Параллельные вселенные - это теория или действительность? Многие ученые-физики бьются над решением этого вопроса далеко не первый год.
Существуют ли параллельные вселенные?
Является ли наша Вселенная одной из множества? Идея параллельных вселенных, ранее приписываемая исключительно научной фантастике, теперь становится все более уважаемой среди ученых - по крайней мере, среди физиков, которые обычно доводят любую идею до самых рамок того, что вообще можно предположить. В действительности существует огромное количество потенциальных параллельных вселенных. Физики предложили несколько возможных форм «мультивселенной», каждая из которых является возможной по тому или иному аспекту законов физики. Проблема, которая вытекает непосредственно из самого определения, заключается в том, что люди никогда не смогут посетить эти вселенные, чтобы убедиться в том, что они существуют. Таким образом, вопрос заключается в том, как другими методами проверить существование параллельных вселенных, которые невозможно увидеть или потрогать?
Зарождение идеи
Предполагается, что по крайней мере в некоторых из этих вселенных живут человеческие двойники, которые проживают похожие или даже идентичные жизни с людьми из нашего мира. Такая идея затрагивает ваше эго и пробуждает фантазии - именно поэтому мультивселенные, какими бы далекими и недоказуемыми они ни были, всегда получали такую широкую популярность. Наиболее наглядно вы могли увидеть идеи мультивселенных в таких книгах, как «Человек в высоком замке» Филиппа К. Дика, и в таких фильмах, как «Осторожно, двери закрываются». На самом деле, нет ничего нового в идее мультивселенных - это наглядно доказывает религиозный философ Мери-Джейн Рубенштейн в своей книге «Миры без конца». В середине шестнадцатого века Коперник спорил о том, что Земля не является центром Вселенной. Спустя несколько десятилетий телескоп Галилео показал ему звезды вне досягаемости, так человечество получило первое представление о необъятности космоса. Таким образом, в конце шестнадцатого века итальянский философ Джордано Бруно рассуждал о том, что Вселенная может быть бесконечной и содержать в себе бесконечное число населенных миров.
Вселенная-матрешка
Идея о том, что Вселенная содержит множество солнечных систем, стала довольно распространенной в восемнадцатом веке. В начале двадцатого века ирландский физик Эдмунд Фурнье Д’Альба даже предположил, что может существовать бесконечная регрессия «вложенных» вселенных разного размера, как больших, так и меньших. С этой точки зрения, отдельно взятый атом можно рассматривать как настоящую населенную солнечную систему. Современные ученые отрицают предположение о существовании мультивселенной-матрешки, но взамен они предложили несколько других вариантов, в которых могут существовать мультивселенные. Вот самые популярные среди них.
Лоскутная вселенная
Самая простая из этих теорий вытекает из идеи о бесконечности Вселенной. Невозможно знать наверняка, является ли она бесконечной, но и отрицать это невозможно. Если она все же бесконечна, то она должна быть разделена на «лоскуты»-регионы, которые не видны друг другу. Почему? Дело в том, что эти регионы находятся настолько далеко друг от друга, что свет не может преодолеть такую дистанцию. Возраст Вселенной составляет всего 13.8 миллиарда лет, так что любые регионы, находящиеся на расстоянии 13.8 миллиарда световых лет друг от друга, полностью отрезаны друг от друга. В соответствии со всеми данными, эти регионы могут считаться отдельными вселенными. Но они не остаются в таком состоянии навсегда - в конце концов свет переходит границу между ними, и они расширяются. И если Вселенная на самом деле состоит из бесконечного количества «островных вселенных», содержащих материю, звезды и планеты, то где-то должны быть и миры, идентичные Земле.
Инфляционная мультивселенная
Вторая теория вырастает из идей о том, как Вселенная зародилась. В соответствии с доминирующей версией о Большом Взрыве, она началась как бесконечно малая точка, которая невероятно быстро расширилась в раскаленном огненном шаре. Спустя долю секунды после начала расширения ускорение уже достигло такой огромной скорости, которая намного превышала скорость света. И этот процесс называется «инфляцией». Инфляционная теория объясняет, почему Вселенная является относительно однородной в любой отдельно взятой ее точке. Инфляция расширила этот огненный шар до космических масштабов. Однако изначальное состояние также имело большое количество различных случайных вариаций, которые также подверглись инфляции. И теперь они сохраняются в качестве реликтовой радиации, слабого послесвечения Большого Взрыва. И это излучение пронизывает всю Вселенную, делая ее не такой равномерной.
