casa → Il mondo dei microbi Cinque argomenti a favore dell'esistenza del Multiverso. Universi paralleli e teoria della pluralità dei mondi Molti universi

Cinque argomenti a favore dell'esistenza del Multiverso. Universi paralleli e teoria della pluralità dei mondi Molti universi

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L’universo in cui viviamo potrebbe non essere l’unico. In effetti, il nostro Universo può essere solo uno degli infiniti universi che formano un “multiverso”.
Alcuni esperti ritengono che l’esistenza di universi nascosti sia più probabile che no.

Ecco cinque delle teorie scientifiche più plausibili che suggeriscono che viviamo in un multiverso:

1. Universi infiniti

Gli scienziati non sono ancora sicuri della forma dello spaziotempo, ma molto probabilmente è piatto (invece che sferico o addirittura a forma di ciambella) e si estende indefinitamente. Ma se lo spaziotempo è infinito, allora ad un certo punto deve iniziare a ripetersi, perché esiste un numero finito di modi in cui le particelle possono essere disposte nello spazio e nel tempo.

Quindi, se potessi guardare abbastanza lontano, vedresti un'altra versione di te stesso: un numero infinito di versioni, in effetti. Alcuni di questi gemelli faranno esattamente quello che stai facendo tu adesso, mentre altri stamattina indosseranno un maglione diverso, e il terzo e il quarto avranno carriere e stili di vita completamente diversi.

Poiché si estende solo nella misura in cui la luce ha la possibilità di raggiungere 13,7 miliardi di anni dopo il Big Bang (13,7 miliardi di anni luce), lo spaziotempo oltre questa distanza può essere considerato un universo separato. Pertanto, molti universi esistono uno accanto all'altro in un gigantesco mosaico di universi.

Lo spazio-tempo può estendersi all’infinito. Se questo è vero, allora tutto nel nostro Universo è destinato a ripetersi prima o poi, creando un mosaico di infiniti universi.

2. Sottouniversi

La teoria della meccanica quantistica, che governa il minuscolo mondo delle particelle subatomiche, offre un altro modo per far sorgere più universi. La meccanica quantistica descrive il mondo in termini di probabilità, senza risultati concreti. E la matematica di questa teoria suggerisce che tutti i possibili risultati di una situazione si verificano nei rispettivi universi separati. Ad esempio, se raggiungi un bivio dove puoi andare a destra o a sinistra, l'universo dà vita a due universi figli: uno in cui vai a destra, l'altro in cui vai a sinistra.

“E in ogni Universo c’è una copia di te, come testimone dell’uno o dell’altro risultato. Pensare che la tua realtà sia l’unica realtà è sbagliato”.

– Scritto da Brian Randolph Green in Realtà nascosta.

3. Universo delle bolle

Oltre ai molteplici universi creati da uno spazio-tempo in espansione infinita, altri universi possono sorgere in connessione con la cosiddetta teoria dell’“inflazione eterna”. Il concetto di inflazione è che l’universo si espande rapidamente dopo il Big Bang, come un pallone che si gonfia. L’inflazione eterna, proposta per la prima volta dal cosmologo Alexander Vilenkin della Tufts University, suggerisce che parti dello spazio smettono di gonfiarsi mentre altre regioni continuano a gonfiarsi, dando così origine a molti “universi-bolla” isolati.

Così il nostro universo, dove l’inflazione è finita, permettendo la formazione di stelle e galassie, è solo una piccola bolla in un vasto mare di spazio, parte del quale si sta ancora gonfiando, e che contiene molte altre bolle, come il nostro Universo. E in alcuni di questi universi-bolla, le leggi della fisica e le costanti fondamentali potrebbero essere diverse dalle nostre, rendendo alcuni universi luoghi davvero strani.

4. Universi matematici

Gli scienziati discutono se la matematica sia semplicemente uno strumento utile per la matematica, o se la matematica stessa sia una realtà fondamentale e le nostre osservazioni dell’universo siano semplicemente una percezione imperfetta della sua vera natura matematica. Se è vero quest’ultimo caso, allora forse la particolare struttura matematica che costituisce il nostro universo non è l’unica scelta, e in effetti tutte le possibili strutture matematiche esistono come universi separati.

"Una struttura matematica è qualcosa che può essere descritto in modo tale da dipendere interamente dal bagaglio umano", ha affermato Max Tegmark del Massachusetts Institute of Technology, che ha proposto l'idea apparentemente folle.

"Credo davvero che questo Universo esistente possa esistere indipendentemente da me e continuerà ad esistere anche se non ci fossero persone."

5. Universi paralleli

Un’altra idea che emerge dalla teoria delle stringhe è il concetto di “braneworlds” – universi paralleli che fluttuano oltre la nostra portata, proposto da Paul Steinhardt dell’Università di Princeton e Neil Turok del Perimeter Institute for Theoretical Physics in Ontario, Canada. L'idea nasce dalla possibilità di molte altre dimensioni nel nostro mondo oltre allo spazio tridimensionale e al tempo che conosciamo. Oltre al nostro spazio branico 3D, altre brane 3D possono fluttuare nello spazio dimensionale superiore.

Traduzione

Cosa ne pensi del multiverso? La domanda non era del tutto inaspettata per la nostra conferenza improvvisata a tavola, ma mi colse di sorpresa. Non è che non mi sia mai stato chiesto del multiverso prima, ma spiegare un costrutto teorico è una cosa, ma spiegare i miei sentimenti al riguardo è un'altra. Posso esprimere tutti gli argomenti standard e le grandi domande sul multiverso, posso navigare tra i fatti e i dettagli tecnici, ma mi perdo nei risultati.

I fisici non sono abituati a parlare di come si sentono riguardo a qualcosa. Siamo per una conoscenza solida, valutazioni quantitative ed esperimenti. Ma anche la migliore analisi imparziale inizia solo dopo aver deciso la strada da percorrere. In un campo nascente, di solito c'è una scelta di possibilità, ognuna delle quali ha i suoi meriti, e spesso ne scegliamo una istintivamente. Questa scelta è determinata dal ragionamento emotivo piuttosto che dalla logica. La posizione in cui ti identifichi è, come dice Leonard Susskind, fisico dell’Università di Stanford, “più che semplici fatti scientifici e principi filosofici. Questa è una questione di buon gusto nella scienza. E, come tutte le dispute sui gusti, c’entrano anche i sentimenti estetici”.

Io stesso studio la teoria delle stringhe e una delle sue caratteristiche è la possibilità dell'esistenza di molte versioni logicamente coerenti di universi diversi dal nostro. Il processo che ha creato il nostro Universo può crearne altri, portando ad un numero infinito di universi dove accade tutto ciò che può accadere. La sequenza dei ragionamenti parte da un luogo a me familiare, e posso seguire i ghirigori che fanno le equazioni nella loro danza sulla pagina che porta a questa conclusione, ma anche se immagino il multiverso come un costrutto matematico, non posso credere che improvvisamente usciranno dalle aree della teoria e si manifesteranno nella realtà. Come posso fingere di non avere problemi con le infinite copie di me stesso che vanno in giro in mondi paralleli, prendendo decisioni simili e diverse dalle mie?

Non sono l'unico ad essere ambivalente. Il dibattito sul multiverso è stato acceso e rimane fonte di controversia tra i più eminenti scienziati del nostro tempo. Il dibattito sul multiverso non riguarda solo la discussione dei dettagli di una teoria. È una lotta sull'identità e sui risultati, su cosa costituisce una spiegazione, cosa costituisce una prova, come definiamo la scienza e se tutto ha senso.

Ogni volta che parlo del multiverso, ho una risposta a una delle domande che inevitabilmente sorge. Sia che viviamo in un universo o in un multiverso, queste classificazioni si riferiscono a scale che vanno oltre l’immaginazione. Indipendentemente dal risultato, la vita intorno a noi non cambierà. Allora qual è la differenza?

C’è una differenza perché dove siamo influenza chi siamo. Luoghi diversi portano a reazioni diverse, da cui nascono possibilità diverse. Un oggetto può apparire diverso su sfondi diversi. Siamo definiti dagli spazi che abitiamo in molti più modi di quanto pensiamo. L’universo è il limite dell’espansione. Contiene tutti i luoghi dell'azione, tutti i contesti in cui possiamo immaginare di essere. Rappresenta la somma totale delle possibilità, la gamma completa di tutto ciò che possiamo essere.

