Multiversum

**Multiversum** on hüpoteetiline kõigi universumite kogum. Universumeid mõeldakse sageli, kuid mitte alati üksteisest kausaalselt isoleeritud piirkondadena. Multiversumi teisi universumeid võidakse nimetada **paralleeluniversumiteks**.

Koos moodustavad need universumid eeldatavalt kõik, mis on olemas: kogu ruumi, aja, aine ja energia, samuti informatsiooni. Üks tavaline eeldus on see, et multiversum on "lapitekk eraldi universumitest, mida kõiki seovad samad füüsikaseadused". Mõne mudeli järgi on seadused samad, aga konstandid võivad erineda. Mõne mudeli järgi võivad ka seadused erineda.

Mõned füüsikud on väitnud, et teatud multiversumiteooriad ei ole teaduslikud hüpoteesid, vaid sest neid ei saa empiiriliselt ümber lükata (need ei ole falsifitseeritavad). Füüsikute seas on nii multiversumiteooriate pooldajaid kui ka skeptikuid. Kuigi mõned teadlased on analüüsinud andmeid, otsides tõendeid teiste universumite kohta, ei ole leitud statistiliselt olulisi tõendeid. 

Max Tegmark ja Brian Greene on pakkunud välja erinevaid multiversumite ja universumite klassifikatsiooniskeeme. Tegmarki neljatasandilises klassifikatsioonis on järgmised tasandid: I tasand – meie universumi jätk, II tasand – universumid, mille füüsikalised konstandid on erinevad, III tasand – kvantmehaanika paljude maailmade interpretatsioon ja IV tasand – matemaatilise universumi hüpotees. Brian Greene'i üheksat tüüpi multiversumite hulka kuuluvad: lapitekkmultiversum, inflatsiooniline multiversum, braanmultiversum, tsükliline multiversum, maastikumultiversum, kvantmultiversum, holograafiline multiversum, simuleeritud multiversum ja lõplik multiversum. Need käsitlused uurivad aegruumi struktuuri, loodusseaduste varieeruvust ja matemaatiliste struktuuride ontoloogilist staatust, et selgitada mitme universumi olemasolu ja võimalikke vastastikmõjusid. On veel teisi multiversumikäsitlusi – kaksikmaailma mudelid, tsüklilised teooriad, M-teooriat ja mustade aukude kosmoloogia.

Antroopsusprintsiip ütleb, et vaadelda saab ainult sellist universumit, mille omadused võimaldavad vaatleja olemasolu. See, et on olemas palju universumeid, milles on igaühes erinevad loodusseadused, võib olla seletuseks näilisele peenhäälestatusele teadvusega elu tekkeks meie universumis. Nõrk antroopsusprintsiip ütleb, et me saame vaadelda ainult sellist universumit, milles vaatlejate olemasolu on võimalik, ja sellepärast peavad universumi omadused olema sobivad vaatleja tekkeks. Multiversumi kontekstis tähendab see, et me eksisteerime ühes nendest universumitest, mis võimaldavad teadvusega elu. Vaieldakse ka selle üle, kas Occami habemenoaga ja lihtsuse printsiibiga on paremas kooskõlas multiversum või üksainus universum. Multiversumi pooldajad, näiteks Max Tegmark, on väitnud, et multiversumi kontseptsioon on lihtsam ja elegantsem. Antroopsusprintsiibi kontekstis ei ole vaidluse all mitte ainult kosmoloogiline multiversum, vaid ka kvantmehaanika paljude maailmade interpretatsioon ja modaalne realism, mille kohaselt kõik võimalikud maailmad eksisteerivad ja on sama reaalsed nagu meie maailm.

## Idee ajalugu
On arvatud, et lõpmatu paljude maailmade idee esitas esimesena Anaximandros 6. sajandil eKr. On siiski vaidluse all, kas ta tõepoolest uskus mitme maailma olemasolusse ja kui uskus, siis kas need maailmad eksisteerisid tema arvates korraga või järjest.

