Hawkings siste forutsigelse

HAWKINGS SISTE FORUTSIGELSE

Helt til siste slutt arbeidet Hawking med å oppklare universets hemmeligheter, og han brukte sine siste måneder på å bryte med problemene omkring multiverskonseptet.

Einsteins tyngdekraftteori bryter sammen ved singulariteten som finnes i hjertet av et svart hull og i Big Bang, så vi vet at det er en tilnærming til en dypere teori som kanskje kan forklare alt. Håpet blant fysikere er at denne altomfattende teorien kan forene teorien om det store (Einsteins tyngdekraf tteori) med teorien om det lille ( kvanteteorien). Stephen Hawkings genistrek i 1974 var å finne et sted, hendelseshorisonten, hvor han ikke trengte noen altomfattende teori for å forutsi noe om verden. Og det han forutsa var hawkingstrålene. I sitt siste leveår hevdet han å ha funnet et annet sted hvor det er mulig å gjøre en meningsfylt forutsigelse, og det er selve Big Bang.

Hawking og hans kollega Thomas Hertog ved Leuven-universitetet i Belgia tok opprinnelig sikte på å finne et mer solid teoretisk grunnlag for Hawking og Hartles konsept fra åttitallet, det grenseløse universet, som vi tok for oss i et tidligere kapittel. Til deres store glede viste modellen at universet oppsto i forbindelse med en fase av inflasjonen, den superraske kosmiske ekspansjonen som skjedde i universets første brøkdels sekund, og som er et viktig element i dagens normale Big Bang-modell. Inflasjonen forklarer hvorfor dagens univers har samme temperatur alle steder, selv om steder som ble spredt til alle kanter under Big Bang ikke var i kontakt med hverandre, og derfor ikke kunne utvekslet varme for å ende på samme temperatur. Om kosmos ekspanderte raskere enn ventet tidlig i livet, kan det opprinnelig ha hatt mindre dimensjoner, noe

«I sitt siste leveår hevdet Hawking å ha funnet et annet sted hvor det er mulig å gjøre en meningsfylt forutsigelse, og det er selve Big Bang»

som ville muliggjort varmeutveksling, men likevel ha nådd sin nåværende størrelse i løpet av universets 13,82 milliarder års alder.

Inflasjonen ble drevet av en høyenergisk tilstand i vakuumet med frastøtende tyngdekraft, noe som fikk det til å ekspandere og vokse. Men det inflatoriske vakuumet var et kvantefenomen, noe som innebar at det var fundamentalt uberegnelig og degenererte til normalt hverdagsvakuum på vilkårlige steder. Det ble som bobledannelse i et evig voksende hav. Inni hver boble må det inflatoriske vakuumets energi ta veien et sted. Og når det gjelder de aller første øyeblikkene av universets eksistens, gikk den til å skape materie og varme den opp til uhyggelig høye temperaturer. Dette skapte et Big Bang. I denne modellen går det ene Big Bang etter det andre av som kinaputter over hele det inflatoriske vakuumet. Vi lever i en slik Big Bang-boble.

Men det inflatoriske vakuumet skapes raskere enn det tæres vekk, så når inflasjonen først har begynt, tar den aldri slutt. Den er evigvarende. Dette skaper et sett av universer, et såkalt multivers.

Den hittil eneste strukturen som forener kvanteteori og relativitetsteori er strengteori, som hevder at de fundamentale byggeblokkene i materie er ultratynne, vibrerende strenger av masseenergi. Mange trodde at strengteori kunne peke mot en altomfattende teori, men det håpet fikk et tilbakeslag da det ble oppdaget at det ikke finnes bare ett strengvakuum, men minst 10 500, alle med forskjellige fundamentalpartikler og fundamentalkrefter.

Hawking, Hertog og andre sammenlikner strengvakuumene med den evige ekspansjonens mange universer. Men da blir kosmologien svimlende innviklet og tilnærmet umulig å etterprøve « Derfor satte vi oss fore å temme multiverset», sier Hertog. For å få til dette merket Hawking og Hertog seg at Einsteins tyngdekraftteori i fire dimensjoner antas å tilsvare strengteori i tre dimensjoner. Med denne «holografiske dualiteten» kunne de omdanne problemet til noe mer letthåndterlig. De oppdaget at begrensningen lukte vekk de villeste universene og beholdt bare slike som likner vårt eget, slik at det blir vesentlig færre universer i multiverset.

Inntil nå har teoretikerne stått overfor problemet med å forklare statistisk det vi ser i universet, det vil si å vise at vi lever i et av de vanligste universene i multiverset, det med vanligst masse på elektronene, vanligst styrke på tyngdekraften og så videre. Den oppgaven er avskrekkende, for ikke å si umulig, siden antallet universer i multiverset er så stort. Men Hawking og Hertog sier at tankegangen kan bli mye enklere med det nedtrimmede multiverset deres. «Det kan hende vi kan forklare vårt eget univers selv om vi ikke kan observere de andre regionene av multiverset», sier Hertog. «Gjennom avhandlingen vår tar vi et skritt i retning av å forvandle den grenseløse modellen av Big Bang til en beregningsmodell for kosmologien.»

«Hvor kommer universet fra?» «Hvordan og hvorfor begynte det?» «Kommer det til å ta slutt, og i så fall hvordan?» Fra «A Brief History of Time »

OVER: Stephen Hawkings samarbeid med Thomas Hertog ved Leuvenuniversitetet i Belgia førte til et mer håndterlig multiverskonsept.

Universets ekspansjon er analog med en ballong som blåses opp – galaksene beveger seg bort fra hverandre som om de er plassert på ballongens overflate mens den gradvis blåses opp.

OVER T.V.: Inflatorisk ekspansjon går raskere enn lyset, og kan ha dannet bobleuniverser som i så fall er totalt isolert fra hverandre. OVER: Bobleuniverser kan ha dannet seg i det tidlige universet, der falske vakuumer dannet en frastøtende kraft som førte til ufattelig rask ekspansjon. T.V.: Den altomfattende teorien er fortsatt hypotetisk, men den forsøker å forene kvantefeltteori med generell relativitetsteori.