La misurazione ha senso solo in un quadro di riferimento. I numeri sono ovviamente astratti finché non vengono loro assegnate unità di misura, ma anche definizioni vaghe come “troppo lontano”, “troppo piccolo”, “troppo strano” implicano una sorta di sistema di coordinate. Troppo lontano implica un punto di riferimento. Troppo piccolo si riferisce alla scala. Troppo strano implica il contesto. A differenza delle unità di misura sempre annunciate, il quadro di riferimento per le ipotesi è raramente definito, ma i valori assegnati alle cose – oggetti, fenomeni, esperienze – sono comunque calibrati lungo questi assi invisibili.

Se scoprissimo che tutto ciò che sappiamo e possiamo sapere si trova in una sola tasca del multiverso, l’intera base su cui abbiamo posto la nostra griglia di coordinate si sposterà. Le osservazioni non cambieranno, ma le conclusioni sì. La presenza di altri universi a bolle potrebbe non influenzare le misurazioni che effettuiamo, ma potrebbe influenzare il modo in cui le interpretiamo.

La prima cosa che ti colpisce del multiverso è la sua vastità. È più grande di qualsiasi cosa l'umanità abbia mai affrontato: tale esaltazione è implicita nel nome stesso. Sarebbe comprensibile se la reazione emotiva al multiverso provenisse da un senso di eufemismo personale. Ma la dimensione del multiverso è probabilmente la meno controversa delle sue proprietà.

Jean Giudice, capo dei teorici del CERN, parla a nome dei fisici quando sostiene che semplicemente guardare il cielo schiarisce le nostre menti. Immaginiamo già la nostra scala. Se il multiverso esiste, allora, dice, “il problema tra me e la vastità dell’universo non cambierà”. Molti sono addirittura rassicurati da questa prospettiva cosmica. Rispetto all'universo, tutti i nostri problemi e i drammi della vita sono così ridotti che "niente di ciò che accade qui ha importanza", afferma il fisico e autore Lawrence Krauss. "Lo trovo molto confortante."

Dalle splendide fotografie scattate dal telescopio. Hubble, prima delle poesie di Octavio Paz sulla "vasta notte" e della "canzone galattica" dei Monty Python, c'era un romanticismo associato alla nostra scala lillipuziana. Ad un certo punto della nostra storia, abbiamo fatto i conti con la nostra infinita piccolezza.

È a causa della nostra paura delle dimensioni che siamo così riluttanti ad accettare il concetto di multiverso, compresi mondi al di fuori del nostro campo visivo, e condannati a esistere lì? Questa è, ovviamente, una lamentela molto comune che sento dai miei colleghi. Il fisico sudafricano George Ellis, che si oppone fermamente al multiverso, e il cosmologo britannico Bernard Carr, che ne è altrettanto fortemente a favore, hanno discusso questi temi in diverse conversazioni affascinanti. Carr ritiene che il loro punto di divergenza riguardi “quali proprietà della scienza dovrebbero essere considerate sacrosante”. Il solito indicatore sono gli esperimenti. Le osservazioni comparative sono un sostituto accettabile. Gli astronomi non sono in grado di controllare le galassie, ma ne osservano milioni, in forme e stati diversi. Nessuno dei due metodi è adatto al multiverso. Si colloca dunque al di fuori del campo scientifico?

Susskind, uno dei padri della teoria delle stringhe, ci dà speranza. Nella scienza empirica esiste un terzo approccio: trarre conclusioni su oggetti e fenomeni invisibili da ciò che siamo in grado di vedere. Basti prendere ad esempio le particelle subatomiche. I quark sono legati per sempre ai protoni, ai neutroni e alle altre particelle costituenti. “Sono nascosti dietro il sipario, per così dire”, dice Susskind, “ma ora, anche se non abbiamo visto un solo quark isolato, nessuno metterà seriamente in dubbio la validità della teoria dei quark. Questo è parte del fondamento della fisica moderna."

Poiché l’Universo si espande a un ritmo accelerato, le galassie attualmente all’orizzonte del campo visivo presto scompariranno al di là di esso. Non crediamo che scompariranno nell'oblio, così come non crediamo che la nave si disintegrerà, scomparendo all'orizzonte. Se le galassie che conosciamo possono esistere in regioni lontane oltre il nostro campo visivo, chi può dire che non possa esserci anche qualcos'altro là fuori? Cose che non abbiamo mai visto e non vedremo mai? Una volta che riconosciamo la possibilità che esistano regioni al di fuori della nostra comprensione, le conseguenze crescono in modo esponenziale. L'astronomo britannico Royal Martin Rees paragona questa linea di ragionamento alla terapia avversiva. Quando accetti l'esistenza di galassie oltre il nostro orizzonte attuale, "inizi con un piccolo ragno molto lontano", ma prima che tu te ne accorga, ti arrendi alla possibilità di un multiverso popolato da infiniti mondi, forse molto diversi da il tuo - cioè "troverai una tarantola che ti striscia addosso".

L'incapacità di controllare direttamente gli oggetti non è mai stata il mio criterio personale per determinare l'idoneità di una teoria fisica. Se c'è una cosa che mi preoccupa del multiverso, sono sicuro che non ha nulla a che fare con questo.

Il multiverso sfida un altro concetto a noi caro: l’unicità. Potrebbe essere questo a causare i problemi? Come spiega il cosmologo Alexander Vilenkin, non importa quanto sia grande la regione osservata, purché sia finita, può trovarsi in un numero finito di stati quantistici. E la descrizione di questi stati determina in modo univoco il contenuto della regione. Se esiste un numero infinito di queste regioni, lo stesso stato verrà sicuramente riprodotto altrove. Anche le nostre parole verranno riprodotte accuratamente. Poiché il processo continua all'infinito, ci saranno anche un numero infinito di nostre copie.

"La presenza di queste copie mi deprime", dice Vilenkin. – La nostra civiltà ha molte caratteristiche negative, ma almeno potremmo dichiarare la sua unicità – come opera d’arte. E adesso non possiamo dire neanche questo”. Capisco cosa intende. Questo preoccupa anche me, ma non sono sicuro che questo particolare pensiero sia alla base della mia insoddisfazione. Come dice malinconicamente Vilenkin: “Non sono abbastanza arrogante da dire alla realtà come dovrebbe essere”.

Il mistero principale del dibattito risiede nella strana ironia. Sebbene il multiverso ingrandisca il nostro concetto di realtà fisica fino a raggiungere dimensioni quasi inimmaginabili, crea una sensazione di claustrofobia perché traccia il limite della nostra conoscenza e della nostra capacità di acquisire conoscenza. I teorici sognano un mondo senza volontà personale, descritto da equazioni autosufficienti. Il nostro obiettivo è trovare una teoria logicamente completa, altamente vincolata dall’autosufficienza e che assuma una sola forma. Quindi per noi, che non sappiamo nemmeno da dove e perché provenga questa teoria, la sua struttura non sembrerà casuale. Tutte le costanti fondamentali della natura deriveranno "dalla matematica, dal π e dai due", come dice il fisico di Berkeley Raphael Busso.

Questo è il fascino della Teoria della Relatività Generale di Einstein, il motivo per cui i fisici di tutto il mondo esclamano per la sua straordinaria bellezza immortale. Considerazioni di simmetria dettano le equazioni in modo così chiaro che la teoria sembra inevitabile. Questo è esattamente ciò che volevamo replicare in altri settori della fisica. E finora non ci siamo riusciti.

Per decenni gli scienziati hanno cercato le ragioni fisiche per cui le costanti fondamentali devono assumere esattamente i valori che assumono, ma finora non è stata scoperta una sola ragione. In generale, se utilizziamo le teorie esistenti per calcolare i possibili valori di alcuni parametri noti, i risultati risultano ridicolmente lontani dai valori misurati. Ma come spiegare questi parametri? Se esiste un solo universo, allora i parametri che lo controllano devono essere investiti di un significato speciale. O il processo che governa la selezione dei parametri è casuale, oppure c'è una logica, o addirittura uno scopo deliberato.

