Da ficção científica ao fato da ciência, há um conceito que sugere que poderia haver outros universos além do nosso, onde todas as escolhas que você fez nesta vida aconteceram em realidades alternativas. O conceito é conhecido como "universo paralelo" e é uma faceta da teoria astronômica do multiverso .
A idéia é difundida em histórias em quadrinhos, videogames, televisão e filmes. Franquias que vão de "Buffy the Vampire Slayer" a "Star Trek", passando por "Doctor Who" e "Digemon", usam a idéia para ampliar os enredos.
Há realmente um pouco de evidência para um multiverso. Primeiro, é útil entender como o nosso universo é acreditado para ter vindo a ser.
Cerca de 13,7 bilhões de anos atrás, simplesmente falando, tudo o que conhecemos no cosmos era uma singularidade infinitesimal. Então, de acordo com a teoria do Big Bang , algum gatilho desconhecido fez com que ele se expandisse e inflace no espaço tridimensional. Quando a imensa energia dessa expansão inicial esfriou, a luz começou a brilhar. Eventualmente, as pequenas partículas começaram a se formar nos pedaços maiores de matéria que conhecemos hoje, como galáxias, estrelas e planetas.
Uma grande questão com essa teoria é: somos o único universo lá fora? Com a nossa tecnologia atual, estamos limitados a observações dentro deste universo, porque o universo é curvo e estamos dentro do aquário, incapaz de ver o exterior dele (se houver um exterior).
Há pelo menos cinco teorias sobre o porquê de um multiverso ser possível .
1. universos infinitos . Nós não sabemos qual é a forma do espaço-tempo. Uma teoria proeminente é que é plana e continua para sempre. Isso apresentaria a possibilidade de muitos universos estarem lá fora. E com esse tópico em mente, é possível que os universos possam começar a se repetir. Isso porque as partículas só podem ser reunidas de várias maneiras. E passem a se repetir .
2. universos de bolhas . Outra teoria para múltiplos universos vem da "inflação eterna". Baseado em pesquisas do cosmologista da Universidade Tufts, Alexander Vilenkin , quando se olha para o espaço-tempo como um todo, algumas áreas do espaço param de se inflar como o Big Bang inflou nosso próprio universo. Outras, no entanto, continuarão ficando maiores. Então, se imaginarmos o nosso próprio universo como uma bolha, ele estará em uma rede de universos de bolhas do espaço. O que é interessante sobre essa teoria é que os outros universos poderiam ter leis da física muito diferentes das nossas, já que elas não estão ligadas.
3. universos filhos . Ou talvez múltiplos universos possam seguir a teoria da mecânica quântica (como as partículas subatômicas se comportam), como parte da teoria do "universo-filho". Se você seguir as leis da probabilidade, isso sugere que para cada resultado que poderia vir de uma de suas decisões, haveria uma gama de universos - cada um dos quais viu um resultado diferente acontecer. Então, em um universo, você levou esse trabalho para a China. Em outro, talvez você estivesse a caminho e seu avião pousasse em algum lugar diferente, e você decidiu ficar. E assim por diante.
4. universos matemáticos . Outro caminho possível é explorar universos matemáticos que, simplesmente, explicam que a estrutura da matemática pode mudar dependendo de qual universo você reside. "Uma estrutura matemática é algo que você pode descrever de uma forma completamente independente da bagagem humana", disse o teórico-proponente Max Tegmark, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. "Eu realmente acredito que existe esse universo que pode existir independentemente de mim e que continuaria a existir mesmo se não houvesse humanos."
5. universos paralelos . E por último, mas não menos importante, como a ideia de universos paralelos. Voltando à idéia de que o espaço-tempo é plano, o número de configurações de partículas possíveis em múltiplos universos seria limitado a 10 ^ 10 ^ 122 possibilidades distintas, para ser exato. Assim, com um número infinito de manchas cósmicas, os arranjos de partículas dentro deles devem repetir - infinitamente muitas vezes. Isso significa que existem infinitos "universos paralelos": remendos cósmicos exatamente iguais aos nossos (contendo alguém exatamente como você), bem como remendos que diferem apenas pela posição de uma partícula, remendos que diferem pela posição de duas partículas e assim por diante. até cards que são totalmente diferentes dos nossos.