Esimesed mõtlejad, kellele ajaloolased saavad kindlalt omistada lugematute maailmade idee, on Vana-Kreeka atomistid Leukippos ja Demokritos ning hiljem Epikuros ja Lucretius. 3. sajandil eKr pakkus Chrysippos välja, et maailm igavesti hääbub ja taastub, mis sisuliselt tähendab, et on olemas mitu universumit järjest.Aquino Thomas põhjendas maailma ainsust sellega, et Jumal ei saa luua mitut maailma, sest maa on suunatud maailma keskmele ja mitme maailma puhul ei oleks see suund määratletud. Étienne Tempier mõistis selle teesi hukka kui Jumala kõikvõimsusega vastuolus oleva. Richard Middletonist leidis, et Jumal võib luua teise universumi, kus elemendid on orienteeritud oma maailma keskpunktile. William Ware'ist täpsustas, et need universumid peavad olema üksteisest täielikult eraldatud. Renessansiajal väljendas lõpmata paljude maailmade kontseptsiooni Giordano Bruno.

William James kasutas 1895. aastal sõna "multiverse", kuid teises tähenduses.

Multiversumi idee eelkäija (mitte veel sõna) ilmus tänapäevases teaduses esimest korda 1895. aastal Ludwig Boltzmanni ja Ernst Zermelo vahelise vaidluse käigus. Termodünaamika teine seadus ütleb, et isoleeritud süsteemis entroopia kasvab, kuid klassikalises mehaanikas on protsessid pööratavad. Boltzmanni järgi ei ole entroopia kasv absoluutne seadus, vaid äärmiselt tõenäoline protsess. Teoreetiliselt on võimalik, et entroopia mõnes piirkonnas väheneb. Zermelo viitas Poincaré tagasipöördumisteoreemile, mille järgi tuleb mehaaniline süsteem piisavalt pika aja jooksul oma varasemale olekule lähedale. Seega peab entroopia mõnikord vähenema. Boltzmann vastas, et universum võib olla väga suur või lõpmatu ja seal võivad enamasti valitseda kõrge entroopiaga seisundid, vaadeldav maailm aga võib olla madala entroopiaga fluktuatsioon selles. Mõtet, et meie universum on üks eriline piirkond palju suuremas tervikus, ongi tõlgendatud multiversumi idee eelkäijana.

1952. aastal pidas Erwin Schrödinger Dublinis loengu, milles ta naljatamisi hoiatas kuulajaid, et see, mida ta tahab öelda, võib näida hullumeelne. Ta ütles, et kui tema võrrandid näivad kirjeldavat mitut erinevat ajalugu, siis need ei ole "alternatiivid, vaid kõik toimuvad tegelikult korraga". Sellist olukorda nimetatakse  kvantmehaanikas superpositsiooniks.

## Tõendite otsimine
1990ndatel jõudis multiversum populaarsetest ulmeteostest teadusajakirjadesse.

2010. aasta paiku analüüsisid Stephen M. Feeney ja teised teadlased WMAPi andmeid ning väitsid, et on leidnud tõendeid selle kohta, et meie universum põrkas kauges minevikus kokku teiste mulluniversumitega. Ent WMA-i ja kolm korda suurema lahutusvõimega Plancki andmete põhjalikum analüüs, ei näidanud statistiliselt olulisi tõendeid mulluniversumite kokkupõrke kohta. Samuti ei leitud mingeid tõendeid teiste universumit ja meie universumi gravitatsioonilisest tõmbest.