Космический естественный отбор
Данная теория была сформулирована Ли Смолиным из Канады. В 1992 году он предположил, что вселенные могут развиваться и воспроизводиться точно так же, как живые существа. На Земле естественный отбор способствует появлению «полезных» черт, таких как большая скорость бега или особое расположение больших пальцев. В мультвселенной также должно существовать определенное давление, которое делает одни вселенные лучшими, чем другие. Смолин назвал эту теорию «космическим естественным отбором». Идея Смолина заключается в том, что «материнская» вселенная может давать жизнь «дочерним», которые формируются внутри нее. Материнская вселенная может сделать это только в том случае, если у нее имеются черные дыры. Черная дыра формируется, когда большая звезда разрушается под воздействием ее собственной силы притяжения, сталкивая все атомы до такой степени, пока они не достигают бесконечной плотности.
Мультивселенная брана
Когда общая теория относительности Альберта Эйнштейна начала набирать популярность в двадцатые годы, многие люди обсуждали «четвертое измерение». Что может там находиться? Возможно, скрытая вселенная? Это была бессмыслица, Эйнштейн не предполагал существование новой вселенной. Все, что он говорил - это то, что время является таким же измерением, которое похоже на три измерения пространства. Все четыре сплетаются между собой, образую пространственно временной континуум, материя которого искажается - и получается гравитация. Несмотря на это, другие ученые начали обсуждать возможность существования других измерений в космосе. Впервые намеки на скрытые измерения появились в работах теоретического физика Теодора Калуцы. В 1921 году он продемонстрировал, что, добавляя к уравнению общей теории относительности Эйнштейна новые измерения, можно получить дополнительное уравнение, с помощью которого можно предсказывать существование света.
Многомировая интерпретация (квантовая мультивселенная)
Теория квантовой механики является одной из самых успешных во всей науке. Она обсуждает поведение самых малых объектов, таких как атомы и их составляющие элементарные частицы. Она может предсказывать самые различные феномены, начиная от формы молекул и заканчивая тем, как взаимодействуют свет и материя - и все это с невероятной точностью. Квантовая механика рассматривает частицы в форме волн и описывает их математическим выражением, которое именуется волновой функцией. Возможно, самой странной особенностью волновой функции является то, что она позволяет частице существовать одновременно в нескольких состояниях. Это называется суперпозицией. Но суперпозиции разрушаются, как только предмет измеряется любым способом, так как измерения заставляют объект выбрать конкретную позицию. В 1957 году американский физик Хью Эверетт предложил перестать жаловаться на странную природу такого подхода и просто жить с ним. Он также предположил, что объекты не переключаются на конкретную позицию при их измерении - вместо этого он считал, что все возможные позиции, заложенные в волновую функцию, одинаково реальны. Поэтому, когда происходит измерение предмета, человек видит лишь одну из многих реальностей, но все остальные реальности также существуют.
Существует теория, согласно которой существует множество вселенных, где мы живем абсолютно другой жизнью: каждое наше действие связано с определенным выбором и, делая этот выбор на нашей Вселенной, в параллельной – «другой я» принимает противоположное решение. Насколько оправдана такая теория с научной точки зрения? Почему ученые прибегли к ней? Попробуем разобраться в нашей статье.
Многомировая концепция Вселенной
Впервые теорию о вероятном множестве миров упомянул американский физик Хью Эверетт. Он предложил свою разгадку одной из главных квантовых загадок физики. Перед тем как перейти непосредственно к теории Хью Эверетта, необходимо разобраться, что это за тайна квантовых частиц, которая не дает покоя физикам всего мира уже не один десяток лет.
Представим себе обычный электрон. Оказывается, в качестве квантового объекта он может находиться в двух местах одновременно. Это его свойство называют суперпозицией двух состояний. Но магия на этом не заканчивается. Как только мы захотим как-то конкретизировать местоположение электрона, например, попытаемся его сбить другим электроном, то из квантового он станет обычным. Как такое возможно: электрон был и в пункте А, и в пункте Б и вдруг в определенный момент перепрыгнул в Б?
