmer que le rapport entre la circonférence d'un cercle et son rayon change dans les espaces courbes, mais dans la limite infinitésimale, il tend toujours vers pi et si ce n'était pas le cas, alors l'espace perdrait probablement les propriétés de continuité, et physique les lois deviendraient imprévisibles.

Cela m'intéresse aussi depuis longtemps - À mon avis - ce problème le plus profond, qui est directement lié aux principes fondamentaux de notre Monde. De plus, on peut aussi dire de « pi » que c'est une constante obtenue de l'expérience(grâce à une mesure de plus en plus précise de la circonférence d’une unité de diamètre). Mais "e" est un nombre, spéculatif dérivé du calcul différentiel. C'est-à-dire que la considération spéculative des idées de continuité, de sommation, de passage à la limite conduit à un nombre bien précis. Et peu importe qui argumente : un Européen, un Africain ou un Chinois, ou même, peut-être… un extraterrestre, il en arrivera au même. Pour moi, c'est à la limite du miracle. Et la confirmation que même les constructions spéculatives les plus abstraites sont liées au Monde, puisque nous (et notre cerveau) faisons partie du Monde. Et donc, en regardant à l’intérieur de nous-mêmes, nous pouvons parvenir à la connaissance des principes fondamentaux du monde extérieur (physique). C'est vrai, vous devez comprendre : quelles constructions spéculatives ont du sens ? Cela nécessite une intuition (physique) puissante.

Bien entendu, le nombre d’Euler est également une merveilleuse constante mathématique qui apparaît dans de nombreuses formules physiques.

Cependant, la signification du nombre « pi » m'est beaucoup plus claire (et historiquement, il est apparu plus tôt). Je développerai mon idée, comme dans la blague : « en temps de guerre, la valeur de « pi » atteint 4 », alors elle correspondra à la géométrie d'un échiquier, quand les plus petits éléments discrets du plan correspondent à des cellules carrées , et si vous définissez la métrique dessus avec la distance de Manhattan, alors un cercle unitaire décrit autour d'une cellule correspondra à ses 8 cellules voisines, c'est-à-dire que la circonférence sera égale à 8, donc pi est égal à 4. Dans le Dans l'espace d'une telle métrique, la physique peut être simulée à l'aide d'automates cellulaires, ce qui a été décrit dans le livre « New kind of science » de Stephen Wolfram . Cependant, les automates cellulaires présentent un inconvénient, puisque leur évolution est déterminée par leurs plus proches voisins, ils ne décrivent que des phénomènes locaux (comme la propagation des ondes) et, en principe, ils ne peuvent pas être utilisés pour décrire des phénomènes non locaux, comme l'intrication quantique.

Il ne s’agit que d’un cas particulier, mais il illustre que le nombre « pi » détermine la continuité de la géométrie (l’espace) de notre monde, sur la base de laquelle la physique moderne est construite, et que pi détermine donc la physique elle-même. D'autres valeurs de « pi » correspondent très probablement à des espaces discrets, dans lesquels il n'est pas encore clair s'il est possible de décrire adéquatement tous les phénomènes physiques. Si cela est impossible, alors tous ces espaces sont dans un certain sens défectueux et le seul physiquement possible est continu.

Ildus, bonjour. Bonne année!

Écrivez plus attentivement.

La géométrie d'un échiquier, lorsque les plus petits éléments discrets du plan correspondent à des cellules carrées et si vous y fixez une métrique avec la distance de Manhattan, alors le cercle unité décrit autour de la cellule correspondra à ses 8 cellules voisines, c'est-à-dire la longueur du cercle sera égale à 8, donc pi est égal à 4.

2) Nous devons définir les termes.

Si l'on considère un cercle comme le lieu géométrique de points équidistants d'un point donné, alors le cercle unité décrit autour d'une cellule ne correspondra pas à 8, mais seulement à 4 cellules voisines (est-nord-ouest-sud). Les quatre autres sont espacés du centre d'une distance de 2. Diamètre D=2, circonférence L=4. Par conséquent, pi=L/D=4/2=2.

Si vous définissez un cercle à votre manière, passant par 8 cellules voisines, alors le diamètre est D = 4, la circonférence est L = 8, pi = L/D = 8/4 = 2.

Bonjour, Vadim Vladimirovitch ! Bonne année à toi aussi! Merci d'avoir compris mon raisonnement et trouvé l'erreur. Désolé, le lien s'est vraiment avéré stupide, et en plus, j'ai confondu la distance de Manhattan et la distance de Chebyshev avec laquelle j'opérais.

