Stephen Hawking: Multiversets mester
Multiverset udfordrer videnskaben, som vi kender den, og det brød Stephen Hawking sig ikke om. Men vores rejse mod tidens grænser har forandret vores syn på kosmos og på os selv.
Stephen Hawking kosmologi teori Thomas Hertog multivers univers Big Bang kvantemekanisme adfærd fluktuerende inflation antropisk princip homogen jævn stjerner kosmos tredimensional todimensional

Stephen Hawking og Thomas Hertog benyttede en teknik kaldet holografi – en metode til lagring af information, der kan reducere tredimensionale rum til todimensionale projektioner – til at beregne, hvordan universet ser ud. (Foto: Shutterstock)

Da jeg først mødte Stephen Hawking på hans kontor i Cambridge i 1998, havde han blandede følelser for multiverset; det hypotetiske sæt af adskillige, mulige universer, hvor vores univers blot er ét blandt mange.

Sammen påbegyndte vi en søgen på en dybere forståelse af det. Rejsen førte os til Big Bang og tidens begyndelse samt banede vejen for en helt ny opfattelse af kosmos.

Multiverset er en naturlig – måske endda uundgåelig – konsekvens af en kvanteverden, der i bund og grund er styret af uvished og tilfældigheder.

Historien kort
  • Thomas Hertog er medforfatter på Stephen Hawkings sidste forskningsartikel 'A Smooth Exit from Eternal Inflation'.
  • I studiet argumenterer de to forskere for, at man kan spore eksistensen af andre universer i vores univers.
  • Her fortæller Thomas Hertog om sin oplevelse af samarbejdet med den nu afdøde superstjerne.

Multiverset udfordrer videnskaben

Men multiversets eksistens udfordrer videnskaben, som vi kender den, og begrænser, hvad kosmologien kan fortælle os om vores verden.

Nogle argumenterer endda for, at teorien om multiverset slet ikke bør anses som videnskab, fordi vi ikke kan springe fra det ene univers til det næste for at afprøve den.

Stephen Hawking – stædig, skarp og mere end noget andet med et uendelig passioneret forhold til kosmologien – var uenig.

»Mit mål er simpelt,« sagde han engang:

»Det er en fuldstændig forståelse af universet, hvorfor det eksisterer, og hvorfor det er, som det er.«

Derfor satte vi os for at omdanne den intuitive forestilling af multiverset til en stringent og testbar teoretisk ramme for kosmologien.

Vores rejse

Jeg rejste til Cambridge fra Belgien for at studere teoretisk kosmologi, og Stephen Hawking tog mig under sine vinger.

I dagevis arbejdede vi side om side, og til sidst befandt vi os på den samme videnskabelige bølgelængde.

Han var en sandhedssøger med en umættelig passion for videnskabelig kulegravning og en utrolig livsglæde.

Jeg tror, det var det, som gjorde ham i stand til at hænge i på trods af hans fysiske udfordringer.

Det var i hvert fald det, som gjorde ham så sjov at arbejde sammen med – man var aldrig helt sikker på, hvornår fysikken sluttede, og festen begyndte.

Stephen og jeg kom tæt på hinanden gennem vores intellektuelle tilknytning og fælles glæde ved at opdage. Vores mission – at forstå multiverset – gjorde os til soulmates.

Stephen Hawking kosmologi teori Thomas Hertog multivers univers Big Bang kvantemekanisme adfærd fluktuerende inflation antropisk princip homogen jævn stjerner kosmos tredimensional todimensional

»Mit mål er simpelt,« sagde Stephen Hawking engang. »Det er en fuldstændig forståelse af universet, hvorfor det eksisterer, og hvorfor det er, som det er.« (Foto: NASA)

I løbet af det første år, vi samarbejdede, kommunikerede Stephen gennem en computer, han styrede via en håndholdt mus og en cursor på skærmen til at udvælge ord fra en digital ordbog.

På denne måde kunne han sammensætte sætninger med en hastighed på nogle få ord i minuttet.