Хью Эверетт предложил свою интерпретацию этой квантовой загадки. Согласно его многомировой теории, электрон так и продолжает существовать в двух состояниях одновременно. Все дело в самом наблюдателе: теперь он превращается в квантовый объект и разделяется на два состояния. В одном из них он видит электрон в пункте А, в другом – в Б. Существуют две параллельные реальности, и в какой из них окажется наблюдатель – неизвестно. Деление на реальности не ограничено числом два: их ветвление зависит лишь от вариации событий. Однако все эти реальности существуют независимо друг от друга. Мы, как наблюдатели, попадаем в одну, выйти из которой, как и переместиться в параллельную, невозможно.
С точки зрения этой концепции легко объясняется и эксперимент с самым научным котом в истории физики – котом Шредингера. Согласно многомировой интерпретации квантовой механики, несчастный кот в стальной камере одновременно и жив, и мертв. Когда мы раскрываем эту камеру, то как бы сливаемся с котом и образуем два состояния – живое и мертвое, которые не пересекаются. Образуются две разные вселенные: в одной наблюдатель с мертвым котом, в другой – с живым.
Стоит сразу отметить, что многомировая концепция не предполагает наличия множества вселенных: она одна, просто многослойная, и каждый объект в ней может находиться в разных состояниях. Такую концепцию нельзя считать экспериментально подтвержденной теорией. Пока что это всего лишь математическое описание квантовой загадки.
Теорию Хью Эверетта поддерживают физик, профессор австралийского университета Гриффита Говард Уайзман, доктор Майкл Холл из Центра квантовой динамики университета Гриффита и доктор Дирк-Андре Деккерт из Университета Калифорнии. По их мнению, параллельные миры действительно есть и наделены разными характеристиками. Любые квантовые загадки и закономерности – это последствие «отталкивания» друг от друга миров-соседей. Возникают эти квантовые явления для того, чтобы каждый мир был не похож на другой.
Как и в случае с многомировой концепцией, теорию струн достаточно трудно доказать экспериментально. Кроме того, математический аппарат теории настолько труден, что для каждой новой идеи математическое объяснение нужно искать буквально с нуля.
Гипотеза математической вселенной
Космолог, профессор Массачусетского технологического института Макс Тегмарк в 1998 году выдвинул свою «теорию всего» и назвал ее гипотезой математической вселенной. Он по-своему решил проблему существования большого количества физических законов. По его мнению, каждому набору этих законов, которые непротиворечивы с точки зрения математики, соответствует независимая вселенная. Универсальность теории в том, что с ее помощью можно объяснить все разнообразие физических законов и значения физических постоянных.
Тегмарк предложил все миры по его концепции разделить на четыре группы. К первой относятся миры, находящиеся за пределами нашего космического горизонта, так называемые внеметагалактические объекты. Во вторую группу входят миры с другими физическими константами, отличными от постоянных нашей Вселенной. В третью – миры, которые появляются в результате интерпретации законов квантовой механики. Четвертая группа – это некая совокупность всех вселенных, в которых проявляются те или иные математические структуры.
Как отмечает исследователь, наша Вселенная не единственная, так как пространство безгранично. Наш мир, где мы живем, ограничен пространством, свет из которого дошел до нас за 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва. Узнать о других вселенных достоверно мы сможем еще минимум через миллиард лет, пока свет от них достигнет нас.
Стивен Хокинг: черные дыры – путь в другую вселенную
Стивен Хокинг также является сторонником теории множества вселенных. Один из самых известных ученых современности в 1988 году впервые представил свое эссе «Черные дыры и молодые вселенные». Исследователь предполагает, что черные дыры – это дорога к альтернативным мирам.
Благодаря Стивену Хокингу мы знаем, что черным дырам свойственно утрачивать энергию и испаряться, выпуская при этом излучение Хокинга, получившее имя самого исследователя. До того, как великий ученый сделал это открытие, научное сообщество полагало, что все, что каким-либо образом попадает в черную дыру, исчезает. Теория Хокинга опровергает это предположение. По мнению физика, гипотетически любая вещь, предмет, объект, попавший в черную дыру, вылетает из нее и попадает в иную вселенную. Однако такое путешествие является движением в один конец: обратно вернуться никак нельзя.