La distance de Manhattan sur un échiquier entre les cases peut être décrite comme le nombre minimum de mouvements requis pour une tour, et la distance de Chebyshev est le nombre minimum de mouvements pour un roi. Dans ce dernier cas, pi est égal à 4 (8 cellules voisines forment un carré équidistant (c'est-à-dire un cercle unité), que l'on peut encercler continuellement avec un roi, et le diamètre du cercle unité est toujours égal à 2). Mais dans le premier, ce n'est plus si évident, 4 cellules voisines ne peuvent pas être contournées en continu à l'aide d'une tour, ici des déplacements vers le centre et vers l'arrière seront nécessaires, et donc la longueur du cercle unité est de 8, et pi est 4. Plus mathématiquement, les distances dans de tels cas sont mesurées par Lebesgue, alors la distance de Manhattan est une métrique sur L_1, et la distance de Chebyshev sur L_infinity.

Pour la physique, l'espace avec une métrique sur L_2 est important. Dans un monde sur un échiquier, où tous les objets se déplacent sur des distances entières et doivent d'une manière ou d'une autre être physiquement synchronisés les uns avec les autres, il devrait théoriquement être possible de définir leur méthode de mouvement conformément à la métrique, quelque chose comme les mouvements d'un chevalier (au moins le théorème de Fermat pour le cas 2 le permet, mais pour le cas 3 et supérieur, ce n'est pas le cas). Mais il m’est encore difficile de dire à quoi est égal pi dans ce cas.

Par souci d'échauffement mathématique, il est intéressant de considérer à quoi pi est égal en fonction du pavage du plan, quelqu'un a sûrement déjà étudié cette question ; Mais pour le plaisir, par exemple, on peut affirmer qu'avec la distance de Chebyshev sur une planche hexagonale, pi est égale à 3 et sur une planche triangulaire 1,5. Cependant, je suis enclin à croire que dans un espace discret, une réalité physique adéquate ne peut pas être décrite et obtenue au sens de « démiurge », ce ne sont donc que des jeux de mots mathématiques.

Pourquoi les nombres comme « pi » ou « e » sont-ils comme ça et aucun autre ?... Pour moi, c'est à la limite du miracle.

C'était toujours comme ça. Mais il existe aussi des nombres imaginaires, « perpendiculaires » "pi" et "e". Même négatif les nombres ont révolutionné les mathématiques.

ensemble: $$-e^(i\pi)=1$$

Paulineécrit :

Mais il existe aussi des nombres imaginaires, « perpendiculaires » "pi" et "e".

Oui, c'est quoi signification physique le fait que la fonction d'onde des microparticules est imaginaire, et que la probabilité de détecter une particule est proportionnelle au carré de son module ?

Paulineécrit :

La chose la plus étonnante pour moi c'est que ensemble les nombres spéculatifs se transforment en un nombre ordinaire - un : $$-e^(i\pi)=1$$

Vraiment une merveilleuse formule !

Je suis d'accord sur les 3 premières hypothèses. Mais on ne peut pas être d’accord avec 4, du moins du fait que tous les faits d’observation indiquent que l’Univers n’est pas infini. Environ 5...

Si nos connaissances actuelles, basées sur nos mathématiques, nous permettent, grosso modo, de décrire la présence d'autres univers, alors pourquoi y aurait-il des mathématiques différentes dans ceux-ci ?

Folkoécrit :

Environ 5... Si nos connaissances actuelles, basées sur nos mathématiques, nous permettent, grosso modo, de décrire la présence d'autres univers, alors pourquoi y aurait-il des mathématiques différentes en eux ?

Serioja ! Bonjour! Commentaire - quels faits parlent de la finitude de l'Univers et sous quelle forme ? En général, pour des raisons philosophiques, on peut affirmer que l'Univers (avec une majuscule) est fini. Mais sous quelle forme cette finitude se réalise, cela reste à comprendre.

Je n'ai aucun argument contre les hypothèses exprimées dans cet article... sauf que les jugements proposés ne sont pas des arguments, mais des hypothèses, c'est-à-dire des hypothèses qui n'ont pas encore de vérification expérimentale fiable. Et ce dernier est très important.

Les cinq hypothèses identifiées concernent différentes branches de la physique et, dans l’ensemble, se contredisent ou peuvent se contredire.

