En el capítol V parlàvem de l’univers de Hubble, un univers de galàxies que s’allunyaven unes de les altres. En el capítol VI parlàvem de l’univers de Guth, on una inflació còsmica primigènia, feia que la matèria-energia del Big Bang originaria dos escampada en un volum que empetiteix l’univers de Hubble. De totes formes, entre allò que denominen l’“univers observable” i el “multivers de nivell 1”, tenim una escala imaginable. Una galàxia pot trobar-se en els límits del nostre “univers observable”, però des d’aquesta galàxia un observador podria veure galàxies situades fora de l’“univers observable”, i la cadena de relacions es manté. Si Guth havia proposat el seu model d’inflació en el 1979, en el 1986, Andrei Linde propugnava un altre mecanisme d’inflació, en un article titulat “Un univers inflacionari caòtic autoreproduït eternament existent”. Allò que Linde anomenava “mini-universos” coincidia amb el concepte d’univers presentat per la teoria del Big Bang (i la teoria inflacionària de Guth), mentre que allò que Linde anomenava “univers” coincideix amb allò que uns altres autors assenyalen com a “multivers”. En la classificació de Max Tegmark del concepte de “multivers”, l’univers de Linde és un “multivers de nivell 2”.
L’univers de Linde consisteix en un “espai buit” en inflació, a partir del es produeixen Big Bangs. En expandir-se aquests universos menors (universos de Guth o universos de Friedmann), els observadors de dins disposen d’un “univers observable” restringit a una regió del seu miniunivers particular.
El multivers de nivell 2
La sistematització feta per Max Tegmark i d’altres autors pot semblar un xic confusa en parlar de “quatre nivells” de multiversos. Cada nivell de multivers, pot ser considerat un “univers” en ell mateix, de forma que la definició pot traslladar-se fàcilment. Fet i fet, cadascun dels capítols d’aquesta sèrie pot considerar-se dedicada a una definició possible de “món” o d’“univers”. El món a escala humana es redueix a una fina capa de (part) de la superfície del planeta Terra. És evident que aquesta definició de “món” és restringida, ja que la immensa majoria de l’energia aprofitada per la biosfera terrestre procedeix del Sol. El món podria ser identificat amb el Sistema Solar, vinculat per aquesta energia solar i pel camp gravitatori del Sol. Fora, però, quedarien els estels. A ull nu o al telescopi, també podem apreciar galàxies ben llunyanes. Allò que podem percebre, però, queda restringit a aquella esfera que anomenem “univers observable”. Més enllà d’això, s’alcen els nivells multiversals.
Ja vam veure que el primer nivell de multivers, fa referència a tots aquells elements que, procedents del mateix Big Bang que el nostre univers observable, queden fora d’aquesta esfera. La mateixa noció d’univers observable ens pot semblar una mica incòmoda, ja que cada observador en l’espai-temps defineix un “univers observable”, del qual és centre per definició. Les coordenades de l’univers observable són unes coordenades galàctiques basades en la posició del Sol respecte del Pla de la Via Làctia: és a dir, no són pas gaire universals. Privats d’èter luminífer, i amb una velocitat finita de la llum, l’univers observable té aquest aspecte desencoratjador. El multivers de nivell 1, per contra, ens mostra un ensems de matèria (en el sentit global del terme, incloent-hi energia fosca, matèria fosca, i les formes més familiars de matèria i energia) disposat en un espai infinit i seguint una distribució ergòdica. Deixant de banda les possibles inhomogeneïtats locals, es tracta d’un espai-temps pla, gairebé cartesià. Una sèrie de lleis naturals i de constants fonamentals tenen validesa en tot el multivers de nivell 1.
El multivers de nivell 1 és una “bombolla post-inflacionària”, és a dir el resultat d’una expansió (Big Bang) produïda a partir de la “inflació caòtica” referida per Andrei Linde. Així doncs, el nivell 2 és el constituït per totes les bombolles post-inflacionàries que resulten d’aquesta “inflació caòtica”.
