Ou temos muita sorte ou realmente existem muitos universos por aí: WebCuriosos

É fácil imaginar outros universos, governados por leis da física ligeiramente diferentes, nos quais nenhuma vida inteligente, nem mesmo qualquer tipo de sistema complexo organizado, poderia surgir. Deveríamos, portanto, ficar surpresos com a existência de um universo no qual fomos capazes de emergir?

Essa é uma questão que os físicos, incluindo eu tentei responder por décadas. Mas está se mostrando difícil.

Embora possamos traçar com segurança a história cósmica até um segundo após o Big Bang, o que aconteceu antes é mais difícil de avaliar. Nossos aceleradores simplesmente não conseguem produzir energia suficiente para replicar as condições extremas que prevaleceram no primeiro nanossegundo.

Mas esperamos que seja nessa primeira fração de segundo que as principais características do nosso Universo tenham sido impressas.

As condições do Universo podem ser descritas através de seu “constantes fundamentais“- quantidades fixas na natureza, como a constante gravitacional (chamada G) ou a velocidade da luz (chamada C). Existem cerca de 30 delas representando os tamanhos e forças de parâmetros como massas de partículas, forças ou a expansão do Universo.

Mas nossas teorias não explicam quais valores essas constantes deveriam ter. Em vez disso, temos de medi-los e inserir os seus valores nas nossas equações para descrever a natureza com precisão.

Os valores das constantes estão na faixa que permite a evolução de sistemas complexos como estrelas, planetas, carbono e, em última análise, humanos. Físicos descobri que se ajustássemos alguns destes parâmetros em apenas alguns por cento, o nosso Universo ficaria sem vida.

O fato de que a vida existe, portanto, requer alguma explicação.

Alguns argumentam que é apenas uma coincidência de sorte. Uma explicação alternativa, no entanto, é que vivemos num multiversocontendo domínios com diferentes leis físicas e valores de constantes fundamentais.

A maioria pode ser totalmente inadequada para a vida. Mas alguns deveriam, estatisticamente falando, ser favoráveis ​​à vida.

Revolução iminente?

Qual é a extensão da realidade física? Estamos confiantes de que é mais extenso do que o domínio que os astrónomos alguma vez poderão observar, mesmo em princípio.

Esse domínio é definitivamente finito. Isso ocorre essencialmente porque, como no oceano, há um horizonte que não podemos ver além. E assim como não pensamos que o oceano pare logo além do nosso horizonte, esperamos galáxias além do limite do nosso Universo observável.

No nosso Universo em aceleração, os nossos descendentes remotos também nunca serão capazes de observá-los.

A maioria dos físicos concordaria que existem galáxias que nunca poderemos ver e que estas superam em número as que podemos observar. Se eles se estendessem o suficiente, então tudo o que poderíamos imaginar acontecendo poderia se repetir indefinidamente. Muito além do horizonte, todos poderíamos ter avatares.

Este vasto (e principalmente inobservável) domínio seria o rescaldo do “nosso” Big Bang – e provavelmente seria governado pelas mesmas leis físicas que prevalecem nas partes do universo que podemos observar. Mas será que o nosso Big Bang foi o único?

O teoria da inflaçãoo que sugere que o Universo primitivo passou por um período em que dobrou de tamanho, cada trilionésimo de trilionésimo de trilionésimo de segundo é genuíno. apoio observacional. Isso explica por que o Universo é tão grande e suave, exceto pelas flutuações e ondulações que são as “sementes” para a formação de galáxias.

Mas os físicos, incluindo Andrey Linde mostraram que, sob algumas suposições específicas mas plausíveis sobre a física incerta nesta era antiga, haveria uma produção “eterna” de Big Bangs – cada um dando origem a um novo universo.

Teoria das cordasque é uma tentativa de unificar a gravidade com as leis da microfísica, conjectura que tudo no Universo é feito de minúsculas cordas vibrantes. Mas pressupõe que existem mais dimensões do que aquelas que vivenciamos.

Essas dimensões extras, sugere, estão tão compactadas que não percebemos todas elas. E cada tipo de compactação poderia criar um universo com microfísica diferente – de modo que outros Big Bangs, quando esfriem, poderiam ser governados por leis diferentes.