Par exemple, cinquième l'hypothèse contredit essentiellement la formulation de toutes les autres. Si les mathématiques sont différentes, alors de quoi pouvons-nous réellement parler dans le cadre des mathématiques que nous connaissons...

Deux premiers Ces hypothèses proviennent de l’arsenal de la cosmologie moderne et constituent l’une des options possibles pour de nombreuses hypothèses similaires.

Troisième L'hypothèse d'Everett visait à rationaliser ou à « expliquer » la signification des lois quantiques, mais il existe de nombreuses façons d'interpréter la théorie quantique. En revanche, les idées d’Everett n’ont aucun lien avec la relativité générale, sur laquelle reposent les deux premières hypothèses.

Quatrième L’hypothèse est totalement floue. Et enfin, il existe des hypothèses plus avancées qui peuvent compter sur une argumentation contrairement à celles présentées.

Par exemple, Théorie de Kaluza-Klein sur l'espace à cinq dimensions. Il n'y a qu'un seul problème. La théorie de Kaluza-Klein n'est pas aussi impressionnante que les idées d'Everett et repose sur des idées mathématiques difficiles à exprimer sous la forme d'énoncés compréhensibles par tous. Il y a donc encore très peu d’arguments, mais il y a beaucoup de confiance dans la complexité du monde…

zhvictormécrit :

Les jugements proposés ne sont pas des arguments, mais des hypothèses, c'est-à-dire des hypothèses qui n'ont pas encore de vérification expérimentale fiable.

Je suis d’accord, ce sont des exemples typiques de « science-fiction mathématique ». Par conséquent, j’ai soigneusement remplacé le mot « théorie » par le mot « hypothèse ». Mais le concept de « théorie M », qu’il est bien sûr plus correct d’appeler « hypothèse M », reste stable dans le vocabulaire scientifique moderne ? La « théorie inflationniste » est-elle une théorie ou une hypothèse ? Qu’en est-il de la théorie/hypothèse du Big Bang ? Bien entendu, ces derniers disposent d’arguments plus expérimentaux en leur faveur que les premiers. La question est - Où tracer la frontière entre hypothèse et théorie ? Peut-être vaut-il mieux utiliser le terme « modèle » plus neutre (par rapport aux arguments expérimentaux) ? Modèle inflationniste, modèle Big Bang, modèle superstring, etc.

zhvictormécrit :

La quatrième hypothèse est totalement floue.

Je ne l'ai pas bien comprise non plus. Et le cinquième aussi. Mais j’ai décidé de les laisser dans l’article, afin que nous puissions peut-être les découvrir ensemble.

zhvictormécrit :

Et enfin, il existe des hypothèses plus avancées qui peuvent compter sur une argumentation contrairement à celles présentées. Par exemple, la théorie de Kaluza-Klein de l'espace à cinq dimensions.

Le modèle Kaluza-Klein suppose-t-il plusieurs mondes ? Pour autant que je me souvienne, il introduit la 5ème dimension, qui est ensuite compactée à petite échelle (dans les versions ultérieures du modèle - pour Planckien tailles). Mais le Monde (Univers) dans ce modèle est singulier.

Oui, et surtout - Dans quelle mesure le modèle de Kaluza-Klein est-il confirmé par l’expérience ? Ou peut-être qu'il y a quelques autres critères(sauf confirmation expérimentale directe), qui nous permettent de considérer un certain modèle comme sérieux, digne d'attention et, à son tour, un argument en faveur de quelque chose ? Quels pourraient être ces critères ? Eh bien, par exemple, beautéthéories, ce qu'Einstein a écrit.

La « théorie inflationniste » est-elle une théorie ou une hypothèse ? Qu’en est-il de la théorie/hypothèse du Big Bang ?

Ces questions peuvent recevoir des réponses différentes selon le point de vue vers lequel vous penchez vous-même. Mais il existe encore des raisons de considérer que la théorie du Big Bang ou sa composante moderne, le modèle d’inflation, peuvent être considérées comme des théories. En règle générale, une théorie se distingue d'une hypothèse par l'élaboration approfondie de conséquences pour de nombreux phénomènes observables à la fois. Si la vérification de la validité des conclusions est difficile à un moment donné, alors la théorie peut être considérée comme hypothétique. La relativité générale peut encore être considérée comme une théorie hypothétique, car tout n’a pas été testé. Par exemple, les ondes gravitationnelles n’ont pas encore été découvertes. La théorie de l’inflation explique tout un tas de phénomènes observés dans diverses branches de la physique et de l’astrophysique. Par exemple, l'absence de monopôles et l'absence du début du Big Bang dans le ciel. Mais il n’est pas possible de le vérifier par des expériences directes, mais il contient des recettes pour construire des conclusions mathématiques à partir de faits indirects qui peuvent ou seront vérifiés.

