Pandangan inframerah dari konstelasi Carina yang diambil oleh teleskop WISE.
(Gambar: © NASA / JPL-Caltech / UCLA)
Paul M. Sutter adalah seorang astrofisikawan di Universitas Negeri Ohio, tuan rumah dari "Tanya seorang angkasawan" dan "Radio luar angkasa, "dan penulis"Tempat Anda di Alam Semesta"Sutter menyumbang artikel ini untuk Suara Ahli Space.com: Op-Ed & Insights.
Ini adalah favorit fiksi ilmiah abadi: dunia lain, alam semesta lain, kemungkinan lain, tepat di luar batas kosmos yang dikenal atau hanya jentikan dari perangkat sihir. Mungkin dunia lain mirip dengan miliknya kecuali untuk beberapa perubahan unik dalam sejarah. Mungkin mereka sangat berbeda, dengan jenis kehidupan baru dan aneh dan indah. Mungkin mereka sangat berbeda sehingga aturan dasar fisika bahkan tidak berlaku di sana.
Saya berbicara, tentu saja, tentang multiverse - kemungkinan bahwa ada alam semesta lain yang berbeda di suatu tempat di luar sana.
Tetapi apakah mereka ada?
Meniup gelembung
Gagasan multiverse muncul di beberapa bidang sains, filsafat dan bahkan agama yang berbeda. Dalam fisika itu sendiri, kemungkinan dunia lain muncul dalam mekanika kuantum (terutama melalui interpretasi "banyak-dunia", di mana setiap hasil acak dalam interaksi bercabang dari alam semesta baru di mana setiap hasil direalisasikan) dan teori string (di mana pengaturan yang berbeda dari dimensi ekstra kecil yang digulung menyebabkan fisika berbeda di alam semesta mereka sendiri).
Ide-ide ini menyenangkan untuk dibicarakan, tetapi mungkin rute yang paling menarik untuk multiverse adalah melalui pemahaman kita tentang saat-saat paling awal dari alam semesta itu sendiri: periode inflasi.
Seperti yang bisa kita katakan, alam semesta yang sangat awal mengalami periode ekspansi sangat cepat: inflasi. Para ilmuwan berteori bahwa zaman ini didorong oleh medan kuantum yang eksotis - energi buih dan buih yang dipanggang ke dalam kekosongan ruang-waktu itu sendiri - yang menyebabkan alam semesta mencabik-cabik dirinya sendiri dengan intensitas ekspansi. Namun segera, bidang itu kehilangan semangatnya dan membusuk menjadi sekumpulan partikel yang sekarang menghuni alam semesta saat ini.
Dan di zaman inflasi inilah multiverse memiliki peluang muncul. Bayangkan alam semesta awal yang didominasi inflasi sebagai sepotong roti raksasa yang naik. Kisah yang baru saja saya sampaikan mengasumsikan bahwa inflasi dimulai dan berhenti secara seragam di seluruh kosmos; seluruh roti berhenti naik pada saat yang bersamaan.
Tetapi apa pun yang mendorong inflasi adalah bidang kuantum, yang berarti kita tidak dapat menganggap semuanya begitu sederhana. Beberapa bagian lapangan secara acak lebih energik daripada yang lain, sementara bintik-bintik lainnya lebih tenang. Itu hanya sifat acak kehidupan di dunia kuantum.
Jadi roti kami tidak sepenuhnya seragam. Beberapa bagiannya mungkin berhenti naik, mencubit diri sendiri dan mengisolasi diri, sementara sisa roti terus naik. Dan karena akan selalu ada beberapa bagian roti yang naik lebih cepat daripada rata-rata, Anda sekarang dapat membayangkan sepotong roti yang terus naik untuk selamanya, dengan potongan-potongan kecil dan kantong-kantong di sana-sini secara acak menangkap bagian yang lambat dan menjepit diri mereka sendiri.
