Multiverzum része-e az univerzumnak?

A tudományos kutatások néhány eredménye azt sejteti, hogy univerzumunk több univerzumból álló gyűjtemény része – vagyis lehet, hogy csak az idő és a tér más dimenzióin keresztül terjedő, végtelen számú univerzumok egyike. Az infláció elmélete szerint az univerzum létrejötte után az űr tágulása hirtelen felgyorsul, rövid időre. Sőt nemcsak a mi univerzumunk indult növekedésnek, hanem számtalan másiké is, és ez a láncreakció a mai napig tart. Az elmélet szerint ezek az univerzumok miénkből fakadnak, és számunkra teljesen észrevehetetlenek. Belőlük is mind újabbak születnek, végtelen zuhatagként. A többszörös univerzumok ötlete akkor bukkan fel újra, amikor a természet erőinek egymáshoz kapcsolódását próbáljuk elméletben megmagyarázni. Az ebben a témában folytatott kutatások arra engednek következtetni, hogy a valóság 11 dimenzióból áll, nem csak az ismert 3-ból. Az úgynevezett M-elmélet a lehetséges és matematikailag elfogadható univerzumok tárházát tájképként vázolja fel. Ebben a tájban a mi világegyetemünk csak egyetlen völgynek felel meg. A többi völgy is mind egy-egy univerzum, amelyben talán a miénktől teljesen eltérő fizikai törvények uralkodnak.. Bár ezek az elméletek egyelőre csak spekulációk, a Svájcban felállított Nagy Hadronütköztető épp a több dimenzió létezésének bizonyítékait keresi, az Európai Űr ügynökség Planck műholdja pedig az inflációra utaló  jelek után kutat. Ha bármelyik is megtalálja, amit keres, a többszörös univerzumok létezése hihetőbbé válhat.

Csillagporból vagyunk?

Igen. Vérünkben az összes vasatom, csontjainkban az összes kálciumatom, tüdőnkben pedig az összes oxigénatom régebbi mint a Föld, és  valaha mind ott volt egy gigászi csillag szívében. Az Univerzum mindössze héliummal és hidrogénnel született. Ez a két elem ma is a kozmosz atomjainak a 98 százalékát teszi ki – csak két százaléknyi alakult át az összes többi elemmé. Ahhoz, hogy a kémiai elemek így átváltozzanak, akkora hőre és nyomásra van szükség, ami csak egy csillag magjában található meg. Az elemek aztán a csillag életének végeztével újra szétszóródnak az űrben. Így tehát a testünkben található összes atom valaha egy csillaghoz tartozott- leszámítva némi hidrogént.

Gyorsul-e az univerzum tágulása?

Bizony úgy tűnik, hogy igen, de senki nem tudja, miért; ez a modern kozmológia egyik legnagyobb rejtélye. Az 1998-ban felfedezett la-tipusú (sNe la) szupernóva vöröseltolódása alapján amikor két csillagászcsoport is észrevette, hogy a világegyetem távoli részén felrobbanó csillagok halványabbak annál, mint ahogyan a mért távolságuk alapján várható lett volna. Az egyetlen magyarázat erre az, hogy az univerzum egyre gyorsabban tágul. A gyorsulás oka lehet egyfajta energia, a kozmológiában „sötét energiának” nevezett korrekció egy ismeretlen természeti erő hatása. Arra is van esély, hogy csak egy mindeddig megmagyarázatlan kozmikus természeti jelenségről van szó, amelyet az általános relativitásban végzett számítások egyszerűsítése okoz. Bármi is legyen a magyarázat, szükségessé teszi a ma ismert fizika alapvető újragondolását.

Miért sötét az ég éjjel?

Ezt a kérdést a 19. századi csillagász Heinrich Wilhelm Olbers után Olbers-paradoxonként ismerjük. A problémát ő vetette fel, de a kérdés legalább a 16. századig nyúlik vissza. A lényeg: ha az univerzum végtelen, akkor végtelen számú csillagot kellene tartalmaznia. Ha ez így van bármilyen irányba is néznénk, tekintetünk mindenütt egy csillag felületébe ütközne. Bár a távolabbi csillagok halványabbnak tűnnének, mögöttük még több csillag ragyogna. Eszerint a az egész égnek olyan fényesnek kellene lennie, mint a nap felszíne, hiszen végtelen számú csillag összeadódott fénye lángolna rajta. Ez nyilván nincs így, de akkor miért is van sötét éjjel?
Akkor hát az univerzum vagy nem végtelenül nagy, vagy nem tartalmaz végtelen számú csillagot, vagy pedig nem végtelenülrégi. De melyik a helyes válasz? A 20.század legelején Lord Kelvin feltételezte, hogy a paradoxon megoldása : a vilégegyetem nem végtelenül öreg, így a távolabbi csillagok fényének még nem volt idejükelérni hozzánk. Eszerint az univerzum azn része, amelyet megfigyelhetünk - a láthoató univerzum - nem végtelen nagyságú, így nem lehet benn végtelen számú csillag sem. Ma már tudjuk, hogy ha a világmindenség végtelenül nagy lenne is, a csillagok nem születnek olyan gyorsan, és nem is élnek olyan sokáig, hogy megtölthessék fénnyel az egészet, így a paradoxon megoldódott.

Miből van a gravitáció?

Ez a kérdés sok ártalmatlan éjszakát okoz a fizika génuszainak. A természetnek négy alapvető ereje van: az elektromágnesesség, amitől a fényt, az elektromosságot és a mágnesességet kapjuk, az erős nukleáris erő, amely az atommagokat tartja össze, a gyenge nukleáris erő, amely a radioaktiv bomlás bizonyos formáit irányítja, illetve a gravitáció. A gravitáción kívül a többit  a fizikusok a tünékeny közvetítő részecskékkel magyarázzák, melyek két anyagi részecskék között közvetítik a kölcsönhatást. Azt remélik, a tömegvonzás is a kvantumelmélet törvényeinek megfelelően működik, a részecskék által szállítható - ezeket már el is nevezték gravitonoknak. A baj csak az  hogy az elmélet mögött álló matematika visszataszítóan bonyolult, a gravitációnak pedig nincsen ellenőrizhető kvanumelmélet. A gravitációra adott legjobb magyarázatunk nem a kvantumelméletre épít.

Albert Einstein általános relativitási elmélete a tömegvonzást a téridő
kontinuum geometriájával, mintegy az univerzum képlékeny szöveteként magyarázza. Ez az a váz, amelybenaz összes égitest elhelyezkedik. Mivel képlékeny, minden test tömege hatással van a formájára, innen ered a tér görbületeként ismert jelenség. Ez a görbület a téridő négydimenziós geometriájában való interpretációjában érthető meg, amelyet mi magunk háromdimenziós lények lévén nem érzékelhetünk. Érezhetjük viszont, ahogy egy erő beránt minket az elhajlásba, mintha lejtőn gurulnánk lefelé. Einstein szerint a tömegvonzás nem erő, hanem mindössze következnénye annak, hogy olyan univerzumban élünk, amelynek több dimenziója van, mint amennyit képesek vagyunk érzékelni. Ám Einstein elmélete hiányos, hiszen kivételesen erős gravitációs mezőkbe nem állja meg a helyét,  például a fekete lyukak belsejében, vagy a világegyetem keletkezésének pillanatában. Az új gravitációs elmélete tehát létezik, csak még nem találtuk meg.