Nessuna delle due opzioni sembra attraente. Noi scienziati passiamo la vita alla ricerca di leggi perché crediamo che tutto accada per una ragione, anche se a noi sconosciuta. Cerchiamo schemi perché crediamo in un qualche ordine nell'universo, anche se non possiamo vederlo. Il puro caso non rientra in questa visione del mondo.

Ma non voglio nemmeno parlare di un piano ragionevole, perché ciò implica l’esistenza di una forza che ha preceduto le leggi della natura. Questo potere deve scegliere e giudicare, il che, in assenza di una struttura chiara, equilibrata e strettamente limitata come, ad esempio, GTR, implica arbitrarietà. C’è qualcosa di francamente insoddisfacente nell’idea che possano esistere diversi universi logicamente coerenti dei quali ne sia stato scelto solo uno. Se così fosse, allora, come dice il cosmologo Dennis Sciama, si dovrebbe pensare che “c’è qualcuno che studia una lista del genere e dice: “No, non avremo un universo del genere, e non ci sarà un universo del genere. Ci sarà solo questo."

Personalmente questa opzione, con tutte le sue implicazioni su ciò che avrebbe potuto essere, mi sconvolge. Mi vengono in mente varie scene: bambini abbandonati in un orfanotrofio da qualche film dimenticato quando uno di loro viene adottato; i volti di persone che hanno lottato febbrilmente per un sogno, ma non lo hanno realizzato; aborti spontanei nel primo trimestre. Queste cose, che erano quasi nate, ma non potevano, mi tormentavano. A meno che non vi sia un vincolo teorico che escluda tutte le possibilità tranne una, la scelta sembra crudele e ingiusta.

In una creazione così attentamente sintonizzata, come spieghi la sofferenza inutile? Poiché queste questioni filosofiche, etiche e morali esulano dal campo della fisica, la maggior parte degli scienziati evita di discuterne. Ma a loro nome ha parlato il premio Nobel Steven Weinberg: “Ci sono tracce di un creatore generoso nelle nostre vite? Ognuno risponderà da solo a questa domanda? La mia vita è stata sorprendentemente felice. Tuttavia, ho visto mia madre morire dolorosamente di cancro, mentre il morbo di Alzheimer distruggeva la personalità di mio padre e altrettanti cugini di primo e secondo grado furono uccisi durante l'Olocausto. I segni della presenza di un creatore benevolo sono molto ben nascosti”.

Di fronte al dolore, è molto più facile accettare la casualità piuttosto che l’insensibile ignoranza o l’atrocità deliberata presente in un universo meticolosamente progettato.

Il multiverso ha promesso di distrarci da questi terribili pensieri, di darci una terza opzione che superi il dilemma della spiegazione.

Naturalmente, non è questo il motivo per cui i fisici hanno inventato il multiverso. È apparsa per altri motivi. La teoria dell'inflazione cosmica avrebbe dovuto spiegare la levigatezza su larga scala e la mancanza di curvatura dell'Universo. "Stavamo cercando una spiegazione semplice del motivo per cui l'Universo assomiglia a una grande palla", afferma il fisico di Stanford Andrei Linde. “Non sapevamo che da questa idea sarebbe venuto fuori qualcosa”. Il peso era la comprensione che il nostro Big Bang non era unico e che, in effetti, dovrebbero esserci un numero infinito di tali esplosioni, ognuna delle quali crea spazio-tempo non connesso al nostro.

Poi venne la teoria delle stringhe. Oggi questo è il miglior candidato per una teoria unificata del tutto. Non solo raggiunge l'impossibile - la conciliazione tra gravità e meccanica quantistica - ma semplicemente insiste su questo. Ma per uno schema che riduce l’incredibile diversità dell’universo a un insieme minimo di elementi costitutivi, la teoria delle stringhe soffre di un problema umiliante: non sappiamo come determinare i valori esatti delle costanti fondamentali. Secondo le stime attuali, ci sono potenziali possibilità: un numero incommensurabilmente enorme di cui non abbiamo nemmeno un nome. La teoria delle stringhe elenca tutte le forme che possono assumere le leggi della fisica, e l’inflazione permette di realizzarle. Con la nascita di ogni nuovo universo, viene mescolato un mazzo immaginario di carte. La mano distribuita determina le leggi che governano l'universo.

Il multiverso spiega come le costanti nelle equazioni abbiano acquisito i loro valori intrinseci senza implicare casualità o scelta intelligente. Se ci sono molti universi in cui sono implementate tutte le possibili leggi della fisica, otteniamo esattamente questi valori nelle misurazioni, perché il nostro universo si trova esattamente in questo punto del paesaggio. Non esiste una spiegazione più profonda. Tutto. Questa è la risposta.

Ma mentre ci libera dalla vecchia dicotomia, il multiverso ci lascia in uno stato di disagio. La domanda con cui ci dibattiamo da così tanto tempo potrebbe non avere una risposta più profonda di "è così che funzionano le cose". Forse questo è il massimo che possiamo fare, ma non siamo abituati a risposte del genere. Non toglie le coperte e non spiega come funzionano le cose. Inoltre, infrange il sogno dei teorici sostenendo che non è possibile trovare una soluzione unica perché non esiste.

Ad alcune persone non piace questa risposta, altri pensano che non possa essere definita una risposta e altri semplicemente la accettano.

Il premio Nobel David Gross ritiene che il multiverso “profumi di angeli”. Dice che accettare il multiverso è come arrendersi, accettare che non capirai mai nulla perché tutto ciò che osservi può essere ridotto a un “incidente storico”. Il suo collega premio Nobel, Gerard ’t Hooft, si lamenta di non poter accettare uno scenario in cui si devono “provare tutte le soluzioni finché non si trova quella che si adatta al nostro mondo”. Dice: "I fisici non hanno lavorato in questo modo in passato, e possiamo ancora sperare di avere prove migliori in futuro."

Il cosmologo di Princeton Paul Steinhardt chiama il multiverso la “teoria qualunque” perché ammette tutto e non spiega nulla. “La teoria scientifica deve essere selettiva”, afferma. – La sua forza sta nel numero di possibilità che esclude. Se include tutte le possibilità, non esclude nulla e il suo potere è zero”. Steinhardt fu uno dei primi sostenitori dell’inflazione finché non si rese conto che essa porta a un multiverso e crea uno spazio di possibilità invece di fare previsioni specifiche. Da allora, è diventato uno dei critici più accesi dell’inflazione. In un recente episodio di Star Talk, si è presentato come un paladino delle alternative al multiverso. “Perché il multiverso ti ha disturbato così tanto? - ha scherzato il presentatore. "Ha distrutto una delle mie idee preferite", ha risposto Steinhardt.

I fisici dovevano fare i conti con la verità, i concetti assoluti e le previsioni. O le cose stanno così oppure non stanno così. Le teorie non dovrebbero essere flessibili o inclusive, dovrebbero essere restrittive, rigorose, escludendo opzioni. Per qualsiasi situazione, vuoi essere in grado di prevedere il probabile - e idealmente, l'unico e inevitabile - risultato. Il multiverso non ci offre nulla del genere.

I dibattiti sul multiverso spesso sfociano in discussioni aspre, con gli scettici che accusano i sostenitori dell’idea di tradire la scienza. Ma è importante rendersi conto che nessuno ha scelto questo stato di cose. Tutti vogliono un universo che emerga organicamente da principi belli e profondi. Ma da quello che sappiamo, non esiste nulla del genere nel nostro universo. Lei è quello che è.

Dovremmo discutere contro l’idea di un multiverso? Dovrebbe restare in disparte? Molti dei miei colleghi stanno cercando di presentarlo sotto una luce più favorevole. Logicamente parlando, è più facile lavorare con un numero infinito di universi che con uno solo: ci sono meno cose da spiegare. Come ha detto Sciama, il multiverso "soddisfa in un certo senso il rasoio di Occam nel senso che vuoi ridurre al minimo il numero di vincoli casuali che imposti all'universo". Weinberg afferma che una teoria che sia priva di presupposti arbitrari e che non sia stata "attentamente modificata per adattarsi alle osservazioni" è bella di per sé. Può darsi che questa bellezza sia simile alla bellezza della termodinamica, alla bellezza statistica che spiega lo stato di un sistema macroscopico, ma non ciascuno dei suoi singoli componenti. "Quando cerchi la bellezza, non puoi essere sicuro di dove la troverai o che tipo di bellezza troverai", dice Weisenberg.