Da han ikke længere havde kræfter nok i hånden til at styre musen, gik Stephen over til at bevæge cursoren på skærmen ved at aktivere en sensor monteret på sine briller ved hjælp af sin kind.

Og da det blev for svært, satte jeg mig foran Stephen i hans synsfelt og kulegravede hans forstand ved at affyre spørgsmål.

Stephens øjne lyste op, når mine argumenter gav genlyd i hans intuition.

Det byggede vi på for at navigere og granske det fælles sprog og den gensidige forståelse, vi havde udviklet i løbet af årene.

Udforsker universets grænser

Vores søgen efter en dybere forståelse af kosmossets bagvedliggende arkitektur førte os til universets mest ekstreme regioner ved tidens udkant: Ved tidens ende dybt inde i sorte huller – og ved Big Bang, hvor selve tiden opstod.

Hvad sker der ved verdens udkant, hvor tid ikke længere er meningfuld, og Einsteins relativitetsteori bryder sammen?

Er de fysiske forhold ved universets begyndelse forankret i naturvidenskaben; koder de det fremspirende univers overordnede evolution? 

Hvorfor gør universet sig overhovedet den ulejlighed at eksistere?

Kvanteteori forudsiger multivers

Ved universets begyndelse fusionerer den makroskopiske verden styret af tyngdekraften og beskrevet af Einsteins teori om rumtidens krumning med partiklernes mikroskopiske verden, der er styret af kvanteteori.

For at beskrive, hvad der skete ved Big Bang, skal disse to meget forskellige verdensperspektiver sammenlægges i et enkelt, forenet struktur.

Men kvanteteori forudsiger sandsynligheden for flere forskellige udfald.

I kvanteteorien beskriver sandsynlighedstætheden, hvor sandsynligt det er, at en partikel befinder sig på et givet sted.

Men hvis vi overfører det til kosmologien, er udfaldet et helt univers!

Derfor forudsiger en kvanteteoretisk opfattelse af Big Bang en hel række forskellige universer – hver med deres helt egen evolution.

Sammen danner de et multivers – en superposition af mange parallelle verdener.

Hologram ved tidens begyndelse

Ved at trække på nye udviklinger inden for strengteorien udviklede Stephen og jeg en kvantemodel af Big Bang.

Strengteorien forudsiger, at vores univers grundlæggende er et hologram, der kun åbenbarer sig under de mest ekstreme forhold – som eksempelvis Big Bang.

Det er en smule abstrakt, men et hologram er en forandring i en dimension, hvor al information bliver projiceret og indkodet på en overflade.

Det er en opfattelse, vi benyttede i strengteorien til at projicere en tidsdimension i de tidligste evolutionsstadier af vores univers og til at beskrive dem på en helt tidløs måde.

På denne måde undgår vores teori sammenbruddet af Einsteins relativitetsteori i forbindelse med Big Bang, fordi vi taber enhver opfattelse af tid på vejen derhen.

Forskerzonen

Denne artikel er en del af Forskerzonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.

Forskerzonen er støttet af Lundbeckfonden.

Styrer multiverset

Kort før Stephen døde, fornemmede jeg, at Stephen følte, at holografi gav os det greb om multiverset, han altid havde ledt efter.

Vi har ikke begrænset os til et unikt univers, men vores beskrivelse af Big Bang som et hologram forudsætter en markant reduktion af multiverset – helt ned til en samling universer, der udvikler sig meget lig vores.

Med karakteristisk og altoverskyggende entusiasme erklærede Stephen, at vi endelig styrede multiverset – og det kunne han godt lide. Måske gør vi.

Men der skal meget mere forskning til for at afkode hologrammet ved tidens begyndelse for helt at forstå det nye syn på universet, som det dækker over.

Læs denne artikel på engelsk på vores internationale søstersite ScienceNordic.com. Oversat af Stephanie Lammers-Clark.

Thomas Hertog har just formidlet netop dette emne i København. Det skete hos Science & Cocktails lørdag 6.10. Video til hans foredrag følger senere. 

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.