Apa itu multiverse?

Kita berbicara tentang multiverse, jadi Anda tahu latihannya: Bayangkan Anda adalah Anda, tetapi alih-alih makan apel sebagai camilan hari ini, Anda makan sepotong pizza. Atau bayangkan Anda bukan Anda karena proton tidak bekerja dengan cara yang sama di tempat "Anda", dan atom tidak terbentuk dan seluruh alam semesta tidak bernyawa dan aneh. Atau bayangkan apa pun, karena ketika kita berbicara tentang multisemesta, kita sering menemukan diri kita melampaui kemungkinan keberadaan yang tak terbatas ini. Yang baik dan bagus; multiverse adalah tentang dunia "alternatif" ini. Tapi itu juga saluran fisika yang mungkin menjawab beberapa pertanyaan serius, sementara masih menimbulkan beberapa kritik keras dari skeptis.

Pertama, mari kita bicara tentang peningkatan popularitas multiverse -- dan mengapa itu sangat tidak populer dengan beberapa ilmuwan yang berpendapat bahwa itu lebih bersifat filosofi daripada sains. Kita akan mulai dengan Model Standar fisika partikel, yang pada dasarnya merupakan model yang diterima dari materi dan gaya fundamental yang ada di alam semesta. Pada titik ini, kita telah melihat semuanya: partikel materi (termasuk hal-hal seperti elektron dan proton), dan empat gaya yang berinteraksi dengannya.

Satu-satunya perbedaan yang kami miliki dengan Model Standar adalah -- meskipun kami tahu bahwa partikel memiliki massa -- kami tidak dapat mengetahui bagaimana massa itu diperoleh. Ketika para ilmuwan mengamati boson Higgs pada tahun 2012 selama percobaan di Large Hadron Collider, potongan terakhir dari teka-teki Model Standar meluncur ke tempatnya: medan Higgs, yang terdiri dari sup boson Higgs, memungkinkan partikel untuk mendapatkan massa. Kami semua merayakannya karena sains telah ditemukan, dan semua orang bisa pulang untuk merenungkan masalah yang lebih penting, seperti jika Lady Mary bisa menjalankan Downton Abbey sendiri dan membiarkan para pelamar sial itu keluar dari situ.

Saya kira Anda telah menentukan bahwa sains tidak terpecahkan, dan vanilla Lotharios masih membombardir Mary setiap minggu. Karena walaupun Model Standar bekerja dengan baik untuk apa yang telah kami amati, ia masih memiliki beberapa lubang besar yang menganga. Dan begitulah cara para ilmuwan menjelaskan lubang-lubang itulah yang membuat kami menemukan gagasan tentang multisemesta. Jadi mari kita periksa beberapa celah itu, untuk melihat mengapa multiverse mungkin mulai terdengar menarik.

Ada beberapa hal besar yang tidak dijawab oleh Model Standar. Seperti bagaimana gravitasi bekerja dalam Model Standar, dan bagaimana tiga gaya fundamental lainnya dapat disatukan menjadi satu. Pertanyaan lain yang luar biasa adalah bahwa alam semesta sebagian besar terdiri dari materi gelap dan energi; kita tidak pernah bisa mengamati apa itu materi "lain" yang misterius itu. Yang ketiga adalah ketika kami melihat Higgs boson dalam eksperimen LHC, kami mengamatinya pada massa yang tidak masuk akal. Seharusnya sangat besar; itu sebenarnya cukup ringan [sumber: Fermilab]. Sekarang Anda atau saya -- dengan asumsi Anda bukan fisikawan terkenal di dunia, dan jika Anda mengenali diri Anda sendiri -- mungkin berpikir, "Sayang sekali. Kedengarannya Model Standar tidak begitu standar, atau kebanyakan model . Kembali ke papan gambar untuk membuat Model Standar Alternatif yang benar-benar menjelaskan banyak hal."

Ingat, bagaimanapun, bahwa Model Standar sebenarnya dikonfirmasi; dengan kata lain, semua yang diprediksi Model Standar telah diamati. Model Standar, tampaknya, tidak perlu dihapus; kita "hanya" perlu mencari tahu fisika yang tidak dijelaskannya.

Kami berada dalam waktu yang menarik untuk memeriksa apa yang ada di luar Model Standar, berkat Large Hadron Collider. LHC bekerja dengan menghancurkan proton bersama-sama pada kecepatan yang sangat tinggi -- hampir kecepatan cahaya. (Itulah mengapa mereka menyebutnya akselerator partikel.) Ketika proton bertabrakan, Big Bang skala kecil terjadi yang mereproduksi kondisi tepat setelah alam semesta kita dimulai. Kita dapat mempelajari puing-puing yang terbang dari tumbukan proton ini untuk melihat apakah kita dapat menemukan partikel apa pun yang mungkin melampaui Model Standar, memberi kita ide yang lebih baik tentang bagaimana menjawab pertanyaan yang tidak dimiliki model.

