Laura Mersini-Houghton ble født i Albania og vokste opp under et totalitært kommunistregime som frem til sammenbruddet i 1991 avskåret landet fra resten av verden. Påvirket av sin far, Nexhat Mersini, en matematiker, utviklet hun en stor interesse for fysikk og vant i 1994 et Fulbright-stipend for å studere i USA. Hennes første bok, Før Big Bang, beskriver hennes søken etter å belyse opprinnelsen til universet vårt og bevise at vi er ett av mange universer i et mye større multivers. Mersini-Houghton er nå professor i teoretisk fysikk og kosmologi ved University of North Carolina i Chapel Hill, selv om hun for tiden er i Cambridge, England, hvor hun tilbringer tid hver sommer med forskning.
Hvordan formet livet i et lukket samfunn tankegangen din?
Jeg tror det oppmuntret til en større kjærlighet til frihet og kunnskap – hver gang du blir forbudt å finne ut om et sted utenfor, gjør det deg bare mer nysgjerrig. På grunn av den svært dystre virkeligheten i Albania hadde vi også få distraksjoner, så folk var mer tørste etter kunnskap enn jeg nå ser i vest. Det er også den enkeltsinnede det å ville finne svaret og ikke virkelig bli imponert over den dominerende filosofien i feltet på den tiden.
Hva trakk deg til teoretisk fysikk og kosmologi spesielt?
Kosmologi har alle de mest fascinerende spørsmålene jeg har dagdrømt om siden jeg var barn: hvor kom universet fra og hva var der før det eksisterte? Når det gjelder å jobbe med teoretisk snarere enn eksperimentell fysikk, er jeg virkelig ikke en praktisk person – hvis jeg ble satt i et laboratorium, ville jeg sannsynligvis ved et uhell satt den i brann.
Du skriver at begynnelsen av dette århundret var et godt tidspunkt å gå inn på kosmologifeltet. Hvorfor?
Fordi kunnskapen hadde avansert så mye, og for første gang kunne vi faktisk stille de store spørsmålene som fascinerte meg som barn. Det var to store funn som virkelig drev den nysgjerrigheten. I 1998 oppdaget en gruppe supernovaastronomer at det er mørk energi i universet, og det er faktisk den dominerende komponenten – og det er nøyaktig samme type energi som eksisterte på tidspunktet for big bang.
Den andre ingrediensen var de teoretiske funnene i strengteori. Nå ble strengteori designet for å oppfylle den livslange einsteinske drømmen om ett enkelt univers forklart av teorien om alt. Men rundt 2004 endte strengteori opp med et helt landskap av mange potensielle energier som kunne starte universer som vårt.
I boken beskriver du et eureka-øyeblikk du hadde på en kaffebar i North Carolina. Hva skjønte du?
Jeg ble veldig fascinert av [Nobel prize-winning physicist] Roger Penroses anslag om at det var nesten null sjanse for at universet vårt skulle bli til. Jeg fortsatte å dissekere argumentet hans, som er basert på termodynamikkens andre lov, for å prøve å finne ut om han gjorde noe galt. Da skjønte jeg at problemet ikke lå i selve regnestykket, det var mer med tankegangen vår, at vi trengte et paradigmeskifte fra ett univers til mange. Og det var der jeg begynte å låne strengteoriens landskap for å utføre regnestykket. I kaffebaren tenkte jeg, OK, jeg har overbevist meg selv om at jeg trenger en pool av mange mulige spedbarnsuniverser å velge mellom, men hvordan kan jeg utlede svaret, hvilket er vårt? Og så skjønte jeg, vel, selvfølgelig: kvantemekanikk på landskapet til strengteori. Med andre ord, tenk på universet som en bølge, og så vil kvanteligninger fortelle meg hva som skjer med den bølgen.
Mye hardt matematisk arbeid fulgte. Du ble stumpet etter den første runden med beregninger. Hva hadde du oversett?
Jeg hadde savnet den viktigste ingrediensen, og det er: løsningen på den ligningen er ikke bare en gren eller ett univers, det er en hel familie. Så disse grenene som kan vokse og bli universer, er alle kvanteforvirret med hverandre. For at hver enkelt skal skape sin egen identitet når de vokser inn i klassiske universer, må de koble seg fra hverandre. Dette i fysikk er kjent som dekoherens, eller utvasking av spor av kvanteforviklinger som ikke har noen motstykke i klassisk fysikk. Dette hadde jeg ikke tatt hensyn til.