Molte volte, riflettendo su questi complessi problemi intellettuali, i miei pensieri sono tornati alla saggezza semplice e bella del Piccolo Principe di Antoine de Saint-Exupéry, che, credendo che la sua amata rosa fosse l'unica per tutti i mondi, si ritrovò in un roseto. Confuso da questo tradimento e rattristato dalla perdita di importanza - la sua rosa e se stesso - piange. Alla fine si rende conto che la sua rosa è “più importante di centinaia di altre” perché è sua.

Potrebbe non esserci nulla di speciale nel nostro Universo oltre al fatto che è nostro. Non è abbastanza? Anche se tutte le nostre vite e tutto ciò che possiamo conoscere risultano insignificanti sulla scala dello spazio, restano comunque nostre. C'è qualcosa di speciale nel qui e ora, il fatto che qualcosa sia mio.

Più volte in questi mesi ho rievocato nella mia mente la mia conversazione con Gian Giudice. Ho trovato fiducia nella sua calma riguardo al vasto numero di universi possibili e alle scelte apparentemente casuali che i nostri hanno fatto. Forse il multiverso ci sta semplicemente dicendo che stiamo lavorando sulle domande sbagliate, dice. Forse, come Keplero con le orbite dei pianeti, stiamo cercando di trovare nei numeri un significato più profondo di quello che c'è.

Poiché Keplero conosceva solo l'esistenza del sistema solare, credeva che alcune informazioni importanti fossero nascoste nella forma delle orbite dei pianeti e nelle distanze tra loro, ma si scoprì che non era così. Questi valori non erano fondamentali, erano semplicemente dati sull’ambiente. All’epoca ciò poteva sembrare un peccato, ma dal punto di vista di GR non proviamo più un senso di perdita. Abbiamo un’ottima spiegazione per la gravità. È solo che in questa spiegazione i valori associati alle orbite dei pianeti non sono costanti fondamentali.

Forse, dice Giudice, il multiverso implica qualcosa di simile. Forse dobbiamo rinunciare a ciò a cui ci aggrappiamo. Forse dobbiamo pensare in modo più ampio, riorganizzarci, cambiare le domande che poniamo alla natura. Secondo lui, il multiverso può aprire "possibilità estremamente soddisfacenti, divertenti e in grado di espandere gli occhi".

Di tutti gli argomenti a favore del multiverso, questo è il mio preferito. In qualsiasi scenario, in qualsiasi sistema fisico, è possibile porre un numero infinito di domande. Cerchiamo di districare un problema fino alle sue basi e di porre le domande più basilari, ma le nostre intuizioni si basano su ciò che è venuto prima, ed è possibile che stiamo costruendo su paradigmi che non sono più rilevanti per le nuove aree che stiamo cercando di affrontare. studio.

Il multiverso è più simile a una chiave che a una porta chiusa. Dal mio punto di vista, il mondo si è tinto di speranza e si è riempito di possibilità. Non è più dispendioso di un gazebo pieno di rose.

In cosmologia, l'ipotesi che il nostro Universo non sia l'unico nel suo genere è stata a lungo considerata. Potrebbe essere uno dei tanti universi che compongono il cosiddetto Multiverso. Sebbene questa ipotesi possa essere considerata qualcosa di fantascientifico, esiste una base abbastanza solida che ne indica la validità. Offriamo cinque argomenti che indicano che viviamo nel Multiverso.

1) Uno dei modelli cosmologici presuppone il cosiddetto “ inflazione eterna" L’inflazione è la rapidissima espansione dell’Universo dopo il Big Bang. L'ipotesi dell'"inflazione eterna" fu proposta per la prima volta da un cosmologo della Tufts University. Aleksandr Vilenkin. Gli scienziati suggeriscono che l’espansione inflazionistica dell’Universo si è fermata solo in alcune parti dello spazio (queste aree sono chiamate regioni termalizzate), ma in alcune parti l’espansione continua, nascono peculiari “bolle di inflazione”, ognuna delle quali si sviluppa in un vero e proprio Universo:

La teoria inflazionistica consente la formazione di molteplici universi figli che si sviluppano continuamente da quelli esistenti

2) Nell'ambito del cosiddetto teoria delle brane(il termine "brana" deriva dalla parola "membrana") o Teorie M, le quattro dimensioni spaziali sono delimitate da pareti tridimensionali o tre brane. Uno di questi muri è lo spazio dell'Universo in cui viviamo, mentre ci sono altre brane dell'universo che sono nascoste alla nostra percezione. Sono paralleli alla nostra brana e, in determinate circostanze, sono attratti l'uno dall'altro dalla gravità. Secondo la teoria, quando le brane si scontrano, viene rilasciata una grande quantità di energia e si creano così le condizioni per il Big Bang:

(immagine da wikimedia.org)

3)Interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica di Hugh Everett. Secondo i concetti della meccanica quantistica, tutto nel mondo delle particelle è descritto solo probabilisticamente. Everett ha suggerito che tutti i risultati di un evento probabile si realizzano sempre, ma ciò accade in Universi diversi. Con ogni atto di osservazione, misurazione di un oggetto quantistico, l'osservatore sembra dividersi in diverse (presumibilmente infinite) versioni corrispondenti a diversi Universi. Ciò si può spiegare chiaramente in questo modo: se ti trovi a un bivio e puoi scegliere di andare a destra o a sinistra, l'Universo esistente “partorisce” altri due Universi figli: uno in cui vai a destra, e l'altro in cui vai a destra vai a sinistra:

4) Come mostra la ricerca, lo spazio del nostro Universo è piatto con un alto grado di precisione. E se lo spazio e il tempo si estendono indefinitamente, allora a un certo punto deve esserci una ripetizione, poiché esiste un limite al numero di combinazioni dell'organizzazione delle particelle nello spazio e nel tempo. In altre parole, l’infinità dello spazio e del tempo suggerisce che da qualche parte esiste una copia esatta del nostro Universo:

Lo spazio e il tempo si estendono all'infinito, quindi ad un certo punto deve esserci una ripetizione dell'Universo

5) Universi con matematica diversa. Secondo alcuni scienziati, le leggi fondamentali dell'Universo sono leggi matematiche. Sulla base di ciò, si può presumere che esistano altri Universi che hanno le proprie strutture matematiche.