...dans quelle mesure le modèle de Kaluza-Klein est-il confirmé par l'expérience ?

La théorie de Kaluza-Klein explique l'électromagnétisme par la présence de dimensions supplémentaires. Un seul suffit pour commencer. De plus, il est structuré de telle manière qu’il est cohérent avec la relativité générale. Sa validité est donc largement liée à la validité de ces théories. Mais bien entendu, il contient des affirmations qui n’ont pas encore été vérifiées. Cela concerne notamment l’existence de dimensions supplémentaires. Cependant, c'est précisément la nature organique de l'unification de la relativité générale et de la théorie de l'électromagnétisme qui peut être considérée comme un argument, même si elle pose également des problèmes à cet égard. Quant à la multiplicité des mondes, toute théorie contenant des dimensions supplémentaires admet inévitablement la présence de nombreux Univers. Les théories M sont bien développées d'un point de vue mathématique et de ce point de vue peuvent être considérées comme des théories hypothétiques ou des théories mathématiques. De plus, ils s’appuient sur la relativité générale ou ses généralisations, et utilisent parfois des théories comme celle de Kaluza-Klein. Dans l'article en discussion, sans raison particulière, cinq hypothèses sont mises en avant, qui ne sont pas très liées les unes aux autres, et surtout peu mises en avant par rapport à d'autres hypothèses et théories hypothétiques. Il est même difficile de comprendre quelles étaient les préférences du journaliste qui semble les avoir récupérées.

zhvictormécrit :

La théorie du Big Bang ou sa composante moderne, le modèle d’inflation, peuvent être considérées comme des théories. ... La relativité générale peut encore être considérée comme une théorie hypothétique, car tout n'a pas été testé.

Cela s'avère intéressant : théories Big Bang et inflation, qui basé sur des hypothèses OTO. Comment quelque chose qui est solidement établi peut-il être basé sur quelque chose qui ne l’est pas ?

zhvictormécrit :

D'abord . La situation se reproduit : « théorie Kalutsy-Klein, basé sur des hypothèses OTO."

Deuxième . Un principe intéressant émerge ici : la volonté de préserver (même appliquée dans une perspective nouvelle, mais tout en préservant) une certaine idée, une fois appliqué avec succès, il a ensuite résisté avec succès à l'épreuve du temps et de l'expérimentation. Dans ce cas, nous parlons l'idée de géométrisation de la matière et ses interactions, qui a été introduit avec succès en physique par Einstein dans sa Relativité Générale (bien que, bien sûr, il ait été précédemment exprimé par Clifford). À propos idées, eidos(selon Platon) mèmes(selon Dawkins) nous.

zhvictormécrit :

Quant à la multiplicité des mondes, toute théorie contenant des dimensions supplémentaires admet inévitablement la présence de nombreux Univers.

Cela n’est pas tout à fait clair pour moi concernant le modèle Kaluza-Klein. Espace-temps à 3 + 1 dimensions + 5ème dimension compactifiée constituent un univers(les notres). Où est le deuxième univers (et les autres) ?

zhvictormécrit :

C'est la nature organique de l'unification de la relativité générale et de la théorie de l'électromagnétisme qu'elle contient qui peut être considérée comme un argument...

