매년 여름 2 주 동안 부모님은 아드리아 해안을 따라 오래된 해안 마을 인 Vlora의 해변에서 휴가 아파트를 임대했습니다. 그것은 그리스와 로마 시대의 Aulona로 알려졌으며 1980 년대 공산주의자 알바니아에서도 방문하기에 특별한 장소였습니다. 장소의 전통, 미신 및 풍경에 각인 된 Aulona의 정신은 시간 외에 떠 다니고 있습니다. 마을은 높은 산, 청록색 물 및 검은 바위의 견고한 지형으로 보호되어 일몰시 침묵으로 조화를 이룹니다. 터무니없는 꿈을 꾸는 곳입니다.
내가 가장 좋아하는 저녁 활동은 황량한 모래에만 앉는 것이 었습니다. 나는 해안에 리드미컬하게 부서지기 전에 소리가없는 수평선에 파도가 머무르는 것을 보았다. 밤이 무너지면서 하늘과 바다를 나누는 선이 사라질 때까지 기다렸다가 모든 경계가 사라질 때까지 기다렸습니다. 물론 모든 사람들은 지평선 너머의 세상이 철 커튼 뒤에있는 우리의 사람들에게 엄격하게 금지되어 있다는 것을 알고있었습니다. 그러나 어둠에 앉아 나는 자유롭게 상상할 수있었습니다. 아드리아주의의 반대편에있는 아이들은 우리가 공유 한 하늘의 가장자리에 똑같이 매혹 되었습니까? 결국 아빠는 와서 견책없이 내 옆 모래에 앉아있었습니다. 그런 다음 하늘과의 대화에서 우리 둘이었습니다. 얼마 지나지 않아 그는 말하면서 떠날 시간이라고 말하고 바다와 하늘의 부드러운 주문이 부러 질 것입니다.
20 년 후, 2009 년에 나는 케임브리지 대학의 케임브리지 (Cambridge)의 카브리 (Kavli Institute for Cosmology)의 방에서 수십 명의 다른 과학자들과 함께 플랑크 위성의 출시를 지켜 보았습니다. 머플 버즈가 방에 신중한 흥분으로 가득 차있었습니다. 라이브 전송에서 일시 정지에 대한 우려로 인해 캐주얼 대화가 중단됩니다. 카운트 다운이 시작되자 방은 조용히 조용해졌고, 리프 오프로 깊은 환호와 큰 박수를 보냈습니다.
플랑크는 우주 전자 레인지 (CMB)라고 불리는 우주의 불 같은 출생에서 남은 부드러운 빛의 빛을 측정하기 위해 길을 가고있었습니다. CMB는 우리가 우주의 존재의 첫 몇 순간에 시선을 던지고 매우 고대의 질문에 빛을 발산 할 수있는 상세한 지문입니다. 우리는 어디에서 왔으며 어떻게 여기에 도착 했습니까? (표준 모델을 참조하십시오.) 이번 3 월, 4 년 동안 미션에서 Planck Collaboration은 CMB의 가장 세밀한 맵을 발표했습니다. 세부 사항에는 폭탄이있었습니다. CMB 밝기 분포의 이상은 우리 자신의 우주에서 어떤 것도 얻을 수 없었습니다. 여기에 우리 자신의 우주는 겸손한 멤버 일뿐입니다. 우리의 탐사 범위의 한계는 갑자기 엄청나게 성장했습니다. 우리는 Multiverse의 해안에있었습니다.