Из всего этого следует, что прохождение через черную дыру вряд ли окажется популярным и надежным способом космических путешествий. Во-первых, вам придется попасть туда, перемещаясь во мнимом времени и не заботясь о том, что ваша история в реальном времени печально закончилась. Во-вторых, на самом деле вы не смогли бы выбрать место назначения. Это все равно, что лететь по какой-то авиалинии, что взбрела вам в голову,
– пишет исследователь.
Параллельные вселенные и бритва Оккама
Как мы видим, с полной уверенностью доказать теорию множественных вселенных пока остается невозможным. Противники теории считают, что мы не имеем права говорить о бесконечном множестве вселенных хотя бы потому, что не можем объяснить постулаты квантовой механики. Такой подход идет вразрез с философским принципом Уильяма Оккама: «Не следует множить сущее без необходимости». Сторонники же теории заявляют: гораздо проще предположить существование множества вселенных, чем наличие одной идеальной.
Чья аргументация (сторонников или противников теории мультивселенной) убедительнее – решать вам. Кто знает, может, именно вам удастся отгадать квантовую загадку физики и предложить новую универсальную «теорию всего».
А если вас волнует устройство нашей Вселенной и привлекают тайны физики, советуем почитать нашу статью про гипотезу компьютерной симуляции.
Вы уникальны? В вашем восприятии мира, ответ прост: вы отличаетесь от любого другого человека на этой планете. А наша Вселенная уникальна? Концепция множественных реальностей или параллельных вселенных усложняет этот ответ и бросает вызов: что мы знаем о вселенной и о нас самих?
Одна модель потенциальных множественных вселенных называется теорией множественности миров. Теория может показаться странной и нереальной настолько, что её место в научно-фантастических фильмах, а не в реальной жизни. Тем не менее, нет эксперимента, который может неопровержимо дискредитировать ее обоснованность.
Происхождение гипотезы параллельных вселенных тесно связано с внедрением идеи квантовой механики в начале 1900-х годов. Квантовая механика, раздел физики, который изучает микромир, предсказывает поведение наноскопических объектов. У физиков возникли трудности с подгонкой под математическую модель поведение квантовой материи. Например, фотон, крошечные пучок света, может перемещаться вертикально вверх и вниз при перемещении по горизонтали вперед или назад.
Такое поведение резко контрастирует с объектами, видимыми невооруженным глазом - все, что мы видим, движется либо как волна, либо частица. Эта теория двойственности материи была названа принципом неопределенности Гейзенберга (ПНГ), в котором говорится, что акт наблюдения влияет на величины, такие как скорость и положение.
По отношению к квантовой механике, этот эффект наблюдения может повлиять на форму - частица или волна - квантовых объектов во время измерений. Будущие квантовые теории, например, копенгагенская интерпретация Нильса Бора, использовали ПНГ для утверждения, что наблюдаемый объект не сохраняет свою двойственную природу и может быть только в одном состоянии.
В 1954 году молодой студент Принстонского университета по имени Хью Эверетт предложил радикальное предположение, которое отличалось от популярных моделей квантовой механики. Эверетт не верил, что наблюдение вызывает квантовый вопрос. Вместо этого, он утверждал, что наблюдение квантовой материи создает раскол во вселенной. Другими словами, вселенная создает свои копии с учетом всех вероятностей, и эти дубликаты будут существовать независимо друг от друга. Каждый раз, когда фотон измеряет ученый, например, в одной вселенной и анализирует его в виде волны, тот же ученый в другой вселенной будет анализировать его в форме частицы. Каждая из этих вселенных предлагает уникальную и независимую реальность, которые сосуществуют с другими параллельными вселенными.
Если теория множественности миров Эверетта (ТММ) верна, она содержит множество последствий, которые полностью преобразуют наше восприятие жизни. Любое действие, которое имеет более одного возможного результата, приводит к расколу Вселенной. Таким образом, существует бесконечное число параллельных вселенных и бесконечных копий каждого человека. Эти копии имеют одинаковые лица и тела, но различные личности (один может быть агрессивным, а другой пассивным), поскольку каждый из них получает индивидуальный опыт. Бесконечное число альтернативных реальностей также предполагает, что никто не может достигнуть уникальных достижений. Каждый человек - или другая версия этого человека в параллельной вселенной - сделал или сделает все.
Кроме того, из ТММ следует, что все бессмертны. Старость не перестанет быть верным убийцей, но некоторые альтернативные реальности могут быть настолько научно и технологически продвинутыми, что разработали антивозрастную медицину. Если вы умрете в одном мире, другая версия вас в другом мире выживет.