C'est ce qui correspond à peu près à principe de beauté de la théorie d'Einstein: quand surgit une nouvelle idée-eidos-mème, à partir de laquelle, au niveau des théories, tout ce qui est ancien est soudainement organiquement et simplement (« magnifiquement ») uni et expliqué. C'est en effet un argument puissant, mais - purement spéculatif, sans rapport direct avec l'expérimentation. Ainsi, par exemple, Copernic était guidé par le désir simplifier Le système du Monde de Ptolémée, déjà envahi par les épicycles, les trims et les équants, mais en même temps donnant un très bon accord avec l'expérience. Similitude frappante de la situation avec le modèle standard moderne, qui donne un excellent accord avec l'expérience ! Et les idées-eidos du système ptolémaïque ont été maintenues : 1) géocentricité, c'est-à-dire l'emplacement de la Terre créée par Dieu au centre du monde et 2) l'idéalité du mouvement circulaire uniforme des corps célestes divins - planètes. Tous les « cloches et sifflets » du système de Ptolémée étaient subordonnés au désir de préserver ces eidos « fiables et éprouvés depuis des siècles ». Tout comme dans le modèle standard - oui l'idée de symétrie et sa rupture ultérieure et les efforts de la plupart des physiciens théoriciens de la seconde moitié du 20e siècle et du début du 21e siècle qui étudient les particules visent à préserver (même en appliquant d'un nouveau point de vue, tout en préservant) les idées-eidos, nées lors de la révolution physique du premier tiers du XXe siècle. L’idée de symétrie en fait partie (mais pas la seule bien sûr !). En conséquence, ces « cloches et sifflets » sont apparus qui ont abouti au modèle standard (symétries des particules, champs de jauge, mécanisme de Higgs, etc.) et plus loin - au modèle supersymétrie(des symétries existent déjà entre fermions et bosons). Et pendant Copernic, comme aujourd'hui, tout semblait aller bien... Les partisans du rôle de la science, en tant que servantes de la pratique, étaient ravis - selon les éphémérides des luminaires, calculées selon Ptolémée, il était possible de naviguer sereinement. expédie des marchandises aux quatre coins du monde. Seulement ici, un accroc... L'esprit curieux de Copernic (oh, ces « gars intelligents » !) était on ne sait pas ce que le physique ( ou, plus exactement, pour cette époque - sens divin) le fait que les planètes ne se déplacent pas le long de cercles géocentriques, mais le long d'épicycles, et même décalées vers des équants ? Et maintenant, cela devient de plus en plus flou - quelle est la signification physique supersymétries ou, par exemple, procédures de renormalisation, ou pourquoi il n'y a que 3 générations de leptons et de quarks, etc., etc. Sans parler de la question de la signification physique de la complexité et de la probabilité de la fonction psi... Copernic a proposé comme issue à cette situation nouvelle idée-eidos- l'héliocentricité et tout expliqué de manière organique et simple. Certes, avec la « correspondance à l’expérience », il ne s’en sortait pas bien : le système de Ptolémée donnait une bien plus grande précision aux éphémérides. Et tout cela parce que Copernic « n’a pas été à la hauteur » eidos d'ellipticité des orbites, qui n'a été découvert que par Kepler et expliqué par Newton. Ainsi, le modèle copernicien était, au mieux, une hypothèse, mais l'essentiel était nouveaux eidos(à proprement parler, pas tout à fait nouveau : les idées de Ptolémée et les idées de Copernic et les idées de Kepler viennent de l'Antiquité, mais elles ont été appliquées par ces chercheurs à un niveau plus élevé de spécificité et de développement).

Donc La physique des particules moderne n’a-t-elle pas besoin de nouvelles idées-eidos, et non d’une « expansion » sans fin des anciennes ?

Il y a! En fait, le sens de mon commentaire concernait exclusivement choix peu clair« arguments » – hypothèses concernant l’hypothèse de la pluralité des mondes.

J'ai cité comme exemple la théorie de Kaluza-Klein, qui peut compter sur l'argumentation de son existence dans une plus grande mesure que celles données dans l'article. Quant à la nature hypothétique du GTR et des théories associées, cette question est assez complexe et nécessite une discussion des problèmes sous la forme de quelques constructions mathématiques. De plus, je n'ai pas parlé de la fiabilité absolue de théories telles que la théorie du Big Bang (BBT) et le modèle cosmologique de l'inflation (CIM). Cependant, on peut supposer que même si le GTR est considérablement modifié, les principaux éléments du TBT et du MKI pourraient rester inchangés. Par exemple, les solutions de Friedman ont également un analogue classique : l'explosion d'un objet sphérique dans un espace plat. Par conséquent, toutes ces théories sont hypothétiques à un degré ou à un autre.

Quant à la théorie Kalutsy-Klein. Premièrement, la compactification n’est pas un attribut nécessaire de la théorie de Kaluza-Klein. La compactification a été introduite pour expliquer le fait que l'on n'observe pas de dimensions supplémentaires. L’idée de compactification n’est qu’une option. Deuxièmement, si l'espace observé est tridimensionnel et que l'espace général a la dimension n+1, alors n'importe quel nombre d'espaces tridimensionnels peuvent tenir dans cet espace ambiant. Par exemple, la compactification peut être multivaluée. Dans toute théorie multidimensionnelle, il y a place pour une pluralité de mondes. Troisièmement, la combinaison organique de la relativité générale et de l’électromagnétisme dans la théorie de Kaluza-Klein ne fournit qu’un argument en faveur de cette théorie, mais ne la rend pas vraie.