As “leis da natureza” podem, portanto, nesta perspectiva ainda mais grandiosa, ser estatutos locais que regem a nossa própria região cósmica.

Se a realidade física é assim, então há uma motivação real para explorar universos “contrafactuais” – lugares com gravidade diferente, física diferente e assim por diante – para explorar que alcance ou parâmetros permitiriam o surgimento da complexidade, e o que levaria à estéril ou “ cosmos “natimorto”.

Curiosamente, isso está em andamento, com pesquisa recente sugerindo que você poderia imaginar universos que são ainda mais amigáveis ​​à vida do que o nosso. A maioria dos “ajustes” nas constantes físicas, entretanto, tornaria o universo natimorto.

Dito isto, alguns não gosto do conceito de multiverso. Eles temem que isso tornaria a esperança de uma teoria fundamental para explicar as constantes tão vã quanto A busca numerológica de Kepler relacionar órbitas planetárias a sólidos platônicos aninhados.

Mas as nossas preferências são irrelevantes para a forma como a realidade física realmente é – por isso deveríamos certamente ter a mente aberta à possibilidade de uma grande revolução cosmológica iminente.

Primeiro tivemos a constatação copernicana de que a Terra não era o centro do Sistema Solar – ela gira em torno do Sol. Então percebemos que existem zilhões de sistemas planetários em nossa galáxia e que existem zilhões de galáxias em nosso universo observável.

Será então que o nosso domínio observável – na verdade o nosso Big Bang – é uma pequena parte de um conjunto muito maior e possivelmente diverso?

Física ou metafísica?

Como sabemos o quão atípico é o nosso Universo? Para responder a isto, precisamos de calcular as probabilidades de cada combinação de constantes. E essa é uma lata de minhocas que ainda não podemos abrir – terá de esperar enormes avanços teóricos.

Em última análise, não sabemos se existem outros Big Bangs. Mas eles não são apenas metafísica. Poderemos um dia ter razões para acreditar que eles existem.

Especificamente, se tivéssemos uma teoria que descrevesse a física sob as condições extremas do ultra-precoce Big Bang – e se essa teoria tivesse sido corroborada de outras maneiras, por exemplo, derivando alguns parâmetros inexplicáveis ​​no modelo padrão da física de partículas – então se previu vários Big Bangs, devemos levar isso a sério.

Os críticos às vezes argumentam que o multiverso não é científico porque nunca podemos observar outros universos. Mas eu discordo. Não podemos observar o interior dos buracos negros, mas acreditamos no que o físico Roger Penrose diz sobre o que acontece lá – sua teoria ganhou credibilidade ao concordar com muitas coisas que podemos observar.

Há cerca de 15 anos, participei de um painel em Stanford, onde nos perguntaram quão seriamente levamos o conceito de multiverso – na escala “você apostaria seu peixinho dourado, seu cachorro ou sua vida” nisso.

Eu disse que estava quase no nível de um cachorro. Linde disse que quase apostaria a vida. Mais tarde, ao saber disso, o físico Steve Weinberg disse que “apostaria felizmente a vida do cachorro de Martin Rees e de Andrei Linde”.

Infelizmente, suspeito que Linde, meu cachorro e eu estaremos todos mortos antes de termos uma resposta.

Na verdade, nem sequer podemos ter a certeza de que compreenderemos a resposta – tal como a teoria quântica é demasiado difícil para os macacos. É concebível que a inteligência artificial possa explorar as complexidades geométricas de algumas teorias de cordas e produzir, por exemplo, algumas características genéricas do modelo padrão. Teríamos então confiança na teoria e levaríamos a sério suas outras previsões.

Mas nunca teríamos o momento de insight “aha”, que é a maior satisfação para um teórico. A realidade física, no seu nível mais profundo, poderia ser tão profunda que a sua elucidação teria de aguardar as espécies pós-humanas – por mais deprimente ou estimulante que isso possa ser, de acordo com o gosto.

Mas não há razão para considerar o multiverso não científico.

Martin ReesProfessor Emérito de Cosmologia e Astrofísica, Universidade de Cambridge

Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.