다른 우주의 존재를 고려하는 것은 새로운 노력이 아닙니다. 선사 시대부터 현재 까지이 가능성은 철학자, 작가 및 과학자의 상상력을 촉발 시켰습니다. 그러나 대부분의 역사에서는 진지하게 받아 들여진 생각이 아니 었습니다. 철학적으로, 그것은 불필요한 합병증이었으며, 단순히 우리의 기원의 신비를 원칙적으로 관찰 할 수없는 새로운 현실의 층으로 밀어 넣었습니다. 그리고 과학적이되기 위해서는 이론이 위조 될 필요가 있기 때문에 많은 과학자들은 다 폭력을“실제”과학으로 보지 못했습니다. 미적으로도, 다중 사람들은 매력적이지 않았습니다. 과학자들은 자연이 단순하고 경제적이라고 믿었습니다. 하나의 우주는 충분 했으므로 왜 더 귀찮게합니까? 그러나 우리의 과학적 이해가 발전함에 따라, 다중 사람들은 자연의 이론, 우리가 신뢰하고 소중히 여기는 자연의 이론, 즉 양자 역학, 인플레이션 및 현악 이론에 대한 피할 수없는 예측이라는 것이 분명해졌습니다. 오늘날, 과거의 관성과 편견에 직면하자마자, Multiverse는 마침내 심각한 과학 연구의 영역에 들어가고 있습니다.
당신이 전에이 이야기를 들었을 것이라고 생각한다면, 당신은 가지고 있습니다. 원자가에서 스토아와 3 세기 그리스도인, 루크레티우스에서 데카르트, 프톨레마이오스에서 갈릴레오와 칸트에 이르기까지, 특별한 기원을 가진 단일 우주와 각각의 시작된 우주 모음 사이의 전투는 수세기 동안 임금을 받았습니다. 행성과 별들에 대해 비슷한 전투가 벌어졌습니다. 16 세기에 코페르니쿠스는 교회와 다른 과학자들의 뻣뻣한 저항에 직면하여 우리 우주의 중심에서 지구를 꺼냈다. 다중 사람들은 코페르니 카 이야기의 궁극적 인 확장 일 수 있습니다. 우주 전체조차도 특별히 중요하지는 않지만 무한히 다른 많은 욕구들 사이에 있습니다.
Multiverse 이야기에는 또한 Copernicus가 있습니다 :Hugh Everett는 박사 학위의 일환으로 50 년 전 논문은 양자 역학을 전체 우주에 적용함으로써 최초의 Multiverse 이론을 공개적으로 개척 할 용기를 가졌다. 그는 우주가 가장 빠른 순간에 작기 때문에 양자 역학에 의해 통제되어야한다고 추론했다. 파동 입자 이중성을 사용하여 그는 베이비 우주를 양자 파파 킷처럼 행동하는 입자로 데려 갔다. 그는 수학적 웨이브 포켓 솔루션의 온 가족 인 양자 우주의 가족을 발견했습니다. 우리가 단일 우주에 관찰 적으로 국한되어 있음을 알고, 그는 우리 우주의 양자 기원이 다른 많은 우주들에게 동등한 존재 가능성을 부여한다는 생각으로 씨름해야했습니다.
에버렛은 하나를 제외한 모든 솔루션을 버릴 수있는 물리적 기준을 알지 못했기 때문에 많은 세계의 존재가 양자 역학의 자연스러운 결과라는 결론을 내렸다. 그의 주장은 양자 역학의 창립 아버지 인 Niels Bohr의 주목을 끌기에 충분히 강력했습니다. 물리학 분야의 에버렛의 학업 경력은 박사 학위를 넘어서는 것이 아닙니다. 연구와 다중 사람들의 연구는 40 년 이상 콜드 사례가되었습니다.
10 년 전 끈 이론의 풍경을 발견 한 결과, 많은 우주 이론에 대한 저항이 바뀌 었습니다. 문자열 이론은 우리가 기본 자연 이론에 대한 최고의 후보이며 11 차원 시공간에서 작동합니다. 그러나 물론 우리 우주는 높이, 너비, 길이 및 시간의 4 가지 차원 만있는 것으로 보입니다. 문자열 이론의 한 가지 목표는 어떻게 든 7 개의 여분의 공간 차원을 제거하는 것입니다. 이것은 아주 멀리 떨어진 1 차원 끈처럼 보이는 3 차원 정원 호스와 유사합니다.