Il multiverso è un paradosso! Mi sembra che l'esistenza dei Multiversi non dovrebbe essere vista come presentata nell'articolo, come opportunità per nuove scoperte, ma questa idea dovrebbe essere accettata come paradossi delle teorie moderne che indicano l'incompletezza della nostra conoscenza. Ed ecco perché.
Il multiverso contraddice il principio di Occam. Secondo me, l'idea del Multiverso presenta il seguente inconveniente: l'esistenza di multiversi paralleli non si manifesta fisicamente in alcun modo nel nostro Universo, tranne che nelle fasi iniziali della sua evoluzione, ad esempio, come nella teoria delle brane, in caso contrario ciò comporterebbe violazioni della legge di conservazione. Ciò significa che siamo privati di modi per verificare sperimentalmente questa ipotesi e l’unico modo rimasto è interpretare i fatti osservativi utilizzando modelli matematici o, in modo ancora più radicale, elevare i modelli matematici all’assoluto, come suggerisce Max Tegmark. Escludendo quest’ultima per ovvie polemiche, mi sembra che il Multiverso, interpretando le osservazioni, sia un’entità aggiuntiva che, secondo il principio di Ockham, andrebbe scartata.
Non comprendiamo abbastanza la struttura del nostro Universo. Ma la situazione attuale in cosmologia, secondo i miei sentimenti, come studente laureato presso l'Istituto di Cosmologia, è molto peggiore! Quasi nessun cosmologo collega la costruzione delle proprie teorie con l'analisi delle osservazioni. I modelli matematici sono spesso costruiti in quantità adimensionali, così che il significato fisico è spesso nascosto anche allo stesso teorico. L’analisi matematica viene prima e l’interpretazione viene per ultima. Inoltre, molti cosmologi sono soddisfatti dell'interpretazione del risultato nei termini della loro fisica matematicamente costruita, ad esempio, è abbastanza normale costruire una Lagrangiana nello spazio a 11 dimensioni, e lo spazio tridimensionale reale è solo un caso speciale che si ottiene dopo la compattazione. Ma poche persone riescono a compiere questa transizione importante e, di fatto, molto difficile. La cosmologia come scienza è molto giovane e lungi dall’essere perfetta nei suoi metodi, e il Multiverso inflazionistico indica che non comprendiamo ancora appieno il meccanismo dell’inflazione. Allo stesso modo, l'interpretazione di Everett è molto probabilmente dovuta alla nostra mancanza di comprensione dell'essenza fisica della meccanica quantistica.
“È fantastico che ci siamo imbattuti in un paradosso, ora possiamo sperare di andare avanti!”, citando Niels Bohr da Che tipo di malinteso nasce dalle ipotesi sui multiversi? Dovrebbe chiaramente esserci una domanda qui: Perché il nostro Universo è l'unico e così com'è?", cioè le ragioni della messa a punto dell'Universo non sono ancora chiare. Nell'articolo di Rosenthal in Uspekhi Fiz. Nauk del 1980 sulle leggi fisiche e i valori numerici delle costanti fondamentali, è ben spiegato come il loro cambiamento influenzerà il nostro Universo e che questi valori sono forse unici per l'attuazione della nostra vita. Uno dei tentativi di spiegare questi valori è quello di enumerare le possibili combinazioni insieme al principio antropico. Ma tale spiegazione, secondo me, non lo è soddisfacente, poiché tale enumerazione non è limitata in alcun modo ed è improbabile che sia fattibile.
Teoria unificata di un Universo unificato. Mi sembra più ragionevole creare una teoria unificata in un Universo che spieghi la scelta di tali valori. Penso che questo percorso passi attraverso la ricerca di proprietà matematiche generali che possono avere conseguenze fisiche. Anche se non è possibile nominarli chiaramente, darò come esempio la costante pi greco, che ha un chiaro significato matematico, ma è inclusa anche nelle formule fisiche. Avrebbe senso un universo in cui pi greco fosse diverso? Qui si può sostenere che il rapporto tra la circonferenza di un cerchio e il suo raggio cambia negli spazi curvi, ma nel limite infinitesimale tende sempre a pi greco e se così non fosse, probabilmente lo spazio perderebbe le proprietà di continuità, e le proprietà fisiche le leggi diventerebbero imprevedibili.

leone scrive:

Ad esempio, darò la costante pi greco, che ha un chiaro significato matematico, ma è inclusa nelle formule fisiche. Avrebbe senso un universo in cui pi greco fosse diverso? Qui si può sostenere che il rapporto tra la circonferenza di un cerchio e il suo raggio cambia negli spazi curvi, ma nel limite infinitesimale tende sempre a pi greco e se così non fosse, probabilmente lo spazio perderebbe le proprietà di continuità, e le proprietà fisiche le leggi diventerebbero imprevedibili.

Anche questo mi interessa da molto tempo - secondo me - questo problema più profondo, che è direttamente correlato ai principi fondamentali del nostro Mondo. Inoltre, possiamo anche dire di “pi” che è una costante ottenuta dall'esperimento(attraverso la misurazione sempre più accurata della circonferenza di un diametro unitario). Ma "e" è un numero, speculativo derivato dal calcolo differenziale. Cioè, la considerazione speculativa delle idee di continuità, somma, passaggio al limite porta a un numero molto specifico. E non importa chi discute: un europeo, un africano o un cinese, o anche, forse... un alieno, arriverà alla stessa cosa. Per me questo è sull'orlo di un miracolo. E la conferma che anche le costruzioni speculative più astratte sono legate al Mondo, poiché noi (e il nostro cervello) siamo parte del Mondo. E quindi, guardando dentro noi stessi, possiamo giungere alla conoscenza dei principi fondamentali del Mondo esterno (fisico). È vero, devi capire: quali costruzioni speculative hanno senso? Ciò richiede una potente intuizione (fisica).

Naturalmente il numero di Eulero è anche una meravigliosa costante matematica che appare in molte formule fisiche.

Tuttavia, il significato del numero "pi" mi è molto più chiaro (e storicamente è nato prima). Svilupperò la mia idea, proprio come nella battuta: "in tempo di guerra, il valore di "pi" raggiunge 4", quindi corrisponderà alla geometria di una scacchiera, quando gli elementi discreti più piccoli del piano corrispondono a celle quadrate , e se imposti su di essa la metrica con la distanza di Manhattan, allora un cerchio unitario descritto attorno a una cella corrisponderà alle sue 8 celle vicine, cioè la circonferenza sarà uguale a 8, quindi pi greco è uguale a 4. In uno spazio di tale metrica, la fisica può essere simulata utilizzando gli automi cellulari, descritti nel libro “New kind of science” di Stephen Wolfram. Tuttavia, gli automi cellulari hanno uno svantaggio, poiché la loro evoluzione è determinata dai loro vicini più prossimi, descrivono solo fenomeni locali (come la propagazione delle onde) e, in linea di principio, non possono essere usati per descrivere fenomeni non locali, come l’entanglement quantistico.

Questo è solo un caso speciale, ma dimostra che il numero “pi” determina la continuità della geometria (spazio) del nostro mondo, sulla base della quale è costruita la fisica moderna, e quindi pi determina la fisica stessa. Altri valori di “pi” corrispondono molto probabilmente a spazi discreti, in cui non è ancora chiaro se sia possibile descrivere adeguatamente tutti i fenomeni fisici. Se è impossibile, allora tutti questi spazi sono in un certo senso difettosi e l’unico fisicamente possibile è continuo.

Ildus, ciao. Buon Anno!

Scrivi con più attenzione.

La geometria di una scacchiera, quando gli elementi discreti più piccoli del piano corrispondono a celle quadrate e se su di essa si imposta una metrica con la distanza di Manhattan, allora il cerchio unitario descritto attorno alla cella corrisponderà alle sue 8 celle vicine, cioè la lunghezza del cerchio sarà uguale a 8, quindi pi greco sarà uguale a 4.

2) Dobbiamo definire i termini.

Se consideriamo un cerchio come il luogo geometrico dei punti equidistanti da uno dato, allora il cerchio unitario descritto attorno ad una cella corrisponderà non a 8, ma solo a 4 celle vicine (est-nord-ovest-sud). I restanti quattro sono distanziati dal centro ad una distanza di 2. Diametro D=2, circonferenza L=4. Pertanto, pi=L/D=4/2=2.

Se definisci un cerchio a modo tuo, attraverso 8 celle vicine, allora il diametro è D = 4, la circonferenza è L = 8, pi = L/D = 8/4 = 2.

Ciao, Vadim Vladimirovich! Buon anno anche a te! Grazie per aver compreso il mio ragionamento e aver trovato l'errore. Scusate, il collegamento si è rivelato davvero stupido e inoltre ho confuso la distanza di Manhattan con la distanza di Chebyshev con cui ho operato.

La distanza di Manhattan tra le case su una scacchiera può essere descritta come il numero minimo di mosse richieste per una torre, e la distanza di Chebyshev è il numero minimo di mosse per un re. In quest'ultimo caso, pi greco è uguale a 4 (8 celle vicine formano un quadrato equidistante (cioè un cerchio unitario), che possiamo circondare continuamente con un re, e il diametro del cerchio unitario è sempre uguale a 2). Ma nel primo questo non è più così ovvio, 4 celle vicine non possono essere aggirate continuamente con l'aiuto di una torre, qui sarà necessario spostarsi al centro e indietro, e quindi la lunghezza del cerchio unitario è 8, e pi greco è 4. Più matematicamente, le distanze in questi casi sono misurate da Lebesgue, quindi la distanza di Manhattan è una metrica su L_1 e la distanza di Chebyshev su L_infinito.

