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Die theoretische Physik hat uns die Vorstellung gebracht, dass unser einziges Universum nicht unbedingt das einzige Spiel in der Stadt ist. Satellitendaten von WMAP haben zusammen mit der Stringtheorie und ihrer 11-dimensionalen Hyperraum-Idee das Konzept des Multiversums hervorgebracht, in dem der Urknall viele verschiedene Universen anstelle eines einzigen einheitlichen Universums hätte hervorbringen können. Die Idee hat in letzter Zeit an Popularität gewonnen, daher war es nur eine Frage der Zeit, bis jemand die Frage stellte, wie viele Multiversen möglicherweise existieren könnten. Die Zahl könnte laut zwei Physikern „riesig“ sein.
Andrei Linde und Vitaly Vanchurin von der Stanford University in Kalifornien führten einige „hinter der Hülle“-Rechnungen durch, ausgehend von der Idee, dass der Urknall im Wesentlichen ein Quantenprozess war, der Quantenfluktuationen im Zustand des frühen Universums erzeugte. Das Universum durchlief dann eine Phase schnellen Wachstums, die Inflation genannt wird, in der diese Störungen „eingefroren“ wurden, wodurch in verschiedenen Teilen des Kosmos unterschiedliche klassische Ausgangsbedingungen geschaffen wurden. Da jede dieser Regionen einen anderen Satz von Gesetzen der Niedrigenergiephysik haben würde, kann man sie sich als verschiedene Universen vorstellen.
Linde und Vanchurin schätzten dann, wie viele verschiedene Universen durch diesen Effekt entstanden sein könnten. Ihre Antwort lautet, dass diese Zahl proportional zu dem Effekt sein muss, der die Störungen überhaupt verursacht hat, ein Prozess namens langsame Rollinflation , — die Lösung, die Linde zuvor für das Problem der kollidierenden Blasen von Universen in der frühen Inflationsperiode gefunden hat. In diesem Modell erfolgte die Inflation von einem Skalarfeld, das einen potentiellen Energieberg hinunterrollte. Wenn das Feld im Vergleich zur Expansion des Universums sehr langsam rollt, kommt es zu Inflation und Kollisionen sind selten.
All dies (und mehr – Siehe ihr Papier hier ) Linde und Vanchurin berechnen, dass die Anzahl der Universen im Multiversum mindestens 10^10^10^7 betragen könnte, eine Zahl, die definitiv „humungvoll“ ist, wie sie es beschrieben haben.
Die nächste Frage ist also, wie viele Universen wir tatsächlich sehen könnten. Linde und Vanchurin sagen, sie mussten sich berufen Bekenstein-Grenze, wobei die Eigenschaften des Beobachters aufgrund der Begrenzung der Informationsmenge, die in einem gegebenen Raumvolumen enthalten sein kann, und der Grenzen des menschlichen Gehirns zu einem wichtigen Faktor werden.
Die Gesamtmenge an Informationen, die ein Mensch im Laufe seines Lebens aufnehmen kann, beträgt etwa 10^16 Bit. Ein typisches menschliches Gehirn kann also 10^10^16 Konfigurationen haben und kann daher nie mehr als diese Anzahl verschiedener Universen unterscheiden.
Die Anzahl der Multiversen, die das menschliche Gehirn unterscheiden kann. Bildnachweis: Linde und Vanchurin
„Die Gesamtzahl der Möglichkeiten, die einem gegebenen Beobachter zugänglich sind, wird also nicht nur durch die Entropie der durch Inflation erzeugten metrischen Störungen und durch die Größe des kosmologischen Horizonts begrenzt, sondern auch durch die Anzahl der Freiheitsgrade eines Beobachters.“ schreiben die Physiker.
„Wir haben festgestellt, dass die stärkste Grenze für die Anzahl verschiedener lokal unterscheidbarer Geometrien hauptsächlich durch unsere Fähigkeit bestimmt wird, zwischen verschiedenen Universen zu unterscheiden und sich an unsere Ergebnisse zu erinnern“, schreiben Linde und Vanchurin. „Möglicherweise kann es sehr wichtig werden, dass wir bei der Analyse der Existenzwahrscheinlichkeit eines Universums eines bestimmten Typs von einem konsistenten Paar sprechen: dem Universum und einem Beobachter, der den Rest des Universums „lebendig“ macht, und die Welle Funktion des Rests des Universums zeitabhängig.“
Ihre Schlussfolgerung ist also, dass der Grenzwert nicht von den Eigenschaften des Multiversums selbst abhängt, sondern von den Eigenschaften des Beobachters.
Sie hoffen, dieses Konzept weiter untersuchen zu können, um zu sehen, ob diese Wahrscheinlichkeit proportional zur beobachtbaren Inflationsentropie ist.
Quellen: ArXiv , Technologie-Review-Blog