그러나 7 차원을 컬링하고 에너지 내용물을 나머지 4 차원에 버리는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이 천년이 시작될 때, 그렇게 할 수있는 모든 가능한 모든 방법을 소진시키는 수학적 운동은 4 차원 우주에 대한 수많은 수많은 시작을 발견하게되었습니다. 이 무리의 에너지 프로파일은 문자열 이론의 풍경으로 만들어졌습니다. 풍경의 각 에너지 계곡은 빅뱅을 통해 우주의 탄생을 주최 할 수있는 잠재적 인 장소였습니다. Multiverse는 다시 한 번 머리를 양육하고 있었지만 이번에는 수십 년 동안의 이론적 인 운동이 끝날 무렵
조경 발견은 현악 이론의 위기로 신속하게 선언되었습니다. 주요“모든 이론”이 어떻게 단일 우주가 있었고 그것이 우리 자신의 특성을 가지고 있다고 예측하지 못할 수 있습니까? 우리의 우주가 우리가 그것을 관찰하기 위해 여기에 있기 때문이라고 주장하는 인위적인 원리는 위기에서 벗어날 수있는 길로 광고되었습니다. 나는 당시 첫 교수직을 시작했고, 멘토는 적어도 재임 기간이 될 때까지 빠른 결과를 낳을 수없는 논란의 여지가없는 주제에 대한 연구에 초점을 맞출 것을 제안했습니다. 이것은 잘 조언했지만 자연의 가장 매혹적인 비밀도 저항 할 수없는 호소력을 가지고있었습니다. 내 분야의 의인성 논쟁에 대한 충성을 강화하는 것에 대한 불편 함은 또한 대답을 계산할 수있는 과학적 형식주의를 찾는 것을 촉발시켰다. 취할 가치가있는 위험이었습니다.
이전 연구에서 이루어진 잠재적 인 함정과 가정을 조사한 후, 나는 우리의 우주가 왜 선발 된 이유에 대한 질문이 다양한 시작의 가능성을 허용하지 않는 한 의미가 없다고 결론을 내 렸습니다. 그렇지 않으면,“우리가 왜이 우주로 시작했는지”라는 질문은“우리가 처음부터 시작해야 할 것은이 우주였습니다.”라는 답과 구별 할 수 없었습니다. 어려운 단계는 문자열 이론이 발견되었다는 잠재적 상태의 앙상블에서 어떻게 선택을 도출 할 수 있는지 보여주는 것이 었습니다.
나는 우리가 일련의 초기 우주를 고려하고 각각을 풍경의 에너지 계곡을 통해 이동하는 웨이브 패킷과 같은 입자로 취급 할 것을 제안했다. 그러면 우리는 스스로에게 물어볼 수 있습니다.이 초기 우주는 양자 역학의 법칙에 따라 어떻게 진화할까요? 이 접근법은 가정을 할 필요성을 피하고 에버렛 다비 트를 문자열 이론의 풍경에 포함시킨다. 또한 어떤면에서 친숙한 계산입니다. 양자 역학을 모든 초기 유니버스 상태의 풀에 적용하는 것은 물리학자가 전자가 전자를 어떻게 이동하는지 계산하는 방식과 매우 유사합니다. 와이어에있는 원자 사슬의 에너지 장은 풍경의 에너지 계곡 사슬에 해당합니다. 그리고 전자의 파동은 초기 우주의 파도 패킷에 해당합니다.
경관에서 에너지의 분포는 유리 또는 불완전한 결함으로 채워진 와이어와 같은 절연 재료의 원자 부위의 에너지와 같이 고도로 무질서합니다. 유리를 통과하는 전자가 원자 부위에 갇히는 것처럼, 풍경을 가로 질러 이동하는 우주의 파동 포켓이 에너지 부위에 갇히게됩니다. 조경이 완벽하게 주문한 전도선과 같이주기적인 저에너지 부지의 체인으로 고도로 주문 되었다면 우주가 없을 것입니다. Wavepackets는 단일 에너지 계곡으로 현지화되지 않았을 것입니다. 대신, 그들은 좋은 지휘자의 전자처럼 풍경을 통해 끝까지 수행되었을 것입니다.