Ingat bagaimana kami mengatakan bahwa kami harus berterima kasih kepada Large Hadron Collider karena menyediakan waktu yang begitu subur untuk fisika partikel? Beberapa ilmuwan lebih cenderung mengomel "terima kasih untuk apa-apa" ke LHC lama. Karena di luar Higgs, tidak ditemukan apa-apa. Yang merupakan masalah yang cukup besar, karena satu ide yang diterima secara luas untuk mengisi lubang Model Standar adalah ide supersimetri. Singkatnya, supersimetri mengatakan bahwa untuk setiap partikel massa atau gaya yang diketahui, ada pasangan super yang belum terlihat yang jauh lebih berat.

Supersimetri akan menghadirkan solusi alami yang elegan untuk sejumlah pertanyaan Model Standar. Ini menyajikan kandidat yang layak untuk materi gelap (dalam bentuk superpartner), menjelaskan perbedaan massa dan bahkan bisa menyatukan tiga kekuatan pada satu energi tinggi [sumber: Schwartz ]. Sayangnya, LHC belum menemukan satu superpartner, meskipun kita benar-benar harus menemukan beberapa dengan massa yang hampir sama dengan Higgs. Faktanya, kami belum menemukan bukti untuk supersimetri, titik.

Di situlah multisemesta masuk. Ini adalah perpanjangan lain dari Model Standar yang mencoba menjelaskan beberapa pertanyaan yang masih ada yang tidak dirancang untuk dijawab oleh Model Standar. Dan anak laki-laki, apakah itu kontroversial.

Pada dasarnya, konsep multiverse (dan ada lebih dari satu) mengatakan bahwa ini bukan satu-satunya alam semesta di alam semesta. Sementara segala sesuatunya mungkin berjalan satu arah di sudut kecil kita, itu tidak menjamin bahwa ada keteraturan alami yang konstan yang mencakup Fisika dengan huruf besar P.

Ide-ide multiverse ini mengambil sejumlah bentuk yang berbeda. Mungkin kita hidup di alam semesta di atas alam semesta di atas alam semesta, dan seterusnya hingga tak terhingga. Mungkin kita hidup di alam semesta "saku" di bidang alam semesta yang tak terbatas. Mungkin kita bahkan hidup di alam semesta alam semesta di mana kemungkinan hasil apa pun dapat terjadi, karena semua probabilitas ada di alam semesta mereka sendiri. Dalam konteks apa pun, multisemesta mencakup satu poin penting: Kami adalah kecelakaan. Alam semesta kita belum disetel secara khusus untuk memiliki konstanta yang tepat yang membuat keberadaan kita -- dan keberadaan segalanya -- menjadi mungkin. Sebaliknya, itu hanya probabilitas statistik bahwa dalam jumlah alam semesta yang tak terbatas, salah satunya akan muncul seperti kita, dengan partikel yang dapat menggumpal untuk membentuk atom, molekul, rumput, udara, bintang, Mantra Keberuntungan, dan manusia.

Banyak fisikawan menganggap prospek ini suram. Mengapa mempelajari alam semesta jika tidak ada yang bisa ditemukan? Jika tidak lain adalah kebetulan statistik bahwa dunia kita bekerja seperti itu, apa yang begitu menarik tentang mencoba untuk mencari tahu energi apa yang menyatukan kekuatan? Itu hanya sebuah angka. Tetapi di luar alasan yang tidak masuk akal untuk mewaspadai multiverse, beberapa fisikawan berpendapat bahwa itu benar-benar sains yang tidak bertanggung jawab, karena belum terlihat dan tidak ada yang bisa membuktikannya.

Tentu saja, sains sering kali didasarkan pada pertanyaan besar yang tidak selalu mudah diuji; itu benar-benar adil. Kita tidak bisa hanya datang dengan ide berdasarkan fakta, atau tidak akan pernah ada percikan kreativitas untuk menggerakkan kita melampaui apa yang sudah kita ketahui. Tapi para ilmuwan mengandalkan bergerak menuju menemukan hipotesis yang dapat diuji, atau kita berada di alam lain -- berani saya katakan, alam semesta -- disebut filsafat.

Itulah tepatnya yang menurut beberapa fisikawan sangat menjengkelkan tentang multisemesta dan hal-hal aneh lainnya yang tampaknya tidak dapat diuji seperti teori string, dengan banyak dimensinya yang tidak dapat kita lihat. (Atau perasaan. Atau pendengaran. Anda mendapatkan idenya.) Jika kita tidak dapat mengujinya, itu hanyalah ide teoretis, diturunkan ke diskusi pesta makan malam "bagaimana jika".

Tentu saja, banyak teori ilmiah penting yang tampaknya tidak mudah diuji pada awalnya. Masalah dengan multiverse adalah mengharuskan kita berhenti melihat hal-hal yang bisa kita lihat, dan mencoba mengeksplorasi apa yang tidak bisa kita lihat [sumber: Frank ]. Mencoba untuk membuka misteri dari apa yang dapat kita amati, menurut beberapa orang, jauh lebih penting daripada mengejar hal-hal hipotetis yang tidak memiliki harapan untuk kita temukan.

Catatan Penulis: Apa itu multiverse?

Seperti yang mungkin Anda ketahui, konsep multiverse sangat terpolarisasi dalam komunitas fisika. Dalam sumber, Anda akan melihat contoh dari orang-orang yang menyukai dan membencinya, dan saya mendorong Anda untuk membaca kedua sisi argumen.

Artikel Terkait