Famosa, o último artigo do físico Stephen Hawking antes de sua morte também tratou do multiverso . O artigo foi publicado em maio de 2018, poucos meses depois da morte de Hawking. Sobre a teoria, ele disse à Universidade de Cambridge em uma entrevista publicada no The Washington Post : "Não estamos abaixo de um universo único e singular, mas nossas descobertas implicam uma redução significativa do multiverso para uma faixa muito menor de universos possíveis".
Argumentando contra um universo paralelo
Nem todos concordam com a teoria do universo paralelo, no entanto. Um artigo de 2015 da Medium, do astrofísico Ethan Siegal, concordou que o espaço-tempo poderia durar para sempre na teoria , mas disse que há algumas limitações com essa ideia.
O principal problema é que o universo tem pouco menos de 14 bilhões de anos. Portanto, a idade do nosso universo em si não é obviamente infinita, mas uma quantidade finita. Isso limitaria, de forma simples, o número de possibilidades de as partículas se rearranjarem e, infelizmente, diminuiria a possibilidade de que o seu eu alternativo subisse naquele avião, afinal de contas, para ver a China.
Além disso, a expansão no início do universo ocorreu exponencialmente porque havia muita "energia inerente ao próprio espaço", disse ele. Mas com o tempo, essa inflação obviamente diminuiu - aquelas partículas de matéria criadas no Big Bang não continuam a se expandir, ele apontou. Entre suas conclusões, isso significa que os multiversos teriam diferentes taxas de inflação e tempos diferentes (mais longos ou mais curtos) para a inflação. Isso diminui as possibilidades de universos semelhantes aos nossos.
"Mesmo deixando de lado as questões de que pode haver um número infinito de valores possíveis para constantes fundamentais, partículas e interações, e até deixando de lado questões de interpretação como se a interpretação de muitos mundos realmente descrevesse nossa realidade física", disse Siegal, O fato é que o número de resultados possíveis aumenta tão rapidamente - muito mais rápido do que meramente exponencialmente - que a menos que a inflação esteja ocorrendo por um período verdadeiramente infinito de tempo, não há universos paralelos idênticos a este. "
Mas em vez de ver essa falta de outros universos como uma limitação, Siegal prefere a filosofia que mostra como é importante celebrar ser único. Ele aconselha a fazer as escolhas que funcionam para você, que "deixam você sem arrependimentos". Isso porque não há outras realidades em que as escolhas do eu de seus sonhos se desenrolem; você, portanto, é a única pessoa que pode fazer essas escolhas acontecerem.
Se a busca por vida alienígena em nosso universo surgir de mãos vazias, pode valer a pena conferir um universo vizinho.
De acordo com um novo par de estudos na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society, há uma boa chance de que planetas que promovem a vida possam existir em um universo paralelo - mesmo que esse universo estivesse sendo dilacerado pela energia escura.
No novo estudo, os pesquisadores realizaram uma simulação maciça de computador para construir novos universos sob várias condições iniciais. Eles descobriram que as condições para a vida podem ser um pouco mais amplas do que se pensava - especialmente quando se trata da atração misteriosa da energia escura.
Energia escura
A energia escura é uma força misteriosa e invisível que se pensa existir nos espaços vazios do nosso universo. Você poderia pensar nisso como a arqui-mese da gravidade; enquanto a gravidade puxa a matéria para mais perto, a energia escura a separa - e a energia escura está ganhando esse cabo-de-guerra cósmico com folga.
Não apenas nosso universo está se expandindo, graças ao impulso constante e invisível da energia escura, mas a taxa dessa expansão também está se tornando cada vez mais rápida a cada dia . Acredita-se que, quanto mais espaço vazio aparece no universo, mais energia escura parece preenchê-lo. (A energia escura não é o mesmo que a matéria escura , que é uma forma abundante e invisível de matéria que se pensa ser responsável por alguns fenómenos gravitacionais muito estranhos em torno do espaço.)