Masing-masing bit yang terjepit adalah alam semesta sendiri yang unik, hanya satu gelembung dari banyak multiverse. Terlebih lagi, detail dari akhir inflasi menentukan sekelompok sifat fisik yang penting, seperti kekuatan kekuatan alam dan massa partikel (detailnya tergantung pada model inflasi tertentu). Kita membicarakan hal-hal seperti massa elektron dan jumlah spesies partikel. Hal yang sangat penting.
Dan karena masing-masing gelembung ini dijepit, alam semesta gelembung mengakhiri inflasi dengan caranya yang unik dan istimewa, masing-masing alam semesta gelembung mendapatkan rangkaian fisika yang unik.
Jawaban yang berpotongan
Karena seluruh roti terus naik (karena selalu ada sebagian darinya dengan tingkat inflasi yang lebih cepat dari rata-rata), dengan sangat cepat, Anda mendapatkan banyak sekali alam semesta yang bergelembung satu sama lain. Multiverse. Setiap semesta pada dasarnya selamanya tertutup dari yang lain. Namun, ada beberapa kasus di mana mereka bisa bersinggungan.
Jika dua alam semesta terjepit relatif segera setelah satu sama lain, dan relatif berdekatan, maka mereka mungkin sebentar berpotongan sebelum menggembungkan satu sama lain selama sisa kekekalan. Dan jika mereka melakukannya, persimpangan itu mungkin meninggalkan jejak di latar belakang gelombang mikro kosmik dari semua alam semesta itu, cangkang fosil sisa cahaya dari saat alam semesta berusia 380.000 tahun.
Bayangkan dua gelembung sabun saling bergesekan; jejak ini akan mengambil bentuk lingkaran yang tampak aneh di langit (di mana "keanehan" tergantung pada alam semesta seperti apa kita berpotongan). Secara alami, kami belum menemukan jejak multiverse seperti itu.
Tanpa bukti langsung, sulit untuk menilai kelayakan gagasan multiversa-dari-inflasi. Ini bisa menjadi hasil umum dari semua teori inflasi, sehingga jika kita dapat menemukan bukti kuat untuk inflasi, kita mungkin juga menunjukkan keberadaan multiverse. Tetapi saat ini, kita tidak sepenuhnya memahami mekanisme inflasi, sehingga tidak banyak yang terjadi.
Dan inilah pertanyaan lain untuk direnungkan. Jika Anda mengubah fisika alam semesta kita sedikit saja, maka kehidupan seperti yang kita tahu tidak mungkin. Mengapa kita menemukan diri kita di alam semesta yang istimewa, di mana jenis kehidupan kita dapat bertahan? Apakah mungkin karena semua gelembung di multiverse, tentu saja kita akan menemukan diri kita dalam salah satu dari sedikit yang mampu memicu kecerdasan? (Atau kita tidak akan menyadarinya.) Atau itu sesuatu yang jauh lebih dalam? Apakah ini bahkan pertanyaan untuk sains?
Mungkin alam semesta lain memiliki semua jawaban.
Pelajari lebih lanjut dengan mendengarkan episode "Apakah Kita Hidup di Multiverse?" di podcast "Ask a Spaceman", tersedia diiTunes dan di web dihttp://www.askaspaceman.com. Terima kasih kepada @ProducerEv, Matthew A., Tom S., Taha, Oliver H., Wally H., Christiaan D., Keith G., Alex Z., Murtaza P., Kent L., Gabi P. dan Slinkerdeer untuk pertanyaan yang mengarah ke bagian ini! Ajukan pertanyaan Anda sendiri di Twitter menggunakan #AskASpaceman atau dengan mengikuti Paul @PaulMattSutter dan facebook.com/PaulMattSutter.
- Parallel Universes: Theories & Evidence
- Menghadapi Multiverse: Apa Arti 'Alam Semesta Tak Terbatas'
- Multiverse atau Universe? Debat Fisikawan