Maintenant à propos De quelles idées la physique moderne a-t-elle besoin ?. À tout moment, toute science a besoin d’idées fécondes capables d’expliquer au maximum les phénomènes observés. Vous pouvez appeler ces idées comme vous le souhaitez. Ce ne est pas important. À l'époque d'Aristote, l'idée des épicycles était une idée fructueuse, à l'époque de Kepler - la théorie des orbites elliptiques. Un peu plus tard, leur place fut prise par la mécanique céleste. Les idées de symétrie ont toujours été utiles, voire élevées au rang d’absolu. Par conséquent, la physique moderne a besoin de nouvelles idées, comme à toute autre époque.

Cependant, comme l'a dit Khoja Nasreddin, peu importe à quel point vous prononcez le mot sucre, Cela ne rendra pas votre bouche plus douce. Ces idées doivent être recherchées et testées, recherchées et testées... . Il n'y a tout simplement pas d'autres recettes que la grande idée du piquage scientifique. Si quelque chose peut être appliqué à partir de vieux bagages, alors ce n'est que du bonheur, et le conservatisme scientifique, s'il ne franchit pas une certaine limite, est utile dans le sens où il élimine les théories infondées. Malheureusement, cela n’est pas toujours confirmé en science et un certain nombre de théories ont attendu trop longtemps avant d’être utilisées. Eh bien, cela est déjà déterminé par la situation de la société et de la science dans son ensemble.

zhvictormécrit :

La physique moderne a besoin de nouvelles idées, comme à toute autre époque.

Cependant, comme l'a dit Khoja Nasreddin, peu importe combien vous prononcez le mot sucre, votre bouche ne deviendra pas plus douce. Ces idées doivent être recherchées et testées, recherchées et testées... . Il n'y a tout simplement pas d'autres recettes que la grande idée du piquage scientifique.

Je suis d'accord sur le sucre, mais la méthode de piquage scientifique (force brute) n'est, pour le moins, pas le moyen de recherche le plus efficace. Il est nécessaire d'étudier les schémas généraux de développement des connaissances physiques et de les suivre plus consciemment à la recherche de nouvelles idées fondamentales et efficaces. Cependant, c'est peut-être précisément ce qui se reflète dans la caractérisation du poke, comme scientifique?

Je voudrais exprimer mon opinion sur ce que la société, et donc nous, dans une certaine mesure, pouvons faire pour augmenter la probabilité de l'émergence de nouvelles idées et théories physiques fondamentales. Ce que nous pouvons faire (faire) ici et maintenant, et n'attendez pas qu'ils apparaissent au hasard.

zhvictormécrit :

Si quelque chose peut être appliqué à partir de vieux bagages, alors ce n'est que du bonheur, et le conservatisme scientifique, s'il ne franchit pas une certaine limite, est utile dans le sens où il élimine les théories infondées. Malheureusement, cela n’est pas toujours confirmé en science et un certain nombre de théories ont attendu trop longtemps avant d’être utilisées. Eh bien, cela est déjà déterminé par la situation de la société et de la science dans son ensemble.

L’univers dans lequel nous vivons n’est peut-être pas le seul.

Bien que ce concept puisse paraître surprenant, il repose sur une physique formidable. Et il n’existe pas qu’une seule façon de vérifier cela ; de nombreuses théories physiques conduisent indépendamment à cette conclusion. En fait, certains experts estiment que l’existence d’univers cachés est plus probable qu’improbable. Voici cinq des théories scientifiques les plus plausibles qui suggèrent que nous vivons dans un mégaunivers.

1. Univers mathématiques

Les scientifiques se demandent si les mathématiques sont simplement un outil utile pour décrire l’Univers, ou si les mathématiques elles-mêmes sont une réalité fondamentale – et nos observations de l’Univers ne sont que des représentations imparfaites de sa véritable nature mathématique. Si cette dernière hypothèse est vraie, alors il existe peut-être des invariants mathématiques de notre Univers.