Os cientistas não sabem exatamente o que é energia escura ou como funciona; alguns acham que é uma propriedade intrínseca do espaço - o que Einstein chamou de constante cosmológica - enquanto outros a atribuem a uma força fundamental chamada quintessência , com regras dinâmicas próprias. Outros nem sequer concordam que existe. Mas seja o que for, todos podem concordar que há muito: De acordo com as melhores estimativas atuais, quase 70% da energia em massa do nosso universo pode ser feita de energia escura.
Essa quantidade, por qualquer motivo, está na faixa certa para permitir que as galáxias cresçam e promovam a vida. Acredita-se que, se vivêssemos em um universo com muita energia escura, o espaço poderia se expandir mais rápido do que as galáxias poderiam se formar. Pouca energia escura, e a gravidade descontrolada poderia fazer com que todas as galáxias entrassem em colapso antes que a vida tivesse chance de aparecer.
Mas a questão de quanta energia escura é "muito" ou "muito pouco" é um tópico para debate - e é essa questão de quantidade que os autores dos novos estudos esperavam diminuir.
A vida encontra um caminho
Em vários experimentos, uma equipe internacional de pesquisadores da Inglaterra, Austrália e Holanda usou um programa chamado Evolução e Montagem de Galáxias e seus ambientes para simular o nascimento, a vida e a eventual morte de vários universos hipotéticos. Em cada simulação, os pesquisadores ajustaram a quantidade de energia escura presente naquele universo, variando de nenhuma a várias centenas de vezes a quantidade em nosso próprio universo.
A boa notícia: mesmo em universos com 300 vezes mais energia escura que a nossa, a vida encontrou um caminho.
"Nossas simulações mostraram que a expansão acelerada impulsionada pela energia escura dificilmente tem qualquer impacto sobre o nascimento de estrelas e, portanto, lugares para a vida surgir", disse o co-autor Pascal Elahi, pesquisador da Universidade da Austrália Ocidental. uma declaração . "Mesmo aumentando a energia escura muitas centenas de vezes pode não ser suficiente para fazer um universo morto."
Essa é uma boa notícia para os fãs da vida extraterrestre e da teoria do multiverso. Mas uma grande questão permanece: se as galáxias ainda poderiam prosperar com tanta energia escura, por que nosso universo recebeu uma quantidade aparentemente tão pequena?
"Acho que deveríamos estar procurando uma nova lei da física para explicar essa estranha propriedade do nosso Universo", disse o co-autor Richard Bower, professor do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, em comunicado.
É claro que encontrar novas leis da física é mais fácil de dizer do que de fazer . Os cientistas não desistirão facilmente - mas, talvez, para proteger suas apostas, eles também devem procurar um universo paralelo onde alguma vida inteligente já tenha feito isso por eles. E assim a quetão se os Universos Paralelos exisytem ou não acaba pendendo mais para o sim bem como a vida! E a mais recente evidência que poderia favorecer um multiverso vem da Real Sociedade Astronômica do Reino Unido .Eles publicaram recentemente um estudo sobre o chamado "ponto frio". Este é um pedaço de espaço particularmente interessante visto na radiação produzida pela formação do Universo há mais de 13 bilhões de anos.O ponto frio foi vislumbrado pela primeira vez pelo satélite WMAP da NASA em 2004, e depois confirmado pela missão Planck da ESA em 2013. É extremamente intrigante. A maioria dos astrônomos e cosmólogos acredita que é altamente improvável que tenha sido produzido pelo nascimento do universo, pois é matematicamente difícil explicar a principal teoria - que é chamada de inflação.
Este último estudo afirma descartar uma explicação prosaica de última hora: que o ponto frio é uma ilusão de ótica produzida pela falta de galáxias intermediárias.Um dos autores do estudo, o professor Tom Shanks, da Durham University, disse ao RAS: “Não podemos descartar totalmente que o Spot é causado por uma improvável flutuação explicada pela [teoria do Big Bang]. Mas se essa não é a resposta, então há explicações mais exóticas. Talvez o mais empolgante deles seja que o ponto frio foi causado por uma colisão entre nosso universo e outro universo de bolhas. Se uma análise mais detalhada, mais aprofundada… prova que este é o caso, então a Mancha Fria pode ser tomada como a primeira evidência para o multiverso ”.Assim como há um número infinito de universos semelhantes, embora ligeiramente diferentes , haverá também um número infinito em que as leis básicas da física são diferentes.