Per la fisica, lo spazio con una metrica su L_2 è importante. In un mondo su una scacchiera, dove tutti gli oggetti si muovono su distanze intere e devono in qualche modo essere fisicamente sincronizzati tra loro, dovrebbe teoricamente essere possibile impostare il loro metodo di movimento in accordo con la metrica, qualcosa come le mosse del cavallo (almeno secondo il teorema di Fermat per il caso 2 lo consente, ma per il caso 3 e superiori no). Ma mi è ancora difficile dire a cosa sia uguale pi greco in questo caso.

Per motivi di riscaldamento matematico, è interessante considerare a cosa equivale pi greco in funzione della piastrellatura dell'aereo, sicuramente qualcuno ha già studiato questa questione; Ma per motivi di umorismo, ad esempio, si può sostenere che con la distanza di Chebyshev su una tavola esagonale pi greco è uguale a 3 e su una tavola triangolare 1,5. Tuttavia, sono propenso a credere che in uno spazio discreto la realtà fisica adeguata non possa essere descritta e ottenuta nel senso del “demiurgo”, quindi questi sono solo giochi di parole matematici.

Perché i numeri come “pi” o “e” sono proprio così e nessun altro?... Per me questo è sull'orlo di un miracolo.

È sempre stato così. Ma esistono anche numeri immaginari, “perpendicolari” "pi" ed "e". Anche negativo i numeri hanno rivoluzionato la matematica.

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

Paolino scrive:

Ma esistono anche numeri immaginari, “perpendicolari” "pi" ed "e".

Sì, ecco cosa significato fisico il fatto che la funzione d'onda delle microparticelle è immaginaria e la probabilità di rilevare una particella è proporzionale al quadrato del suo modulo?

Paolino scrive:

La cosa più sorprendente per me è questa insieme i numeri speculativi si trasformano in un numero ordinario: uno : $$-e^(i\pi)=1$$

Davvero una formula meravigliosa!

Sono d'accordo sulle prime 3 ipotesi. Ma non si può essere d'accordo con 4, almeno per il fatto che tutti i fatti osservativi indicano che l'Universo non è infinito. Circa 5...

Se la nostra conoscenza attuale, basata sulla nostra matematica, ci consente, in parole povere, di descrivere la presenza di altri universi, allora perché dovrebbero esserci matematiche diverse in essi?

Folko scrive:

Circa 5... Se la nostra attuale conoscenza, basata sulla nostra matematica, ci consente, in parole povere, di descrivere la presenza di altri universi, allora perché dovrebbero esserci matematiche diverse in essi?

Serëža! Ciao! Commento: quali fatti parlano della finitezza dell'Universo e in quale forma? In generale, per ragioni filosofiche si può sostenere che l'Universo (con la lettera maiuscola) è finito. Ma in quale forma si realizza questa finitezza, questo deve ancora essere capito.

Non ho argomenti contro le ipotesi espresse in questo articolo... tranne che i giudizi proposti non sono argomentazioni, ma sono ipotesi, cioè ipotesi che non hanno ancora alcuna verifica sperimentale attendibile. E quest'ultimo è molto importante.

Tutte e cinque le ipotesi identificate si riferiscono a diversi rami della fisica e, nel complesso, si contraddicono o possono contraddirsi a vicenda.

Per esempio, quinto l'ipotesi contraddice sostanzialmente la formulazione di tutte le altre. Se la matematica è diversa, allora di cosa possiamo effettivamente parlare nell’ambito della matematica che ci è familiare…

Primi due Le ipotesi provengono dall'arsenale della cosmologia moderna e sono una delle possibili opzioni per molte ipotesi simili.

Terzo L'ipotesi di Everett aveva lo scopo di razionalizzare o "spiegare" il significato delle leggi quantistiche, ma esistono molti modi per interpretare la teoria quantistica. D’altronde le idee di Everett non hanno alcun collegamento con la relatività generale, su cui si basano le prime due ipotesi.

Il quarto L'ipotesi è del tutto poco chiara. E infine ci sono ipotesi più avanzate che possono contare su argomentazioni diverse da quelle presentate.

Per esempio, Teoria di Kaluza-Klein sullo spazio a cinque dimensioni. C'è solo un problema. La teoria di Kaluza-Klein non è così impressionante come le idee di Everett e si basa su idee matematiche difficili da esprimere sotto forma di affermazioni comprensibili a tutti. Quindi ci sono ancora pochissime discussioni, ma c’è molta fiducia nella complessità del mondo…

zhvictorm scrive:

I giudizi proposti non sono argomentazioni, ma sono ipotesi, cioè ipotesi che non hanno ancora alcuna verifica sperimentale affidabile.

Sono d’accordo, questi sono tipici esempi di “fantascienza matematica”. Pertanto, ho cambiato attentamente le parole "teoria" dalla parola "ipotesi". Ma il concetto di “teoria M”, che è, ovviamente, più corretto chiamare “ipotesi M”, rimane stabile nel vocabolario scientifico moderno? La “teoria inflazionistica” è una teoria o un’ipotesi? Che dire della teoria/ipotesi del Big Bang? Questi ultimi, ovviamente, hanno più argomenti sperimentali a loro favore rispetto ai primi. La domanda è - dove tracciare il confine tra ipotesi e teoria? Forse è meglio usare il termine più neutro (rispetto agli argomenti sperimentali) “modello”? Modello inflazionistico, modello Big Bang, modello delle superstringhe, ecc.

zhvictorm scrive:

La quarta ipotesi non è del tutto chiara.

Nemmeno io l'ho capita bene. E anche il quinto. Ma ho deciso di lasciarli nell'articolo, così magari possiamo capirci qualcosa insieme.

zhvictorm scrive:

E infine ci sono ipotesi più avanzate che possono contare su argomentazioni diverse da quelle presentate. Ad esempio, la teoria Kaluza-Klein dello spazio a cinque dimensioni.

Il modello Kaluza-Klein presuppone molti mondi? Per quanto ricordo, introduce la 5a dimensione, che viene poi compattata su piccola scala (nelle versioni successive del modello - per Planckiano dimensioni). Ma il Mondo (Universo) in questo modello è singolare.

Sì, e soprattutto - In che misura il modello Kaluza-Klein è confermato dall'esperimento? O forse c'è alcuni altri criteri(salvo conferma sperimentale diretta), che ci permettono di considerare un certo modello come serio, degno di attenzione e, a sua volta, argomento a favore di qualcosa? Quali potrebbero essere questi criteri? Ebbene, per esempio, bellezzateorie, ciò di cui ha scritto Einstein.

La “teoria inflazionistica” è una teoria o un’ipotesi? Che dire della teoria/ipotesi del Big Bang?

A queste domande si può rispondere in modo diverso a seconda del punto di vista verso cui propendi. Ma ci sono ancora alcune ragioni per sostenere che la teoria del Big Bang o la sua componente moderna, il modello dell’inflazione, possano essere considerate teorie. Una teoria, di regola, si distingue da un'ipotesi per la profonda elaborazione delle conseguenze per molti diversi fenomeni osservabili contemporaneamente. Se in un dato momento è difficile verificare la validità delle conclusioni, la teoria può essere considerata ipotetica. La relatività generale può ancora essere considerata una teoria ipotetica, poiché non tutto in essa è stato testato. Ad esempio, le onde gravitazionali non sono ancora state scoperte. La teoria dell'inflazione spiega tutta una serie di fenomeni osservati in vari rami della fisica e dell'astrofisica. Ad esempio, l'assenza di monopoli e l'assenza dell'inizio del Big Bang nel cielo. Ma non è possibile verificarlo con esperimenti diretti, ma contiene ricette per costruire conclusioni matematiche di fatti indiretti che possono o saranno verificati.

...in che misura il modello Kaluza-Klein è confermato sperimentalmente?

