Megjelent Hawking utolsó tanulmánya: nem buborékban élünk

Nem egész két hónappal a halála után megjelent az Einstein születésnapján elhunyt Stephen Hawking utolsó publikációja. A már leromló állapotban, egy belga fizikussal együtt írt tanulmány egy korábbi verziója már ismert volt, most azonban a végső szöveg is napvilágra került a Journal of High Energy Physics hasábjain.

A cikket a népszerűsítő sajtó már csak amiatt is hajlamos volt nagy jelentőségűnek mondani, hogy ez volt korunk legismertebb elméleti fizikusának utolsó szövege. Afféle testamentum helyett azonban inkább egy olyan elméleti fizikai spekulációról van szó, ami az azt valóban értők szerint messze van attól, hogy forradalmi legyen. Mi nem tartozunk ezek közé, de az összefoglaló anyagok alapján azért röviden elmondjuk, körülbelül miről van szó. Akit mélyebben érdekel, a tanulmány egészét is elolvashatja.

Hawking és a Leuveni Egyetemen dolgozó Thomas Hertog tanulmánya (címe: A Smooth Exit from Eternal Inflation?, magyarul kb. „Óvatos kihátrálás az örök inflációból?”) a kozmosz természetének lényegével, a párhuzamos világegyetemek létével, a multiverzumokkal foglalkozik, és azzal, hogy a számunkra ismert világegyetem vajon csak egy különleges buborék-e a más törvények szerint működő nagy egészen belül.

A címben is szereplő infláció fogalma arra a kozmológiai elképzelésére vonatkozik, mely szerint az ősrobbanás után a világegyetem a fénysebességnél gyorsabban kezdett tágulni, miközben a kvantummechanika véletlenszerű energiafluktuációi „összecsomósodva” létrehozták az univerzum makroszerkezetét. Az egyik népszerű hipotézis szerint ez az infláció még ma is tart, és a kozmosz egésze alapvetően szabálytalan. A kozmosz eszerint kb. úgy képzelhető el, mint egy hatalmas óceán, melyben ugyanakkor kis „buborékok” vannak, ahol a rajtuk kívüli infláció hiányzik. A multiverzum-elméletek szerint a mi világegyetemünk is csak egy ilyen buborék lenne; miközben rengeteg (vagy akár végtelen számú) másik univerzum más buborékokat formál, és ezekben a fizikai törvények is eltérnek a számunkra ismertektől.

Hawking utolsó tanulmánya ezt a hipotézist vitatja. Ehelyett egy egyszerűsített modellt ajánl, melyben a világegyetem sokkal kevésbé szabálytalan – ami ugye megfelel annak az általános megfigyelésünknek, hogy a fizikai törvények nekünk egyelőre mindenhol hasonlóan univerzálisnak tűnnek. Bár multiverzumok Hawking szerint is lehetnek, ezek számát és különbözőségüket alacsonyabbra teszi.

A modell Hawking saját korábbi, nyolcvanas évekbeli elképzelésével is szembemegy: akkor a brit fizikus még egy határ nélküli kozmosszal számolt: mivel úgy gondolta, hogy az ősrobbanás előtt csak az idő nem létezett, de a tér igen, a megszülető világegyetemnek nem volt térbeli határa. Az új modell ezzel szemben laikus szóval élve visszahozza „a világvégét”. Mármint térbeli értelemben: eszerint a kozmosznak mégis volt határa. Hawking szavaival:

A világegyetemünk összességében viszonylag egyenletes és véges, vagyis nem fraktálszerkezetű.

Hawkingék utolsó cikke az örök inflációt is vitatja, azzal összefüggésben, hogy Einstein általános relativitáselmélete kvantumszinten nem működik.

A hawkingi elmélet ezúttal is alapvetően izgalmas, de nehezen vagy sehogy sem ellenőrizhető spekuláció a világegyetem alapszerkezetéről – mondják; az empirikus eszköztár távol van attól, hogy elméleti modelljét megerősíteni vagy cáfolni lehessen. Szerzőtára, a belga Hertog ezzel együtt azt reméli, hogy a gravitációs hullámok vizsgálata egyszer majd az örök kozmikus infláció nyomait is segíthet észlelni – már ha lennének ilyenek.