A idéia é difundida em histórias em quadrinhos, videogames, televisão e filmes. Franquias que vão de "Buffy the Vampire Slayer" a "Star Trek", passando por "Doctor Who" e "Digemon", usam a idéia para ampliar os enredos.
Há realmente um pouco de evidência para um multiverso. Primeiro, é útil entender como o nosso universo é acreditado para ter vindo a ser.
Cerca de 13,7 bilhões de anos atrás, simplesmente falando, tudo o que conhecemos no cosmos era uma singularidade infinitesimal. Então, de acordo com a teoria do Big Bang , algum gatilho desconhecido fez com que ele se expandisse e inflace no espaço tridimensional. Quando a imensa energia dessa expansão inicial esfriou, a luz começou a brilhar. Eventualmente, as pequenas partículas começaram a se formar nos pedaços maiores de matéria que conhecemos hoje, como galáxias, estrelas e planetas.
Uma grande questão com essa teoria é: somos o único universo lá fora? Com a nossa tecnologia atual, estamos limitados a observações dentro deste universo, porque o universo é curvo e estamos dentro do aquário, incapaz de ver o exterior dele (se houver um exterior).
Há pelo menos cinco teorias sobre o porquê de um multiverso ser possível .
1. universos infinitos . Nós não sabemos qual é a forma do espaço-tempo. Uma teoria proeminente é que é plana e continua para sempre. Isso apresentaria a possibilidade de muitos universos estarem lá fora. E com esse tópico em mente, é possível que os universos possam começar a se repetir. Isso porque as partículas só podem ser reunidas de várias maneiras. E passem a se repetir .
2. universos de bolhas . Outra teoria para múltiplos universos vem da "inflação eterna". Baseado em pesquisas do cosmologista da Universidade Tufts, Alexander Vilenkin , quando se olha para o espaço-tempo como um todo, algumas áreas do espaço param de se inflar como o Big Bang inflou nosso próprio universo. Outras, no entanto, continuarão ficando maiores. Então, se imaginarmos o nosso próprio universo como uma bolha, ele estará em uma rede de universos de bolhas do espaço. O que é interessante sobre essa teoria é que os outros universos poderiam ter leis da física muito diferentes das nossas, já que elas não estão ligadas.
3. universos filhos . Ou talvez múltiplos universos possam seguir a teoria da mecânica quântica (como as partículas subatômicas se comportam), como parte da teoria do "universo-filho". Se você seguir as leis da probabilidade, isso sugere que para cada resultado que poderia vir de uma de suas decisões, haveria uma gama de universos - cada um dos quais viu um resultado diferente acontecer. Então, em um universo, você levou esse trabalho para a China. Em outro, talvez você estivesse a caminho e seu avião pousasse em algum lugar diferente, e você decidiu ficar. E assim por diante.
4. universos matemáticos . Outro caminho possível é explorar universos matemáticos que, simplesmente, explicam que a estrutura da matemática pode mudar dependendo de qual universo você reside. "Uma estrutura matemática é algo que você pode descrever de uma forma completamente independente da bagagem humana", disse o teórico-proponente Max Tegmark, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. "Eu realmente acredito que existe esse universo que pode existir independentemente de mim e que continuaria a existir mesmo se não houvesse humanos."
5. universos paralelos . E por último, mas não menos importante, como a ideia de universos paralelos. Voltando à idéia de que o espaço-tempo é plano, o número de configurações de partículas possíveis em múltiplos universos seria limitado a 10 ^ 10 ^ 122 possibilidades distintas, para ser exato. Assim, com um número infinito de manchas cósmicas, os arranjos de partículas dentro deles devem repetir - infinitamente muitas vezes. Isso significa que existem infinitos "universos paralelos": remendos cósmicos exatamente iguais aos nossos (contendo alguém exatamente como você), bem como remendos que diferem apenas pela posição de uma partícula, remendos que diferem pela posição de duas partículas e assim por diante. até cards que são totalmente diferentes dos nossos.
Famosa, o último artigo do físico Stephen Hawking antes de sua morte também tratou do multiverso . O artigo foi publicado em maio de 2018, poucos meses depois da morte de Hawking. Sobre a teoria, ele disse à Universidade de Cambridge em uma entrevista publicada no The Washington Post : "Não estamos abaixo de um universo único e singular, mas nossas descobertas implicam uma redução significativa do multiverso para uma faixa muito menor de universos possíveis".
Argumentando contra um universo paralelo
Nem todos concordam com a teoria do universo paralelo, no entanto. Um artigo de 2015 da Medium, do astrofísico Ethan Siegal, concordou que o espaço-tempo poderia durar para sempre na teoria , mas disse que há algumas limitações com essa ideia.
O principal problema é que o universo tem pouco menos de 14 bilhões de anos. Portanto, a idade do nosso universo em si não é obviamente infinita, mas uma quantidade finita. Isso limitaria, de forma simples, o número de possibilidades de as partículas se rearranjarem e, infelizmente, diminuiria a possibilidade de que o seu eu alternativo subisse naquele avião, afinal de contas, para ver a China.
Além disso, a expansão no início do universo ocorreu exponencialmente porque havia muita "energia inerente ao próprio espaço", disse ele. Mas com o tempo, essa inflação obviamente diminuiu - aquelas partículas de matéria criadas no Big Bang não continuam a se expandir, ele apontou. Entre suas conclusões, isso significa que os multiversos teriam diferentes taxas de inflação e tempos diferentes (mais longos ou mais curtos) para a inflação. Isso diminui as possibilidades de universos semelhantes aos nossos.
"Mesmo deixando de lado as questões de que pode haver um número infinito de valores possíveis para constantes fundamentais, partículas e interações, e até deixando de lado questões de interpretação como se a interpretação de muitos mundos realmente descrevesse nossa realidade física", disse Siegal, O fato é que o número de resultados possíveis aumenta tão rapidamente - muito mais rápido do que meramente exponencialmente - que a menos que a inflação esteja ocorrendo por um período verdadeiramente infinito de tempo, não há universos paralelos idênticos a este. "
Mas em vez de ver essa falta de outros universos como uma limitação, Siegal prefere a filosofia que mostra como é importante celebrar ser único. Ele aconselha a fazer as escolhas que funcionam para você, que "deixam você sem arrependimentos". Isso porque não há outras realidades em que as escolhas do eu de seus sonhos se desenrolem; você, portanto, é a única pessoa que pode fazer essas escolhas acontecerem.
Se a busca por vida alienígena em nosso universo surgir de mãos vazias, pode valer a pena conferir um universo vizinho.
De acordo com um novo par de estudos na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society, há uma boa chance de que planetas que promovem a vida possam existir em um universo paralelo - mesmo que esse universo estivesse sendo dilacerado pela energia escura.
No novo estudo, os pesquisadores realizaram uma simulação maciça de computador para construir novos universos sob várias condições iniciais. Eles descobriram que as condições para a vida podem ser um pouco mais amplas do que se pensava - especialmente quando se trata da atração misteriosa da energia escura.
Energia escura
A energia escura é uma força misteriosa e invisível que se pensa existir nos espaços vazios do nosso universo. Você poderia pensar nisso como a arqui-mese da gravidade; enquanto a gravidade puxa a matéria para mais perto, a energia escura a separa - e a energia escura está ganhando esse cabo-de-guerra cósmico com folga.
Não apenas nosso universo está se expandindo, graças ao impulso constante e invisível da energia escura, mas a taxa dessa expansão também está se tornando cada vez mais rápida a cada dia . Acredita-se que, quanto mais espaço vazio aparece no universo, mais energia escura parece preenchê-lo. (A energia escura não é o mesmo que a matéria escura , que é uma forma abundante e invisível de matéria que se pensa ser responsável por alguns fenómenos gravitacionais muito estranhos em torno do espaço.)
Os cientistas não sabem exatamente o que é energia escura ou como funciona; alguns acham que é uma propriedade intrínseca do espaço - o que Einstein chamou de constante cosmológica - enquanto outros a atribuem a uma força fundamental chamada quintessência , com regras dinâmicas próprias. Outros nem sequer concordam que existe. Mas seja o que for, todos podem concordar que há muito: De acordo com as melhores estimativas atuais, quase 70% da energia em massa do nosso universo pode ser feita de energia escura.
Essa quantidade, por qualquer motivo, está na faixa certa para permitir que as galáxias cresçam e promovam a vida. Acredita-se que, se vivêssemos em um universo com muita energia escura, o espaço poderia se expandir mais rápido do que as galáxias poderiam se formar. Pouca energia escura, e a gravidade descontrolada poderia fazer com que todas as galáxias entrassem em colapso antes que a vida tivesse chance de aparecer.
Mas a questão de quanta energia escura é "muito" ou "muito pouco" é um tópico para debate - e é essa questão de quantidade que os autores dos novos estudos esperavam diminuir.
A vida encontra um caminho
Em vários experimentos, uma equipe internacional de pesquisadores da Inglaterra, Austrália e Holanda usou um programa chamado Evolução e Montagem de Galáxias e seus ambientes para simular o nascimento, a vida e a eventual morte de vários universos hipotéticos. Em cada simulação, os pesquisadores ajustaram a quantidade de energia escura presente naquele universo, variando de nenhuma a várias centenas de vezes a quantidade em nosso próprio universo.
A boa notícia: mesmo em universos com 300 vezes mais energia escura que a nossa, a vida encontrou um caminho.
"Nossas simulações mostraram que a expansão acelerada impulsionada pela energia escura dificilmente tem qualquer impacto sobre o nascimento de estrelas e, portanto, lugares para a vida surgir", disse o co-autor Pascal Elahi, pesquisador da Universidade da Austrália Ocidental. uma declaração . "Mesmo aumentando a energia escura muitas centenas de vezes pode não ser suficiente para fazer um universo morto."
Essa é uma boa notícia para os fãs da vida extraterrestre e da teoria do multiverso. Mas uma grande questão permanece: se as galáxias ainda poderiam prosperar com tanta energia escura, por que nosso universo recebeu uma quantidade aparentemente tão pequena?
"Acho que deveríamos estar procurando uma nova lei da física para explicar essa estranha propriedade do nosso Universo", disse o co-autor Richard Bower, professor do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, em comunicado.
É claro que encontrar novas leis da física é mais fácil de dizer do que de fazer . Os cientistas não desistirão facilmente - mas, talvez, para proteger suas apostas, eles também devem procurar um universo paralelo onde alguma vida inteligente já tenha feito isso por eles. E assim a quetão se os Universos Paralelos exisytem ou não acaba pendendo mais para o sim bem como a vida! E a mais recente evidência que poderia favorecer um multiverso vem da Real Sociedade Astronômica do Reino Unido .Eles publicaram recentemente um estudo sobre o chamado "ponto frio". Este é um pedaço de espaço particularmente interessante visto na radiação produzida pela formação do Universo há mais de 13 bilhões de anos.O ponto frio foi vislumbrado pela primeira vez pelo satélite WMAP da NASA em 2004, e depois confirmado pela missão Planck da ESA em 2013. É extremamente intrigante. A maioria dos astrônomos e cosmólogos acredita que é altamente improvável que tenha sido produzido pelo nascimento do universo, pois é matematicamente difícil explicar a principal teoria - que é chamada de inflação.
Este último estudo afirma descartar uma explicação prosaica de última hora: que o ponto frio é uma ilusão de ótica produzida pela falta de galáxias intermediárias.Um dos autores do estudo, o professor Tom Shanks, da Durham University, disse ao RAS: “Não podemos descartar totalmente que o Spot é causado por uma improvável flutuação explicada pela [teoria do Big Bang]. Mas se essa não é a resposta, então há explicações mais exóticas. Talvez o mais empolgante deles seja que o ponto frio foi causado por uma colisão entre nosso universo e outro universo de bolhas. Se uma análise mais detalhada, mais aprofundada… prova que este é o caso, então a Mancha Fria pode ser tomada como a primeira evidência para o multiverso ”.Assim como há um número infinito de universos semelhantes, embora ligeiramente diferentes , haverá também um número infinito em que as leis básicas da física são diferentes.