Teoria wieloświatów

Teoria wieloświatów (ang. multiverse theory) to zbiór hipotez i modeli w kosmologii oraz fizyce kwantowej, zakładających istnienie więcej niż jednego wszechświata. W zależności od przyjętej koncepcji, „wszechświaty” mogą różnić się zarówno pod względem fundamentalnych stałych fizycznych, jak i struktury przestrzenno‑czasowej.

Historia

Pierwsze rozważania na temat istnienia innych wszechświatów pojawiły się już w XIX wieku w pracach filozofów, jednakże współczesna naukowa dyskusja rozpoczęła się w latach 60. XX wieku wraz z rozwojem inflacji kosmicznej i interpretacji wielu światów w mechanice kwantowej. Następnie, w latach 80. i 90., model teorii strun oraz jej rozwinięcie – teoria M – wprowadziły dalsze warianty wieloświatowych scenariuszy.

Główne modele

Model inflacyjny – inflacja kosmiczna prowadzi do tworzenia „bańkowych” wszechświatów w ramach tak zwanej wiecznej inflacji. Każda bańka może mieć własne wartości stałych fizycznych.
Interpretacja wielu światów (Many‑Worlds Interpretation) – w mechanice kwantowej każdy pomiar rozdziela rzeczywistość na równoległe gałęzie, tworząc nieskończenie wiele wersji historii.
Teoria brany – w teorii strun nasz wszechświat jest trójwymiarową „brąną” osadzoną w wyższowymiarowej przestrzeni. Inne, oddzielne brany mogą istnieć równolegle i nie oddziaływać ze sobą przy pomocy znanych sił.
Model cykliczny – w niektórych wersjach kosmologii wszechświat przechodzi przez serie wielkich wybuchów i kolapsów, a każdy cykl może prowadzić do odmiennych warunków fizycznych.

Krytyka i problemy obserwacyjne

Jednym z głównych zarzutów wobec teorii wieloświatów jest brak możliwości bezpośredniej weryfikacji empirycznej – inne wszechświaty są z definicji nieobserwowalne. Wielu fizyków podkreśla konieczność opracowania testowalnych prognoz, które mogłyby pośrednio wspierać lub odrzucać poszczególne modele.

Zastosowania i wpływ na inne dziedziny

Teorie wieloświatowe mają wpływ na:

Rozważania antropiczne – wyjaśniają, dlaczego stałe fizyczne w naszym wszechświecie wydają się „wypozycjonowane” do powstania życia.
Filosofię nauki – podnoszą pytania o naturę rzeczywistości, ontologię i granice poznania.
Astrofizykę – niektóre modele przewidują subtelne sygnatury w promieniowaniu tła kosmicznego, które mogą być badane przy pomocy misji kosmicznych.

Literatura

Do najważniejszych publikacji należą:

A. Linde, „Wieczna inflacja” – opisuje model inflacyjny i jego implikacje dla wieloświatów.
H. Everett, „Interpretacja wielu światów” – fundament kwantowego podejścia do wieloświatów.
M. Greene, „Przyjaźń z wieloświatem” – przystępny opis teorii strun i jej powiązań z koncepcją brany.

Powiązane pojęcia

Wszechświat, Multiversum, Kosmologia, Mechanika kwantowa, Teoria strun, Inflacja kosmiczna, Zasada antropiczna.