Dans ces invariants structurels, se réalisent les lois de la logique mathématique, parfois différentes de la logique du Monde qui nous est familière.

"Une structure mathématique est quelque chose qui peut être décrit d'une manière qui dépend entièrement des connaissances humaines", explique Max Tegmark du Massachusetts Institute of Technology, qui a proposé l'idée. "Je crois sincèrement que cet univers existe, qu'il peut exister indépendamment de moi et qu'il continuera d'exister même s'il n'y a personne."

Autrement dit, ces invariants ne dépendent nullement de la présence de l’humanité, qui tente de les réaliser.

2. Univers filles

La théorie de la mécanique quantique, qui règne dans le monde des particules subatomiques, offre une autre voie pour que plusieurs univers puissent exister. La mécanique quantique décrit le monde en termes de probabilités plutôt que de résultats déterminés. Et les mathématiques de cette théorie suggèrent que tous les résultats possibles se produisent dans leurs propres univers distincts.

Par exemple, si vous atteignez une intersection où vous pouvez aller à droite ou à gauche, l'univers réel donne naissance à deux univers filles : celui dans lequel vous allez à gauche et celui dans lequel vous allez à droite, et il est impossible de les distinguer.

3. Univers parallèles

Une autre idée issue de la théorie des cordes concerne les univers parallèles qui flottent simplement juste au-delà de la portée du nôtre. L'idée vient de la possibilité de l'existence de plus de dimensions que dans notre monde. En plus de notre propre réalité tridimensionnelle de l’espace, d’autres réalités tridimensionnelles peuvent flotter dans l’espace multidimensionnel.

Le physicien Brian Greene de l'Université de Columbia le décrit ainsi : « Notre Univers n'est qu'un « bloc » parmi un grand nombre de « blocs » flottant dans l'espace multidimensionnel.

Certaines implications de cette théorie suggèrent que ces univers parallèles ne sont parfois pas toujours parallèles ni hors de portée. Parfois, ils peuvent s'écraser les uns sur les autres, provoquant des Big Bangs, qui provoquent la création de plus en plus de nouveaux univers.

4. Univers à bulles

Dans le monde scientifique, il existe d’autres théories sur le développement des univers, notamment la théorie de l’inflation chaotique.

Cette théorie suppose qu'après le Big Bang, l'Univers s'est dilaté comme un ballon gonflé et qu'une partie de celui-ci a réussi à prendre forme sous la forme d'une « bulle » de l'Univers qui nous est familière, qui a permis la formation d'étoiles.

Mais dans certaines parties de l'espace-temps, les processus se sont déroulés différemment et, par conséquent, de nombreux autres univers isolés se sont formés - sous la forme de "bulles" séparées, comme des bulles de savon soufflées - de différentes tailles, à différents stades de développement, avec leurs propres constantes et lois physiques.

Le concept a été proposé par le cosmologue Alexander Vilenkin, aujourd'hui à l'Université Tufts.

5. Univers infinis

Les scientifiques considèrent que la forme la plus probable de l’espace-temps est plate (par opposition à sphérique ou toroïdale).

Mais si l’espace-temps est infini et s’étend indéfiniment, alors à un moment donné, il doit commencer à se répéter, car il existe un nombre fini de façons dont les particules peuvent être disposées dans l’espace et dans le temps.

Donc, si vous allez assez loin, vous pourriez rencontrer une autre version de vous-même – et en fait, il en existe un nombre infini. Certains de ces jumeaux feront exactement ce que vous faites maintenant, tandis que d’autres porteront des pulls différents ce matin, et ils pourraient avoir des carrières et des modes de vie complètement différents.

Étant donné que l’Univers observable ne s’étend que 13,7 milliards d’années après le Big Bang (équivalent à une taille de 13,7 milliards d’années-lumière), l’espace-temps au-delà de cette frontière peut être considéré comme son propre Univers distinct. Ainsi, de nombreux univers existent les uns à côté des autres comme un patchwork géant d’univers.

Traduction

Face à la douleur, il est beaucoup plus facile d’accepter le hasard que l’ignorance insensible ou l’atrocité délibérée présente dans un univers méticuleusement conçu.

Le multivers a promis de nous distraire de ces terribles pensées, de nous offrir une troisième option qui surmonte le dilemme de l’explication.

Certaines personnes n'aiment pas cette réponse, d'autres pensent qu'on ne peut pas appeler cela une réponse, et d'autres encore l'acceptent simplement.

C'est intéressant: