Multiwersum to nie wiele światów

„Wszechświaty równoległe” zgniatają kilka teorii do jednego obrazu z fantastyki. Multiwersum inflacyjne zawiera przyczynowo odseparowane obszary czasoprzestrzeni, być może o różnych próżniach i stałych niskoenergetycznych. Interpretacja wielu światów zawiera zdekohorowane gałęzie jednego uniwersalnego stanu kwantowego, z tym samym Hamiltonianem i bez fizycznego kolapsu. Obie mnożą opis rzeczywistości. Nie zaczynają od tego samego mechanizmu.

Inflacja robi bąble

W wiecznej inflacji pole napędzające gwałtowną ekspansję zanika lokalnie. Każdy obszar zaniku podgrzewa się do gorącego Wielkiego Wybuchu, a inflacja trwa gdzie indziej i tworzy miejsce dla kolejnych regionów. Powstaje zbiór bąbli. Jeśli teoria fundamentalna ma wiele metastabilnych próżni, bąble mogą osiąść przy różnych widmach cząstek, wymiarach albo stałych kosmologicznych.

Bąble leżą gdzie indziej w czasoprzestrzeni, choć „gdzie indziej” zostaje rozciągnięte poza zwykłą intuicję. Przyspieszona ekspansja zazwyczaj uniemożliwia przesyłanie sygnałów. Wczesne zderzenie mogłoby pozostawić ślad, lecz poszukiwania nie dały zaakceptowanej detekcji. Motywacja pozostaje teoretyczna: inflacja rozwiązuje problemy młodego wszechświata, a wiele wersji raz rozpoczętych trwa wiecznie.

Teoria kwantowa robi gałęzie

Sformułowanie stanów względnych Everetta zaczyna od innej odmowy: nie dodawaj kolapsu funkcji falowej do równania Schrödingera. Pomiar splątuje obserwatora, aparat i układ. Dekoherencja rozprowadza informację fazową w otoczeniu, przez co wyniki praktycznie nie interferują. Stan uniwersalny zawiera gałąź z każdym zapisanym wynikiem.

Gałąź nie jest zwykle regionem za horyzontem kosmicznym. Przed dekoherencją nakłada się w tym samym opisie czasoprzestrzeni, a różni zapisem wyniku kwantowego. Stałe nie resetują się przy każdym pomiarze elektronu. Wiele światów to interpretacja mechaniki kwantowej skierowana na problem pomiaru; wieczna inflacja to mechanizm kosmologiczny skierowany na młody wszechświat i czasem dostrojenie.

Inne nieskończoności, inne prawdopodobieństwa

Oba ujęcia mają problem miary, lecz nie identyczny. Wieczna inflacja potrzebuje prawdopodobieństw nad nieskończenie wieloma zdarzeniami i typami bąbli. Wiele światów potrzebuje wyjaśnienia, czemu wagi gałęzi zachowują się jak prawdopodobieństwa Borna, skoro wszystkie niezerowe gałęzie występują. Proste liczenie gałęzi zawodzi, bo rozgałęzianie jest ciągłe i zależy od opisu.

Czy mogą być tym samym?

Raphael Bousso i Leonard Susskind zaproponowali głęboki związek: globalne multiwersum mogłoby kodować wiele zdekohorowanych historii dostępnych łatkom przyczynowym, łącząc rozgałęzienia kwantowe z geometrią kosmosu. Inne programy kosmologii kwantowej również traktują funkcję falową wszechświata i historie czasoprzestrzeni razem. To aktywne propozycje, nie słownikowa definicja obu idei.

Nawet jeśli teoria końcowa je zjednoczy, rozróżnienie pozostaje użyteczne. Pytanie o zmienność stałych przywołuje strukturę próżni i kosmologię. Pytanie, czemu detektor zapisuje określony wynik, przywołuje pomiar i dekoherencję. Powiedzenie „multiwersum” bez doprecyzowania jest jak powiedzenie „ewolucja” bez wskazania, czy zmieniają się geny, gwiazdy czy programy.

Co każde z nich wyjaśnia

Krajobraz zaludniany przez wieczną inflację może wspierać selekcję antropiczną: próbowane są liczne stałe, a obserwatorzy pojawiają się w zgodnej mniejszości. Standardowe wiele światów samo nie skanuje stałych fundamentalnych; każda gałąź ewoluuje według tego samego prawa kwantowego. Może zawierać różne wyniki łamania symetrii, jeśli są prawdziwymi alternatywami kwantowymi, ale nie dostarcza automatycznie rozkładu potrzebnego argumentom z dostrojenia.

Najczystszy wniosek jest mechaniczny. Bąble produkuje dynamika czasoprzestrzeni i mogą nieść różne prawa efektywne. Gałęzie produkują splątanie i dekoherencja przy niezmiennym prawie uniwersalnym. „Inne wszechświaty” to wspólna metafora, jeszcze nie wspólna teoria.