Aastal 2015 leidis üks astrofüüsik, vaadates ajas tagasi perioodi kohe pärast Suurt Pauku, anomaalse spektrisignaali, mis võiks olla kooskõlas stsenaariumiga, kus toimub universumite vastastikmõju.   Selle tõlgendus on füüsikute seas endiselt vaidluse all. Ranga-Ram Chary leidis pärast reliktkiirguse spektri analüüsimist signaali, mis oli 4500 korda tugevam, kui eeldab kosmoloogia standardmudel. See signaal — emissioonijoon, mis tekkis aatomite moodustumisel rekombinatsiooni ajastul — sobiks universumiga, kus aineosakeste ja footonite suhe on umbes 65 korda suurem kui meie universumis. Reliktkiirgus pärineb ajast umbes 380 000 aastat pärast Suurt Pauku, kui universum jahtus piisavalt, et elektronid ja prootonid said ühineda aatomiteks (rekombinatsioon). Standardmudel ütleb, kui palju prootoneid ja elektrone varajases universumis oli, kui palju aatomeid pidi tekkima ja kui tugev pidi olema vastav spektrijoon. On 30% tõenäosus, et see signaal on tegelikult müra; siiski on ka võimalik, et asi on selles, et paralleeluniversum andis osa oma aineosakestest meie universumisse. Kui rekombinatsiooni käigus lisati meie universumisse prootoneid ja elektrone, siis moodustus rohkem aatomeid, nende moodustumise käigus eraldus rohkem footoneid ja kõigist neist emissioonidest tekkiv signatuurjoon tugevnes oluliselt. Chary ütles: "Väljaspool meie vaadeldavat universumit võib olla palju teisi piirkondi, millest igaühte valitseb teistsugune füüsikaliste parameetrite komplekt kui see, mille me oleme mõõtnud oma universumi puhul." 
Chary märkis ka: "Ebatavalised väited, näiteks tõendid teiste universumite kohta, nõuavad väga kõrget tõendamiskoormust." Signatuur, mille Chary on leidnud, võib olla tingitud kaugetest galaktikatest saabuvast valgusest või isegi meie enda galaktikat ümbritsevatest tolmupilvedest.

## Pooldajad ja skeptikud
Ühe või mitme multiversumihüpoteesi pooldajate seas on Lee Smolin, Don Page, Brian Greene, Max Tegmark, Alan Guth, Andrei Linde, Michio Kaku, David Deutsch.
 

## Argumendid multiversumihüpoteeside vastu
Oma 2003. aasta New York Timesi arvamusartiklis "A Brief History of the Multiverse" 'Multiversumi lühiajalugu' esitas Paul Davies mitmesuguseid argumente selle kasuks, et multiversumihüpoteesid ei ole teaduslikud: "Alustuseks: kuidas teiste universumite olemasolu testida? Tõsi küll, kõik kosmoloogid möönavad, et universumis on piirkondi, mis jäävad meie teleskoopide nägemisulatusest välja, kuid kusagil libedal nõlval selle nendingu ja idee vahel, et universumeid on lõpmata palju, jõuab usutavus piirini. Mida allapoole mööda seda libedat nõlva liikuda, seda rohkem tuleb usu peale omaks võtta ja seda vähem jääb teaduslikult verifitseeritavaks. Sellepärast meenutavad äärmuslikud multiversumiseletused teoloogilisi arutlusi. Tõepoolest, apelleerida  lõpmata paljudele nähtamatutele universumitele, et seletada selle  universumi ebatavalisi omadusi, mida me näeme, on sama *ad hoc* nagu apelleerida nähtamatule Loojale. Kuigi multiversumiteooria on rüütatud teaduslikku keelde, nõuab see sisuliselt samasugust usuhüpet."

George Ellis kritiseeris 2011. aasta augustis multiversumit ja märkis, et see ei ole traditsiooniline teaduslik teooria. Ta aktsepteerib, et multiversum arvatakse eksisteerivat kaugel teispool kosmoloogilist horisonti. Ta rõhutas, et  teooria järgi on multiversum nii kaugel, et pole tõenäoline, et selle kohta kunagi tõendeid leitakse. Ellis selgitas ka, et mõned teoreetikud ei pea empiirilise testitavuse ja falsifitseeritavuse puudumist suureks probleemiks, kuid tema on sellise mõtteviisi vastu: "Paljud füüsikud, kes räägivad multiversumist,  eriti stringimaastiku pooldajad, ei hooli eriti paralleeluniversumitest kui niisugustest. Nende silmis on vastuväited multiversumile kui mõistele ebaolulised. Nende teooriad püsivad või langevad sisemise kooskõla ning loodetavasti lõpuks laboratoorse testimise põhjal." Ellis ütleb, et teadlased on pakkunud multiversumi idee välja viisina, kuidas seletada eksistentsi loomust. Ta osutab, et see jätab need küsimused lõpuks siiski lahendamata, sest tegu on metafüüsilise probleemiga, mida ei saa lahendada empiirilise teaduse abil. Ta väidab, et vaatluslik testimine on teaduse keskmes ja seda ei tohiks hüljata: "Kogu oma skepsise juures arvan, et multiversumi üle mõtisklemine on suurepärane võimalus juurelda teaduse loomuse üle ja eksistentsi viimse loomuse üle: miks me siin oleme. … Seda mõistet vaadates vajame avatud meelt, mis ei ole siiski liiga avatud. See on delikaatne tee. Paralleeluniversumid on võib-olla olemas,  võib-olla mitte; asi ei ole tõestatud. Meil tuleb selle ebakindlusega elada. Teaduspõhisel filosoofilisel spekulatsioonil – ja just seda multiversumi ettepanekud on – pole midagi viga. Kuid me peame nimetama seda selleks, mis see on."

Philip Goff väidab, et multiversumi järeldamine universumi näilise peenhäälestatuse seletamiseks on näide õnnemängija eksituse pöördeksitusest.

Stoeger, Ellis ja Kircher märgivad, et tõelise multiversumiteooria puhul "on universumid siis täiesti eraldatud ja mitte miski, mis toimub ühes neist, ei ole põhjuslikus seoses sellega, mis toimub mõnes teises. Selline igasuguse põhjusliku seose puudumine niisugustes multiversumites jätab need tegelikult ilma igasugusest võimalusest saada teaduslikku toetust." 

2020. aasta mais väitis Ethan Siegel ühes Forbesi blogipostituses, et praegu olemasolevate teaduslike tõendite poolest peavad paralleeluniversumid esialgu jääma ulmekirjanduse unistuseks.

Ka Scientific Americani kaastööline John Horgan kritiseerib multiversumi ideed, väites, et see on "teadusele kahjulik." Teadlased ei peaks tema arvates aega raiskama mittetestitavatele fantaasiatele ja tegelema kasulike asjadega.

## Tüübid
Max Tegmark ja Brian Greene on töötanud välja multiversumite neid moodustavate universumite teoreetiliste tüüpide klassifikatsiooniskeemid.

### Max Tegmarki neli taset
Max Tegmark on esitanud vaadeldavast universumist väljapoole jäävate universumite taksonoomia. Tegmarki klassifikatsiooni neli taset on paigutatud nii, et järgnevaid tasemeid saab mõista eelnevaid tasemeid hõlmavate ja laiendavatena. Need on lühidalt kirjeldatud allpool.

#### Tase I: meie universumi laiendus
Kosmilise inflatsiooni teooria ennustus on lõpmatu ergoodiline universum, mis on lõpmatu ja peab seetõttu sisaldama Hubble'i sfääre, kus realiseeruvad kõik algtingimused.

Seega sisaldab lõpmatu universum lõpmata palju Hubble'i sfääre, milles kõik füüsikaseadused ja füüsikakonstandid on samad. Niisuguste konfiguratsioonide poolest, nagu näiteks aine jaotus, erineb enamik neist meie Hubble'i sfäärist. Et aga neid on lõpmata palju ja need on kaugel kosmoloogilise horisondi taga, tekivad lõpuks Hubble’i sfäärid, mille konfiguratsioonid on sarnased või isegi identsed. Tegmarki hinnangul peaks meie omaga identne sfäär asuma umbes 1010115 (vt kahekordne eksponentfunktsioon) m kaugusel. 

Lõpmatu ruumi korral oleks universumis lõpmata palju meie omaga identseid Hubble'i sfääre. See järeldub otseselt kosmoloogilisest printsiibist, milles eeldatakse, et meie Hubble'i sfäär ei ole eriline ega ainulaadne.

#### Tase II: Teistsuguste füüsikakonstantidega universumid
Kaootilise inflatsiooni teoorias, mis on Kosmilise inflatsiooni teooria variatsioon, multiversum ehk kogu kosmos laieneb pidevalt ja jääb igavesti laienema, kuid mõned piirkonnad lõpetavad laienemise ja moodustavad eraldatud mullikesi (nagu gaasimullid kerkivas leivas). Sellised mullikesed on embrüonaalsed I taseme multiversumid.

Eri mullides võivad toimuda erinevad spontaansed sümeetriarikkumised, mille tagajärjel kujunevad erinevad omadused, näiteks erinevad füüsikakonstandid.

II tasemele kuuluvad ka John Archibald Wheeleri ostsilleeriva universumi teooria (tsükliline mudel) ja Lee Smolini viljakate universumite teooria (kosmoloogiline looduslik valik).

## Viited

## Välislingid