Er vores univers det eneste? Da vi har defineret universet som ”alt”, hvad betyder det så at sige ”flere universer”? Er der parallelle universer adskilt i rummet, eller endda beslaglægger nøjagtigt det samme rum som ”vores” univers? Disse ideer er ret spekulative, men mange kosmologer tænker seriøst på ideen om flere universer – eller multiverser – samlinger af parallelle universer.
Lad os begynde med det enkleste eksempel på sådanne parallelle universer, illustreret i figur 21.16. Alderen på vores univers – det vil sige den tid der er gået siden Big Bang – er 13,7 milliarder år. Det betyder, at lyset der når Jorden i dag, maksimalt kan have rejst omkring 13,7 milliarder lysår (4.200 Mpc). Derfor kan det observerbare univers – alt hvad astronomerne overhovedet kan se i dag – være inden for en radius af 13,7 milliarder lysår. Noget længere væk end det, er uden for det observerbare univers, og kan derfor ikke ses.
Som vi så tidligere i kapitlet, antyder observationelle beviser, at rummets geometri er flad. Et fladt univers, er uendeligt i størrelse, og skal derfor indeholde et uendeligt antal lignende kugler. Da mørk energi, får universet til at ekspandere hurtigere og hurtigere, bevæger de separate observerbare universer til længere fra hinanden, og vil aldrig overlappe hinanden. Disse parallelle universer er simpelthen for langt væk, til nogensinde at blive observeret fra Jorden.
Hvordan er disse andre parallelle universer så? Fysikere foreslår flere ting baseret på, hvad der er blevet lært om det observerbare univers. For det første, hvis det kosmologiske princip holder, skal hver af disse observerbare universer på stor skala, se ud som vores eget, selvom detaljerne kan være meget forskellige. I et sandt uendeligt univers, skal der være et antal uendeligt antal observerbare universer som dette, med en eksakt kopi af dig, som læser en identisk tekst, som denne. Argumentet er, at hvis vores eget observerbare univers er køligere end omkring 108 kelvin over det hele, kan der ikke være mere end 10115 partikler i det observerbare univers, og der er kun så mange måder, hvorpå disse partikler kan fordeles. Hvis du så spørger, hvor langt du skal bevæge dig, før du er sikker på at finde et observerbart univers, der er identisk med vores eget, så er svaret omkring Mpc. Ja, det er 10 opløftet i 10115 potens. Så i et uendeligt univers – så stort som det end måtte være – må den samme kopi af dig være så langt væk.
Samlingen af parallelle universer, som vi lige har beskrevet, repræsenterer den første af fire typer multiverser, der er blevet teoretiseret af kosmologer (se figur 21.17a). Den inflationære universmodel, danner grundlaget for en anden type multivers. Forestil dig et univers, som gennemgår evig inflation, uden start eller slutning på inflationen. Denne ide blev hypotetiseret af fysikeren Andrei Linde (1948- ) der indså, at hvis et sådan univers eksister, kan kvantesvingninger få nogle regioner til at ekspandere langsommere end resten af universet. Som et resultat, kan en sådan region danne en boble, hvis inflationsfase snart vil slutte (se figur 21.17b). I dette scenarie, er Jorden inden for en sådan boble, og ”vores” Brg Bang ville bare være kondensationen af vores boble, inde i det evigt oppustende univers.
En pæn egenskab ved evig inflation er, at det pænt svarer på spørgsmålet om, hvad der var før Big Bang. Siden universet har været oppustet, og vil fortsætte med at blive oppustet for evigt, er der ingen begyndelse eller ende. ”Vores” egen boble- eller parallelle univers adskilt fra resten af universet, blev på et tidspunkt kaldt Big Bang, men andre bobler adskilles konstant, og bliver deres egne paralleluniversers Big Bang. I betragtning af at disse bobleuniverser er begrænsede, kunne Jorden så være i nærheden af kanten af en sådan boble? Dette scenarie er muligt, men multiverserne kan være så store, at det er meget usandsynligt, at Jorden overhovedet er i nærheden af kanten.
Den tredje type multivers, har sin oprindelse udelukkende i kvantemekanikken (se figur 21.17c). Husk fra kapitel 5, at den kvantemekaniske beskrivelse af verden, er en sandsynlighedsbeskrivelse. Der er en vis sandsynlighed for, at et radioaktivt grundstof vil henfalde inden for en dag, eller at et atom i exciteret tilstand vil falde tilbage inden for et sekund. En fortolkning af denne sandsynlighed er, at atomets tilstand enten falder tilbage i det sekund, eller også gør det ikke, med den relative sandsynlighed der bestemmes af kvantefysikken. En anden fortolkning er imidlertid, at atomer deler sig i to forskellige parallelle universer: et hvor det falder tilbage, og et hvor det ikke falder tilbage. Enhver der observerer atomets tilstand og ser at det falder tilbage, vil også opdeles i to parallelle universer: et hvor de ser atomet falde tilbage, og et hvor de ikke ser det. Med denne fortolkning af kvantemekanikken, dannes der nye universer hele tiden, og de besætter det samme rum, selvom de ikke kan kommunikere med hinanden.
Den fjerde type multivers, er karakteriseret ved parallelle universer, der har en anden matematisk struktur, for at beskrive den forskellige fysik inden for hver af disse universer (se figur 21.17d). I dette altomfattende tilfælde, er næsten enhver adfærd mulig for universet.
Det er rimeligt at spørge, om ideen om parallelle universer eller multiverser, virkelig er videnskab. I hele denne bog, har vi understreget, at enhver legitim videnskabelig teori, skal kunne testes og ultimativt være falsificerbar. Er der en test, der kan bevise om disse multiversideer er forkerte? Måske. For eksempel, det første multivers vi beskrev, type I, involverer forskellige observerbare bobler, testes når astronomerne måler isotropien af KMB’en, eller fordelingen af galakserne på stor skala. Da denne multivers type uundgåeligt følger at et uendeligt ekspanderende univers, laver det forudsigelser, der kan testes. Denne evige inflationsmodel, type II, er sværere at teste, fordi det er umuligt at observere parallelle universer direkte. Men hvis fysikerne får en teori om alt, som forudser evig inflation, og hvis denne teori om alt kan falsificeres, er der en forbindelse mellem evig inflation og observation. Hvis boblerne i evig inflation også har meget forskellige egenskaber i forhold til hinanden, kan astronomerne også teste om det er teoretisk muligt, for en sådan boble at ekspandere til parallelle universer, som ikke udvikler sig for hurtigt, eller ikke danner stjerner og planeter, hvor vores eksistens så ville være usandsynlig, og sådanne modeller ville være højst mistænkelige. Typerne III og IV kan også modelleres med fremtidige computere, og med en ultimativ teori om alt (TOE).
Der er en livlig debat inden for det videnskabelige samfund om, hvorvidt multivershypoteserne, med undtagelse af type I, virkelig kan falsificeres. Selvom der er nogle tests er bekymringen, at testene ikke er meningsfulde. For eksempel, ville du måske teste Newtons tyngdeorientering ved at slippe et æble og se, om det ryger opad eller nedad. Men denne test er ikke særlig kræsen; den kan ikke altid skelne mellem to eller flere fornuftige teorier. Tilsvarende er det for multivershypotesen, stadig diskutabelt om de tests der synes at være mulige, ville være meningsfulde tests af teorien.