La teoria di Kaluza-Klein spiega l'elettromagnetismo con la presenza di dimensioni extra. Per iniziare ne basta uno. Inoltre, è strutturato in modo tale da essere coerente con la relatività generale. Pertanto, la sua validità è in gran parte legata alla validità di queste teorie. Ma, naturalmente, contiene affermazioni non ancora verificate. In particolare, ciò riguarda l'esistenza di dimensioni aggiuntive. Tuttavia, è proprio la natura organica dell'unificazione della relatività generale e della teoria dell'elettromagnetismo in essa contenuta che può essere considerata un argomento, sebbene presenti anche problemi a questo riguardo. Per quanto riguarda la molteplicità dei mondi, qualsiasi teoria che contenga dimensioni aggiuntive ammette inevitabilmente la presenza di molti Universi. Le teorie M sono ben sviluppate da un punto di vista matematico e da questo punto di vista possono essere considerate teorie ipotetiche o teorie matematiche. Inoltre, si basano sulla relatività generale o sulle sue generalizzazioni, e talvolta utilizzano teorie come Kaluza-Klein. Nell'articolo in discussione, senza alcuna ragione particolare, vengono evidenziate cinque ipotesi, poco correlate tra loro, e soprattutto non evidenziate sullo sfondo di eventuali altre ipotesi e teorie ipotetiche. Difficile perfino capire quali preferenze avesse il giornalista che, a quanto pare, li ha raccolti.

zhvictorm scrive:

La teoria del Big Bang o la sua componente moderna, il modello dell’inflazione, possono essere considerate teorie. ... La relatività generale può ancora essere considerata una teoria ipotetica, poiché non tutto in essa è stato testato.

Risulta interessante: teorie Big Bang e inflazione, che sulla base di ipotesi OTO. Come può qualcosa che è stabilito in modo sicuro basarsi su qualcosa che non è stabilito in modo sicuro?

zhvictorm scrive:

Primo . La situazione si ripresenta: “ teoria Kalutsy-Klein, sulla base di ipotesi OTO."

Secondo . Emerge qui un principio interessante: il desiderio di preservare (anche se applicato in una nuova prospettiva, ma comunque preservare) un certo idea, una volta applicato con successo e poi superato con successo la prova del tempo e dell'esperimento. In questo caso stiamo parlando l’idea di geometrizzazione della materia e delle sue interazioni, che fu introdotto per la prima volta con successo nella fisica da Einstein nella sua Relatività Generale (sebbene, ovviamente, fosse stato precedentemente espresso da Clifford). Di idee, eidos(secondo Platone) meme(secondo Dawkins) noi .

zhvictorm scrive:

Per quanto riguarda la molteplicità dei mondi, qualsiasi teoria che contenga dimensioni aggiuntive ammette inevitabilmente la presenza di molti Universi.

Ciò non mi è del tutto chiaro per quanto riguarda il modello Kaluza-Klein. Spaziotempo 3+1-dimensionale + quinta dimensione compattata un universo(nostro). Dov'è il secondo universo (e gli altri)?

zhvictorm scrive:

È la natura organica dell'unificazione della relatività generale e della teoria dell'elettromagnetismo in essa contenuta che può essere considerata come un argomento...

Questo è ciò che più o meno corrisponde principio di bellezza della teoria di Einstein: quando nasce una nuova idea-eidos-meme, dalla quale, a livello delle teorie, tutto ciò che è vecchio viene improvvisamente unito e spiegato organicamente e semplicemente (“bellamente”). Questo è davvero un argomento potente, ma... puramente speculativo, non direttamente correlato all'esperimento. Quindi, ad esempio, Copernico era guidato dal desiderio semplificare Il sistema del mondo di Tolomeo, già ricoperto di epicicli, trimestri ed equanti, ma allo stesso tempo che offre un ottimo accordo con l'esperienza. Sorprendente somiglianza della situazione con il moderno Modello Standard, che offre un eccellente accordo con l'esperimento! E le idee-eidos nel sistema tolemaico furono mantenute: 1) geocentricità, cioè la posizione della Terra creata da Dio al centro del mondo e 2) l'idealità del movimento circolare uniforme dei corpi celesti divini - i pianeti. Tutti i “campani e fischietti” nel sistema di Tolomeo erano subordinati al desiderio di preservare questi eidos “affidabili e testati da secoli”. Proprio come nel Modello Standard: sì l’idea di simmetria e la sua successiva rottura e gli sforzi della maggior parte dei fisici teorici nello studio delle particelle nella seconda metà del XX secolo e all’inizio del XXI secolo sono mirati a preservare (anche se applicando da una nuova prospettiva, ma preservano comunque) idee-eidos, nate durante la rivoluzione in fisica del primo terzo del XX secolo. L'idea di simmetria è una di queste (ma non l'unica, ovviamente!). Di conseguenza, sono sorti quei "campani e fischietti" che hanno portato al Modello Standard (simmetrie delle particelle, campi di Gauge, meccanismo di Higgs, ecc.) e inoltre - al modello supersimmetria(esistono già simmetrie tra fermioni e bosoni). E sotto Copernico, come adesso, tutto sembrava andare bene... I sostenitori del ruolo della scienza, come ancelle della pratica, erano contenti: secondo le effemeridi dei luminari, calcolate secondo Tolomeo, era possibile navigare con calma spedisce merci in tutte le estremità del mondo. Solo che qui, un intoppo... La mente curiosa di Copernico (oh, questi “ragazzi intelligenti”!) era non è chiaro quale sia il fisico ( o, più correttamente, per quell'epoca - divino) significato il fatto che i pianeti non si muovono lungo cerchi geocentrici, ma lungo epicicli e addirittura si spostano verso equanti? Anche adesso sta diventando sempre più poco chiaro - qual è il significato fisico supersimmetrie o, ad esempio, procedure di rinormalizzazione, o perché esistono solo 3 generazioni di leptoni e quark, ecc., ecc. Per non parlare della questione del significato fisico della complessità e della probabilità della funzione psi... Copernico propose come via d'uscita da questa situazione nuova idea-eidos- eliocentricità e tutto il resto spiegato in modo organico e semplice. È vero, con la “corrispondenza all’esperienza” non se la cavava bene: il sistema di Tolomeo dava alle effemeridi una precisione molto maggiore. E tutto perché Copernico “non fu all’altezza” eidos dell'ellitticità delle orbite, che fu scoperto solo da Keplero e spiegato da Newton. Quindi, il modello copernicano era, nella migliore delle ipotesi, un'ipotesi, ma la cosa principale lo era nuovi eidos(in senso stretto, non del tutto nuovo: le idee di Tolomeo, le idee di Copernico e le idee di Keplero provengono dall'antichità, ma furono applicate da questi ricercatori a un livello più elevato di specificità e sviluppo).

COSÌ La moderna fisica delle particelle non ha bisogno di nuove idee-eidos e non di una “espansione” infinita di quelle vecchie?

Ilya! In realtà, il significato del mio commento riguardava esclusivamente scelta poco chiara“argomenti”-ipotesi riguardanti l'ipotesi della pluralità dei mondi.

Ho citato come esempio la teoria Kaluza-Klein, che può contare sull'argomentazione della sua esistenza in misura maggiore rispetto a quelle fornite nell'articolo. Per quanto riguarda la natura ipotetica della GTR e delle teorie correlate, la questione è piuttosto complessa e richiede una discussione dei problemi sotto forma di alcune costruzioni matematiche. Inoltre, non ho parlato dell'assoluta affidabilità di teorie come la teoria del Big Bang (BBT) e il modello di inflazione cosmologica (CIM). Tuttavia, si può presumere che, anche se GTR venisse modificato in modo significativo, gli elementi principali di TBT e MKI potrebbero rimanere invariati. Ad esempio, le soluzioni di Friedman hanno anche un analogo classico: l'esplosione di un oggetto sferico nello spazio piatto. Pertanto, tutte queste teorie sono ipotetiche in un modo o nell'altro.

Per quanto riguarda la teoria Kalutsy-Klein. Innanzitutto, la compattazione non è un attributo necessario della teoria di Kaluza-Klein. La compattazione è stata introdotta per spiegare il fatto che non osserviamo dimensioni aggiuntive. L’idea della compattazione è solo una delle opzioni. In secondo luogo, se lo spazio osservato è tridimensionale, e quello generale ha dimensione n+1, allora un numero qualsiasi di spazi tridimensionali può adattarsi a questo spazio ambientale. Ad esempio, la compattazione può essere multivalore. In ogni teoria multidimensionale c'è spazio per una pluralità di mondi. In terzo luogo, la combinazione organica di relatività generale ed elettromagnetismo nella teoria di Kaluza-Klein fornisce solo un argomento a favore di questa teoria, ma non la rende vera.