Les bombolles post-inflacionàries: mateixes lleis, diferents constants
En parlar del multivers de nivell 1, dèiem que els diferents “universos observables” determinats per diferents observadors potencials, segueixen unes mateixes lleis físiques fonamentals i comparteixen les mateixes constants físiques (velocitat de la llum, masses i càrregues de les partícules subatòmiques) i la mateixa dimensionalitat (tres dimensions espaials i una dimensió temporal). No obstant, relacions diferents entre la quantitat d’energia fosca i de matèria fosca, poden determinar diferents taxes d’expansió per a diferents universos observables. Potencialment, poden haver en el mateix multivers de nivell 1, universos destinats a un “Big Rip” (expansió que arriba a disgregar tots els sistemes mantinguts per les forces gravitatòries, electromagnètiques i nuclears), universos destinats a adoptar una taxa constant d’expansió i universos destinats a un “Big Crunch” (expansió revertida en contracció gravitatòria).
En parlar de multivers de nivell 2, els diferents multiversos de nivell 1 compartirien les mateixes equacions fonamentals de la física. Podrien variar, però, les constants, les partícules materials o el nombre de dimensions.
L’existència del multivers de nivell 2
Fora de l’univers observable res no pot ésser observat. No obstant això, de l’observació de l’univers observable hom pot deduir característiques pertanyents als multiversos de nivell 1 i 2. Una d’aquestes característiques és la forma de l’espai-temps, de si segueix (o no) una curvatura esfèrica (tal com fa la superfície terrestre) o una curvatura hiperbòlica. Entre les dues alternatives, hi ha la possibilitat d’un univers sense curvatures. L’estudi de la distribució de les galàxies i, en particular, les observacions sobre la radiació còsmica de fons, assenyalen que l’espai és pla, infinit i llis a gran escala. Un multivers de nivell 1 seria suficient per explicar aquestes característiques, a través del model inflacionari d’Alan Guth.
Les proves de l’existència d’un multivers de nivell 2 són més tènues, i fan referència a problemes cosmològics encara més fonamentals: fluctuacions invariants d’escala, problema d’horitzons, problemes de monopoli, etc. Un d’aquests problemes fa referència als paràmetres que defineixen les constants fonamentals de l’univers. Per què aquests valors, i no uns altres? A través de la inflació caòtica i de l’existència de múltiples bombolles post-inflacionàries, això rebria una explicació més satisfactòria.
Com es relacionen els multiversos de nivell 1 entre ells?
En la formulació de Linde i Vanchurin, els multiversos de nivell 1 que neixen de les diferents “bombolles” són paral·lels. Les bombolles resulten d’oscil·lacions locals del multivers de nivell 2. En el 2009, aquests dos autors es demanaven “quants universos hi ha en el multivers?”, és a dir quants “universos de Friedmann” (multivers de nivell 1) hi ha un “univers de Linde” (multivers de nivell 2) i avançaven una xifra de l’escala de 10 elevat a 10 elevat a 10.000.000.
Max Tegmark també atribueix a la categoria de “multivers de nivell 2” la sèrie d’universos que contempla la teoria oscil·latòria de John Archibald Wheeler i contemplada més recentment pels models de Steinhardt-Turok i Baum-Frampton. El model cíclic contempla una sèrie d’encadenaments entre “big bangs” i “big crunch”. Cada “big crunch” condueix a un “big bang”. Arran del “big bang” l’univers s’expandeix, fins que la gravetat compensa l’expansió i la reverteix fins a arribar al “big crunch” següent. Les dades cosmològiques actuals no afavoreixen aquest model. Això no vol dir, però, que les relacions entre els “universos de Friedmann” (o de Guth, segons gustos de nomenclatura) que se succeeixen no siguin les de multiversos de nivell 1 engranats en un multivers de nivell 2. Cada big bang, en aquesta sèrie infinita, pot conduir a uns valors determinats de constants físiques.
Un altre exemple de multivers de nivell 2 és el que podem deduir arran de la teoria dels “universos fecunds” de Lee Smolin, publicada el 1992. En un univers on es puguin generar estels de prou massa, s’hi generaran forats negres. Aquests forats negres constitueixen “singularitats”, anàlogues a les “singularitats” que es produeixen en un “big crunch/big bang”. Allò que apareix com a “forat negre” en un univers, és el “big bang” d’un nou univers.
Ens pot semblar que som ben bé en els límits de la cosmologia científica. Això no impedeix que autors com Smolin facin prediccions falsejables sobre el nostre univers observable. La cosa, però, no queda en el nivell 2 de multiversos.
Des de la Mediterrània 