„Új paradigmát alkottunk, de még nagyon sokat kell dolgozni rajta” – idézte a Science Thomas Hertogot, a Leuveni Katolikus Egyetem elméletifizika-professzorát, Steven Hawking testamentumnak is beillő utolsó tanulmányának társzszerzőjét.

Ahogy mi is megírtuk, a brit Stephen Hawking, a világ talán leghíresebb elméleti fizikusa halála előtt két héttel jelent meg a Journal of High Energy Physics folyóiratban – A Smooth Exit from Eternal Inflation? címen – az a 17 oldalas dolgozat, amely május 2-ától már bárki számára elérhető és olvasható. A szerzőpáros ebben az örökös infláció (eternal inflation) elméletét cáfolva új magyarázatokkal szolgál a kozmológia nyitott kérdéseire.

Örökkön örökké, vagy mégsem?

A jelenleg ismert világegyetemet létrehozó ősrobbanás utáni első pillanatok történései még homályosak. A számításokkal és megfigyelésekkel is leginkább alátámasztott (felfúvódásként is emlegetett) kozmikus infláció elméletének különféle verziói a tér exponenciális terjeszkedését, majd annak lassulását írják le. Alekszej Sztarobinszkij és Alan Guth fizikusoknak az 1970-es évek végére sikerült matematikai magyarázattal szolgálniuk arra, hogy a galaxisok, galaxishalmazok miért úgy távolodnak egymástól, mintha csak a közöttük lévő tér tágulna, illetve nyúlna.

Az inflációt matematikailag modellező elméletek közül – az orosz Andrej Linde nevéhez fűződő – örökös infláció néven ismert változat szerint ennek oka, hogy az univerzumnak vannak napjainkig is inflációban részt vevő részei, de folyamatosan szakadnak le róla olyan tartományok, ahol az infláció véget ér. Ezek a tartományok új, az ismerttől mindenben eltérő, végtelen számú világegyetemet, vagyis multiverzumot hoznak létre. Az univerzum ezen inflációmentes zsebeinek egyikében található a Föld is – a gond csak az, hogy más zsebek épp a felfúvódás miatt elméletileg is elérhetetlenek az emberiség számára.

Hawking és Hertog szerint azonban nincs örökös infláció, a párhuzamos világokat rejtő multiverzum pedig feltérképezhető – még ha meglátogatni egy ilyen világot szerintük sem lehetséges.

Dimenzióugrásokkal az egyetlen ősrobbanás nyomában

A szerzők a húrelmélet és a holografikus elv – az általánosan ismert tér- és idődimenzióknál jóval több, illetve olykor kevesebb dimenzióval operáló, a számítási műveleteket a dimenziók között eredményesen transzponáló – matematikáját hívták segítségül. Állításuk szerint ezek alapján csak olyan univerzumok léteznek, amelyek ugyanolyan fizikai törvényekkel rendelkeznek, mint a miénk. Ráadásul a kozmikus háttérsugárzás, vagyis az úgynevezett ősrobbanás-visszhang, valamint a gravitációshullám-detektorok adatainak begyűjtésével mindez meg is tapasztalható.

Az új tanulmányban Hawking és Hertog tovább görgeti azt a 2006-ban már közös erővel kifejtett levezetést is, amelynek értelmében a világegyetem kiindulópontját nem egyetlen abszolút kezdetként kell értelmezni, hanem több, jóformán azonos eséllyel lehetséges kezdeti pont összességeként.