우리는 우주가 약 10^25 전자 볼트의 매우 높은 에너지 초기 상태에서 시작했다는 것을 알고 있습니다. 원시파 패킷이 무질서한 에너지 환경을 방황했다는 점을 감안할 때 왜 저에너지 부지를 선택하지 않았습니까? 대답은 단순히, 풍경의 웨이브 패킷의 양자 진화로 인해 고 에너지 초기 상태가 빅뱅 폭발을 겪고 큰“실제”우주가 될 수있는 유일한 초기 상태라는 것입니다. 이들 상태의 진화는 성장을 가속화 한 환경에서 얻은 에너지 사이의 균형과 성장을 감소시키고 초기 상태를 한 지점으로 붕괴시켰다.
.이 결과는 당시 급진적 인 것으로 간주되었습니다. 그러나 그들은 또한 모든 주장이 추측이나 가설보다는 양자 방정식에서 파생 되었기 때문에 격려했다. 처음으로 우리는 왜 우리 자신과 같은 고 에너지 우주만이 선택되었는지 설명하는 이론을 가지고있었습니다. 이 이론은 또한 지난 세기의 위대한 과학적 부두인 문자열 이론과 양자 역학 중 하나를 모아서 하나의 다중 사람으로 통합했습니다. 그러나 여전히 우리는 테스트 가능한 예측이 없었습니다. 질문은 어떻게 다수를 찾으십니까?
나는 대답이 우리 앞에 있다는 것을 깨달았을 때 아침을 기억합니다. 2005 년 초 가을이었고 지난 몇 주 동안 대부분의 실망과 좌절 상태에서 대부분을 보냈습니다. 매일 낙관론으로 시작했으며 문제를 깨뜨리는 데 가까웠다는 느낌이 들었습니다. 그러나 필연적으로, 긴 저녁 산책이 생각한 후에, 나는 접근 방식에서 소수의 논리적 결함을 발견하고 문제를 해결할 수 없다고 확신하게 될 것입니다. 설상가상으로, 그 해에는 오전 8시에 큰 수업을 가르쳐야했는데, 이는 학생이나 나 자신과 같은 사람에게는 밤에 가장 잘 일하는 사람에게는 쉽지 않습니다. 나는 그날 아침 오전 9시에 가르침을 마쳤고 아이디어가 나를 때렸을 때 스타 벅스의 창문을 통해 빈 쳐다보고 있었다.
초기 순간, 우리의 우주는 다른 우주와 연결되거나“얽힌”것입니다. 우리 우주가 빠르게 성장하고 양자 적 특성을 흘리면서, 그것은 디코 언어로 알려진 과정에서 다른 모든 생존 우주들과 영원히 분리되었습니다. 그러나 Quantum Wavelike Universe를 포함한 시스템에 대한 정보는 결코 손실되지 않는다. 이 원칙은 우리 우주의 다른 사람들과의 얽힘의 표시가 오늘날의 하늘 어딘가에 보존되어 있음을 보장했습니다.
공동 작업자 인 Tomo Takahashi 및 Richard Holman과 함께 2006 년 다른 우주의 서명에 대한 구체적이고 경험적 예측을 만드는“Avatars of the Landscape”라는 일련의 논문을 출판했습니다. 가장 중요한 것은, 우리는 우리 우주의 초기 얽힘과 나머지 다중 사람들과 함께 CMB의 강도와 구조로 알려진 우주 주변의 물질 분포에 독립적 인 변동 원을 추가했음을 보여 주었다. 또한, 우리는 얽힘의 강도를 계산하고 그 효과가 대규모로 관찰 될 수 있어야 함을 보여 주었다 (Multiverse의 9 개의 비밀 코드 참조).
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우리가 우리의 작품을 출판했을 때, 우리는 이러한 예측이 우리의 생애 내에 확인 될 것이라는 꿈을 꾸지 않았습니다. 놀랍게도, 9 명 중 8 명은 7 년 안에 테스트를 거쳤으며 모두 데이터와 일치했습니다. 이번 3 월에 Planck 위성 데이터는이 예측 중 7 가지를 한 번에 성공적으로 테스트했습니다. 약 1 조 전자 볼트의 에너지에서 초대형 (SUSY) 파손의 부재는 9 번째 예측과 일치하여 큰 Hadron Collider에 의해 확인되었다. 어두운 흐름 예측만이 여전히 논쟁의 여지가 있으며, 두 개의 플랑크 팀 논문이 상충되는 결론을 이끌어냅니다. 종합하면,이 9 가지 예측은 9 개 모두 단일 이론적 틀에서 비롯되기 때문에 이론에 대한 매우 엄격한 테스트를 나타냅니다. 이러한 예측 중 어느 것도 특정 데이터 세트를 맞추기 위해 다른 8 개와 독립적으로 다를 수 없습니다. 데이터는 모두 확인해야합니다. 또는 이론이 배제되어야합니다.
.우주 전자 레인지 배경 (1992 년 Cobe 및 2007 년 WMAP)의 두 가지 이전 측정은 Planck에 의해 측정 된 것과 같은 이상을 관찰했지만 더 낮은 수준의 신뢰도를 관찰했습니다. 플랑크 이상이 과대 평가 된 것으로 밝혀 질 수 있습니다. 그것이 사건으로 판명되면 우리는 정사각형으로 돌아올 것입니다. 그러나 이상이 확인되고, 그로 인해 Multiverse를 처음으로 엿볼 수 있다면, 우리는 놀라운 것을 달성했을 것입니다. 우리는 다른 우주에 대한 증거를 발견했을뿐만 아니라, 우리가 작품에서 사용한 풍경에 대한 설명을 그의 현악 이론의 첫 번째 테스트도 발견했을 것입니다. 더 광범위하게, 여러 우주의 존재는 우리가 코스모스에 대한 가장 소중한 개념을 다시 방문하고 대면하고 새로운 현실의 온톨로지를 개발할 것을 요구할 것입니다. 모든 우주는 같은 기본 시공간 직물에 살고 있습니까? 빅뱅 이전에 시간 개념이 있었습니까? 우리와 얽매이지 않은 우주를 감지 할 수 있습니까? 자연의 법칙을 결정하는 것은 무엇입니까? 흥미 진진한 시간이 될 것입니다.
2013 년에 나는 Vlora에서 내가 가장 좋아하는 장소로 돌아와 3 살짜리 딸을 데려 왔습니다. 나는 그녀를 면밀히 보았다. 그녀는 그곳에있는 것이 기뻤습니다. 나는 우리가 정치적, 과학적으로 한 세대에 얼마나 놀라운 지 생각했습니다. 일반적인 침묵은 그녀의 전염성 킥킥 웃음으로 대체되었습니다. 그녀는 이미 알고 있었기 때문에 아드리아 해를 넘어서 무엇이 있는지 궁금하지 않았습니다. 그녀는 거기에 있었다. 그리고 그 후에 그 장소와 그 후에는 바다를 가로 질러. 그녀의 나이에 나는 결코 그렇게 생각하지 않았다고 생각했다. 그러나 그녀는 상상력과 발견에 대한 한계를 받아들이지 않는 다른 세대에 속합니다. 수평선이 흐려지고 바다와 하늘이 합병되면서 내 생각은 다시 부서진 경계로 바뀌 었습니다.
Laura Mersini-Houghton은 Chapel Hill의 노스 캐롤라이나 대학교의 물리학 부교수입니다.
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