Når beregningen din var klar, hvordan gikk du fram for å teste den?
Når prosessen med separasjon [of universes] skjer, det er punktet når den kosmiske mikrobølgebakgrunnen (CMB) opprettes. Så alle inflasjonssvingningene vil etterlate arr eller bulker som et resultat av denne sammenfiltringen, og disse vil bli trykt på [universe’s] CMB. Det var noe vi kunne beregne. Så jeg regnet ut styrken til sammenfiltringen mellom de forskjellige grenene og hvor raskt den sammenfiltringen blir vasket ut. Det gjorde at jeg kunne finne ut hvor mye bulker eller arrdannelser den sammenfiltringen ville etterlate på himmelen vår mens den ble skapt under inflasjon, og deretter spole frem til i dag, for å komme med spådommer om hvordan disse svært store anomaliene ville se ut. En av de viktigste spådommene for kosmisk inflasjon er at alt drysses jevnt over hele himmelen. Men nå endrer eller bulker arrdannelsen som kommer fra sammenfiltring med de andre universene denne enhetligheten, og bryter den i svært milde skalaer. Vi forutså dem, og de ble sett av Planck-satellitten [in 2013].
Det må ha vært et fantastisk øyeblikk for bekreftelse.
Ja. Og jeg tror det var da folk begynte å gi mye mer oppmerksomhet til dette arbeidet. Inntil da hadde troen vært at for å se utover horisonten til universet vårt, måtte vi bryte lysets hastighet, noe vi ikke kan gjøre. Så hvis vi ikke kan teste multiverset, hvorfor bry oss om å undersøke det? Men Rich Holman, Tomo Takahashi og jeg viste at du ikke trenger å komme deg ut av dette universet, du kan faktisk finne alle sporene inne i himmelen din. Det var da hele feltet plutselig endret seg og alle forsket på multiverset.
Og vil du si at det er mainstream nå?
Å, absolutt. Alle de store hodene jobber med det. Roger Penrose har fått sin egen multiversteori. Og Stephen Hawking begynte i de siste årene av sitt liv å jobbe med multiverset. Uansett hvor jeg ser, har plutselig alle en eller annen versjon av multiverset.
Multiverset er et ufattelig konsept. Tenker du ofte på de andre universene der ute?
Ja, det gjør jeg. På én måte er det den mest naturlige forlengelsen av det kopernikanske prinsippet, for en gang trodde vi at jorden var universets sentrum, og deretter solsystemet og galaksen vår, og nå finner vi ut at til og med universet vårt er bare ett lite korn av støv i et mye mer intrikat og vakkert kosmos. Det gir mye mer mening for meg.
Virker det sannsynlig at andre universer kan huse liv?
Absolutt. Med Fred Adams, en astrofysiker ved [the University of Michigan in] Ann Arbor, jeg bestemte meg for å finne ut om det ville dannes strukturer i universer som hadde veldig forskjellige forhold enn våre. Vi oppdaget at du kan endre Newtons konstant med 10 000 – seks størrelsesordener – og du kan gjøre det samme med Plancks konstant, og fortsatt få liv i andre universer. Faktisk ser det ut til at universet vårt bare er beboelig på grensen. Vi satt helt i grensen mellom beboelig og ikke-beboelig.
Likte du å skrive boken? Og var det tilfredsstillende å gå tilbake gjennom arbeidet trinn for trinn?
Ja og nei. Til å begynne med var jeg spent på å dele den lidenskapen og spenningen ved forskning med allmennheten. Men så ble det et trøkk for å dele flere og flere personlige historier. Og nå kan kollegene mine, som absolutt ingenting visste om livet mitt, plutselig finne ut alt. Det er en merkelig følelse.
Tilbringer du mye tid i Albania i disse dager?
Jeg har ikke vært tilbake på lenge, for familien min flyttet til Toronto og faren min døde og jeg har ingen igjen der. Jeg vil fortelle deg en hemmelighet. Stephen Hawking og jeg organiserte en konferanse i Albania. Han var så spent på det, og alt var på plass, men han døde en måned før det skulle skje. Jeg ringte ham hver uke for å sjekke helsen hans, og etter at vi bestemte oss for å avbryte [because Hawking was unwell], husker jeg oversykepleieren hans sa: «Uansett hva du gjør, ikke fortell ham at du har avlyst konferansen i Albania, for han ser så frem til det.» Så jeg fortalte ham aldri det.