Adesso circa di quali idee ha bisogno la fisica moderna?. In ogni momento, qualsiasi scienza ha bisogno di idee fruttuose che possano spiegare nella massima misura i fenomeni osservati. Puoi chiamare queste idee come preferisci. Questo non è importante. Ai tempi di Aristotele, l'idea degli epicicli era un'idea fruttuosa, ai tempi di Keplero, la teoria delle orbite ellittiche. Poco dopo, il loro posto fu preso dalla meccanica celeste. Le idee di simmetria sono sempre state utili, se non elevate al rango di assoluto. Pertanto, la fisica moderna ha bisogno di nuove idee, proprio come in qualsiasi altro tempo.

Tuttavia, come ha detto Khoja Nasreddin, non importa quanto dici la parola zucchero, Non renderà la tua bocca più dolce. Queste idee devono essere cercate e testate, cercate e testate... . Semplicemente non esistono altre ricette oltre alla fantastica idea del poking scientifico. Se qualcosa può essere applicato dal vecchio bagaglio, allora questa è solo felicità, e il conservatorismo nella scienza, se non supera un certo limite, è utile nel senso che elimina teorie infondate. Sfortunatamente, questo non è sempre mantenuto nella scienza, e un certo numero di teorie hanno aspettato troppo a lungo per essere utilizzate. Ebbene, questo è già determinato dalla situazione nella società e nella scienza nel suo insieme.

zhvictorm scrive:

La fisica moderna ha bisogno di nuove idee, proprio come in qualsiasi altro tempo.

Tuttavia, come ha detto Khoja Nasreddin, non importa quanto pronunci la parola zucchero, la tua bocca non diventerà più dolce. Queste idee devono essere cercate e testate, cercate e testate... . Semplicemente non esistono altre ricette oltre alla fantastica idea del poking scientifico.

Sono d'accordo sullo zucchero, ma il metodo del poking scientifico (forza bruta) non è, per usare un eufemismo, il modo più efficace per cercare. È necessario studiare i modelli generali di sviluppo delle conoscenze fisiche e seguirli più consapevolmente alla ricerca di nuove idee fondamentali ed efficaci. Tuttavia, forse è proprio questo che si riflette nella caratterizzazione del poke, come scientifico?

Vorrei esprimere la mia opinione su ciò che la società, e quindi noi, in una certa misura, possiamo fare per aumentare la probabilità dell'emergere di nuove idee e teorie fisiche fondamentali. Quello che possiamo fare (fare) qui e ora e non aspettare finché non appaiono casualmente.

zhvictorm scrive:

Se qualcosa può essere applicato dal vecchio bagaglio, allora questa è solo felicità, e il conservatorismo nella scienza, se non supera un certo limite, è utile nel senso che elimina teorie infondate. Sfortunatamente, questo non è sempre mantenuto nella scienza, e un certo numero di teorie hanno aspettato troppo a lungo per essere utilizzate. Ebbene, questo è già determinato dalla situazione nella società e nella scienza nel suo insieme.

L’universo in cui viviamo potrebbe non essere l’unico.

Sebbene questo concetto possa sorprendere, dietro c’è della fisica eccezionale. E non esiste un solo modo per verificarlo; numerose teorie fisiche portano indipendentemente a questa conclusione. In effetti, alcuni esperti ritengono che l’esistenza di universi nascosti sia più probabile che no. Ecco cinque delle teorie scientifiche più plausibili che suggeriscono che viviamo in un MegaUniverso.

1. Universi matematici

Gli scienziati discutono se la matematica sia semplicemente uno strumento utile per descrivere l’Universo, o se la matematica stessa sia una realtà fondamentale – e le nostre osservazioni dell’Universo sono solo rappresentazioni imperfette della sua vera natura matematica. Se quest'ultimo è vero, allora forse ci sono invarianti matematici del nostro Universo.

In questi invarianti strutturali si soddisfano le leggi della logica matematica, a volte diverse dalla logica del Mondo a noi familiare.

"Una struttura matematica è qualcosa che può essere descritto in un modo che dipende interamente dalla conoscenza umana", afferma Max Tegmark del Massachusetts Institute of Technology, che ha proposto l'idea. "Credo davvero che questo universo esista, che possa esistere indipendentemente da me e che continuerà ad esistere anche se non ci sono persone."

In altre parole, queste invarianti non dipendono affatto dalla presenza dell'umanità, che cerca di realizzarle.

2. Universi figli

La teoria della meccanica quantistica, che regna nel mondo delle particelle subatomiche, offre un altro modo per far esistere più universi. La meccanica quantistica descrive il mondo in termini di probabilità piuttosto che di determinati risultati. E la matematica di questa teoria suggerisce che tutti i possibili risultati si verificano nei rispettivi universi separati.

Ad esempio, se raggiungi un incrocio dove puoi andare a destra o a sinistra, l'universo reale dà origine a due universi figli: quello in cui vai a sinistra e quello in cui vai a destra, ed è impossibile distinguerli.

3. Universi paralleli

Un’altra idea che emerge dalla teoria delle stringhe è quella degli universi paralleli che semplicemente galleggiano appena oltre la nostra portata. L'idea nasce dalla possibilità dell'esistenza di più dimensioni che nel nostro mondo. Oltre alla nostra realtà tridimensionale dello spazio, altre realtà tridimensionali possono fluttuare nello spazio multidimensionale.

Il fisico Brian Greene della Columbia University lo descrive in questo modo: “Il nostro Universo è solo un “blocco” di un enorme numero di “blocchi” che fluttuano nello spazio multidimensionale”.

Alcune implicazioni di questa teoria suggeriscono che a volte questi universi paralleli non sono sempre paralleli e non sempre fuori portata. A volte possono scontrarsi l'uno con l'altro, provocando il Big Bang, che provoca la creazione di sempre più nuovi universi.

4. Universi di bolle

Nel mondo scientifico esistono altre teorie sullo sviluppo degli universi, inclusa la teoria dell'inflazione caotica.

Questa teoria presuppone che dopo il Big Bang l'Universo si sia espanso come un palloncino gonfiato e parte di esso sia riuscito a prendere forma sotto forma di una "bolla" dell'Universo a noi familiare, che ha reso possibile la formazione delle stelle.

Ma in alcune parti dello spazio-tempo, i processi procedettero diversamente e, di conseguenza, si formarono molti altri universi isolati - sotto forma di "bolle" separate, come bolle di sapone soffiate - di dimensioni diverse, a diversi stadi di sviluppo, con le proprie costanti e leggi fisiche.

Il concetto è stato proposto dal cosmologo Alexander Vilenkin, ora alla Tufts University.

5. Universi infiniti

Gli scienziati considerano più probabile la forma piatta dello spazio-tempo (in contrapposizione a quella sferica o toroidale).

Ma se lo spaziotempo è infinito e va avanti all’infinito, allora a un certo punto deve iniziare a ripetersi, perché esiste un numero finito di modi in cui le particelle possono essere disposte nello spazio e nel tempo.

Quindi, se vai abbastanza lontano, potresti incontrare un'altra versione di te - e in effetti ce ne sono un numero infinito. Alcuni di questi gemelli faranno esattamente quello che stai facendo tu adesso, mentre altri stamattina indosseranno maglioni diversi e potrebbero avere carriere e stili di vita completamente diversi.

Poiché l'Universo osservabile si espande solo 13,7 miliardi di anni dopo il Big Bang (equivalenti a una dimensione di 13,7 miliardi di anni luce), lo spaziotempo oltre questo confine può essere considerato un Universo separato. Pertanto, molti universi esistono uno accanto all'altro come una gigantesca trapunta patchwork di universi.

Traduzione

Di fronte al dolore, è molto più facile accettare la casualità piuttosto che l’insensibile ignoranza o l’atrocità deliberata presente in un universo meticolosamente progettato.

Il multiverso ha promesso di distrarci da questi terribili pensieri, di darci una terza opzione che superi il dilemma della spiegazione.

Ad alcune persone non piace questa risposta, altri pensano che non possa essere definita una risposta e altri semplicemente la accettano.

Questo è interessante: