Multiversumi

Multiversumi, multiuniversumi tai meta-universumi on hypoteettinen äärellisen tai äärettömän määrän useita eri maailmankaikkeuksia muodostava joukko, joka sisältää koko fyysisen todellisuuden ja sitä säätelevät lait. Muita, meidän maailmankaikkeutemme ohella multiversumiin kuuluvia kaikkeuksia kutsutaan "rinnakkaisiksi maailmankaikkeuksiksi".
Multiversumiolettamuksia on tehty niin fysiikassa, filosofiassa kuin tieteistarinoissakin. Vaikka kosmisen mikroaaltotaustan on esitetty joiltakin osin epäsuorasti viittaavan rinnakkaisten maailmankaikkeuksien olemassaoloon, niiden olemassaoloa ei ole pystytty kokeellisesti todentamaan.
Multiversumin rinnakkaismaailmankaikkeudet olisivat toisissa avaruusulottuvuuksissa kuin omamme. Ne eivät välttämättä muistuta lainkaan omaa maailmankaikkeuttamme. Avaruudessa on kolme ulottuvuutta – pituus, leveys ja korkeus – jotka ovat keskenään 90 asteen kulmissa. Näin kappaleen paikka voidaan kuvata kolmella luvulla. Albert Einstein lisäsi fysiikan teorioihinsa vielä ajan, jolloin hän sai neliulotteisen aika-avaruuden. Multiversumin kannattajat uskovat, että näiden ulottuvuuksien lisäksi avaruusulottuvuuksia on vielä viides, kuudes ja niin edelleen, ehkä jopa ääretön määrä. Näiden ulottuvuuksien kuvitteleminen on meille vaikeaa, koska elämme kolmiulotteisessa avaruudessa ja kiidämme ajan mukana eteenpäin. Jo neljää lukuisampien avaruusulottuvuuksien vallitessa multiversumissa pystyy olemaan ääretön määrä muita maailmankaikkeuksia. Bryce DeWittin kvanttigravitaation 1960-luvun tutkimustyössä syntyi ymmärrys ajan kvanttikäsitteestä, joka liittyy olennaisesti multiversumi-maailmankuvaan: toiset ajat ovat vain toisten maailmankaikkeuksien erikoistapauksia.
Alkuperä.
Dublinissa vuonna 1952 Erwin Schrödinger piti luentoa, jossa hän leikkisästi kertoi yleisölle, että se mitä hän tulee sanomaan, saattaa kuulostaa hullulta. Hän sanoi, että kun hänen Nobel-yhtälönsä näyttävät kuvailevan useita eri historioita, niin ne eivät ole vaihtoehtoja, vaan ne tapahtuvat kaikki samanaikaisesti. Tämä on ensimmäinen tiedossa oleva viittaus multiversumiin.
Yleiset ominaisuudet.
David Deutschin "Todellisuuden rakenne" -teoksen mukaan olemme olemassa monina eri versioina rinnakkaisissa maailmankaikkeuksissa, joita kutsutaan hetkiksi. Uusi sana "multiversumi", joka tarkoittaa monia rinnakkaisia maailmankaikkeuksia, on keksitty kuvaamaan koko fysikaalista todellisuutta.
Multiversumin mahdollisuus on nostanut esiin monia niin tieteellisiä, filosofisia kuin teologisiakin kysymyksiä. Filosofiassa asiaa on pohdittu runsaasti alkaen Gottfried Leibnizin mahdollisia maailmoja koskevista ajatuksista. Leibnizille Jumalan mieli sisälsi äärettömän määrän mahdollisia maailmoja, jos hän valitsee vain yhden. Voltairen romaani "Candide" vuodelta 1759 sisältää polemiikkia Leibnizin metafyysistä optimismia vastaan; Leibniz katsoi maailmamme olevan paras mahdollinen maailma.. On olemassa filosofisen logiikan haara, joka erikoistuu asiaan: päteekö jokin asia kaikissa mahdollisissa maailmoissa vai päteekö se vain yhdessä maailmassa. Tällä on vaikutuksensa kielen filosofiaan, jonka nimi on mahdollisten maailmojen semantiikka ja josta kirjoittaa muiden muassa Saul Kripke.
Useat kosmologit ja fyysikot ovat kiinnostuneet multiversumista, koska oikein muotoillun multiversumiteorian uskotaan ratkaisevan monia hiukkasfysiikan ja avaruuden rakenteeseen liittyviä ongelmia. Koska rinnakkaismaailmankaikkeuksien havaitseminen on suorilla keinoilla mahdotonta ja epäsuorillakin hankalaa, niiden olemassaoloa ei pystytä todistamaan. Näin ollen oikeanlaisen multiversumiteorian päätteleminen omasta maailmankaikkeudesta on joko vaikeaa tai mahdotonta. Siksi moni kiistää multiversumin mahdollisuudenkin.
Teoreettinen fyysikko David Deutsch pitää kuitenkin kaksoisrakokoetta todisteena rinnakkaisten maailmankaikkeuksien ja multiversumin olemassaolosta.
Antrooppisen periaatteen sanotaan selittävän, miksi maailmankaikkeuden ikä ja luonnonvakio ovat juuri meidän maailmankaikkeudessamme sellaisia, että tietoinen elämä on mahdollista. Maailmankaikkeuksissa, joissa jompikumpi on toisin, kukaan ei ole ollut havaitsemassa ja ihmettelemässä sitä. Tämä vastaa muun muassa hienosäädetty kaikkeus -argumenttiin, jonka mukaan meidän maailmankaikkeutemme näyttää elämälle suotuisaksi säädetyltä. Väite hienosäädöstä on siis selviytymisharha, Nick Bostrom kirjoittaa.
Termin multiversumi keksi William James, ja Michael Moorcock teki sen tunnetuksi. Jacques Vallee käyttää termiä. Näissä yhteyksissä myös termit ”vaihtoehtoiset maailmankaikkeudet”, ”rinnakkaisulottuvuudet” tai ”rinnakkaismaailmat” ovat usein käytössä.
Joissakin nykyajan fysiikan teorioissa rinnakkaiset ulottuvuudet ovat käpertyneet hyvin pieniksi hiukkasiksi, joita ei näiden teorioiden mukaan havaittaisi, koska ne ovat Planckin pituutta pienempiä.
Multiversumia tukevat teoriat.
Koska kvanttimekaniikan tulkintamalleja on vain kaksi, Niels Bohrin kööpenhaminalainen ja Hugh Everettin monimaailmatulkinta, ovat useat kosmologiaa tutkivat 2000-luvulla alkaneet hyväksyä multiversumin olemassaolon mahdollisuuden, koska kööpenhaminalainen tulkinta ei kuvaa kuin pienen murto-osan todellisuudesta.
Muun muassa Stephen Hawking kirjassaan "Maailmankaikkeus pähkinänkuoressa" sekä Fred Adams kirjassaan "Elämää multiversumissa" kertovat teorioista, jotka tukevat multiversumimahdollisuutta. Myös Martin Rees kirjassaan "Avaruuden avainluvut" käsittelee multiversumeja. Teoreettinen fyysikko David Deutsch on vankkumaton monimaailmateorian kannattaja. Hänen mukaansa Youngin kaksoisrakokokeessa, jossa fotoni voi olla kahdessa paikassa samanaikaisesti, ilmenneet interferenssikuviot ovat todiste rinnakkaisista maailmankaikkeuksista.
Suurin osa kvanttigravitaatio- ja supersäieteoreetikoista kannattaa multiversumi-tulkintaa.
Monenlaisia muitakin multiversumioletuksia on tehty. Mitään näistä ei kyetä todistamaan oikeaksi, ja ne jäävät vain oletuksiksi. Jotkut väittävät maailmankaikkeuksien lisääntyvän kuroutumalla toisista maailmankaikkeuksista, vaikkapa Musta aukkomustien aukkojen]] kautta. Toisten mukaan multiversumin maailmankaikkeudet ovat kuplien tavoin toisistaan erillään, ja maailmankaikkeuksien jakautumista ei tapahdu. Professori Steinhardt on puolestaan selittänyt, ettei pimeää ainetta ole, vaan maailmankaikkeuden rakenne selittyy viidennessä ulottuvuudessa olevalla toisella maailmankaikkeudella.
Inflaatiomalli.
Inflaatiomalli eli maailmankaikkeuden äkillisen laajenemisen selittävä teoria tukee ”ikuista inflaatiota”, joka osoittaisi, että yhdessä eräiden nykyfysiikassa täsmäävien olettamuksien kanssa syntyy useita maailmankaikkeuksia, joista jokainen on saanut alkunsa omasta alkuräjähdyksestään.
Braaniteoria.
Braaniteorian mukaisesti maailmankaikkeutemme olisi yhden braanin pinnalla ja braaneja voisi olla useita. Teoria pystyisi selittämään muun muassa pimeän aineen sekä M-teoriassa tarvittavat kuusi tai seitsemän lisäulottuvuutta perinteisen aika-avaruuden lisäksi.
Olemassaolon todistaminen.
Multiversumiteorian suurimpiin ongelmiin on kuulunut teorian todistamisen vaikeus. Syksyllä 2007 Oxfordin yliopiston tutkimusryhmä sai luotua matemaattisen formalismin tulkinnan taustalle. Työstä sanottiin, että se oli yksi tieteen historian tärkeimmistä saavutuksista ja että Everett oli nyt pakko ottaa tosissaan.
Säieteoreetikko Leonard Süsskind on kehittänyt multiversumin olemassaolon todistamista varten teorian, jonka mukaan avaruuden kaareutuessa ”väärään suuntaan” pystytään todistamaan se, että ikuinen laajeneminen ei ole mahdollista, mikä taas osoittaa sen, että multiversumiteoria voi olla mahdollinen.
On löydetty galaksijoukkojen liikkeeseen vaikuttava voima, pimeä virtaus, jonka lähde on tuntematon. Joidenkin arvioiden mukaan virtaus tulee havaittavan maailmankaikkeuden ulkopuolella olevasta erittäin suuresta ja kaukaisesta kohteesta, joka saattaisi olla toinen maailmankaikkeus. Havainto on kuitenkin saanut osakseen myös kritiikkiä.
Kritiikkiä.
Multiversumia tukevat teoriat ovat saaneet vastaansa monia väitteitä. Teorioita on moitittu muun muassa epätieteellisiksi tai huonoksi tieteeksi, sillä teorioista puuttuvat empiristiset vertailut eikä teorioita pystytä testaamaan. Myös Occamin partaveistä on käytetty perusteena, sillä teoriat eivät ole yksinkertaisimmat mahdollisista teorioista. Niin ikään antrooppista periaatetta on käytetty teorioiden vastustamiseksi.
Kosmologi Lawrence Krauss on esittänyt niin ikään arvostelua teoriaa kohtaan, sillä hänen mielestään teoria, joka selittää kaiken, ei todellisuudessa selitä mitään.