Самым тревожным последствием параллельных вселенных является то, что ваше восприятие мира нереально. Наша "реальность" на этот момент в одной параллельной вселенной будет полностью отличаться от другого мира; это только крошечная фикция бесконечной и абсолютной истины. Вы можете поверить, что читаете эту статью в данный момент, но есть множество ваших копий, которые не читают. На самом деле, вы даже автор этой статьи в отдаленной реальности. Таким образом, выигрыш приза и принятия решений имеет значения, если мы можем потерять эти награды и выбрать нечто иное? Или жить, стараясь достичь большего, если можем быть в действительности мертвыми в другом месте?
Некоторые ученые, такие как австрийский математик Ганс Моравек, пытались развенчать возможность параллельных вселенных. Моравец разработал в 1987 году знаменитый эксперимент под названием квантовое самоубийство, в котором на человека направлено ружьё, соединенное с механизмом, измеряющим кварк. Каждый раз, когда дергают спусковой механизм, измеряется спин кварка. В зависимости от результата измерения оружие либо выстреливает, либо нет. На основании этого эксперимента ружье выстрелит или не выстрелит в человека с 50-процентной вероятностью для каждого сценария. Если ТММ не верна, то вероятность выживания человека уменьшается после каждого измерения кварка, пока не достигнет нуля.
С другой стороны, ТММ утверждает, что экспериментатор всегда имеет 100% шанс выжить в какой-то параллельной вселенной, и человек сталкивается с квантовым бессмертием.
Когда измеряется кварк, есть две возможности: оружие может либо выстрелить, либо нет. В этот момент, ТММ утверждает, что Вселенная расщепляется на две разные вселенные для учета двух вероятных концовок. Оружие будет выстреливать в одной реальности, но не срабатывать в другой.
По моральным соображениям, ученые не могут использовать эксперимент Моравека, чтобы опровергнуть или подтвердить существование параллельных миров, так как испытуемые могут быть только мертвыми в этой конкретной реальности и все еще живыми в другом параллельном мире. В любом случае, теория множественности миров и ее поразительные последствия бросает вызов всему, что мы знаем о вселенной.
Пока не очень понятно? Ничего страшного...
Действительно ли наша вселенная уникальна и единственна? На бескрайних просторах научной фантастики, а в последнее время и у огромного количества ученых существует немало теорий, предполагающих существование вселенных, параллельных нашей.
Что такое параллельная реальность?
От параллельных реальностей, которые могут пересекаться, а могут никак не взаимодействовать между собой, до вселенных, образующихся параллельно нашей, идея о том, что миров больше, чем один, все чаще и чаще звучит не только на страницах романов и с экранов телевизоров, но и на научных конференциях и в коллегиальных экспертных научных публикациях.
Понятие, известное в мире научной фантастики как «параллельная вселенная» является одним из аспектов астрономической теории мультивселенной. На самом деле сегодня существует ряд довольно весомых теорий и доказательств существования мультивселенной.
Возникновение вселенной
Приблизительно тринадцать с половиной миллиардов лет назад в бескрайнем космосе образовалась очень плотная, бесконечно малая сингулярность. Затем, согласно теории Большого взрыва, некое изменение, так называемый спусковой механизм, заставил эту сингулярность расширяться во все стороны от центра.
Огромная энергия, выпущенная в результате этого начального расширения, повысила температуру пространства-времени, но со временем оно охладилось и стало пропускать фотоны света.
В конечном счете мелкие частицы начали сбиваться и формировать крупные космические тела, такие как галактики, звезды и планеты.
Система доказательств
Один из вопросов, которые возникают при рассмотрении этой теории: если Большой взрыв случился с нашей вселенной, насколько высока вероятность существования еще одной (или бесконечного количества) параллельной вселенной?
Современная технология, подвластная нам сегодня, ограничивает нашу способность наблюдать за пространством-временем. Даже если бы нам удалось каким-либо способом наблюдать за всем пространством Вселенной, ее форма и плотность не позволили бы нам заглянуть за пределы нашей Вселенной.
Хотя идея о параллельных вселенных и может показаться многим диковинной, законы физики вполне поддерживают ее существование.
Кроме того, теорий о возникновении и существовании мультивселенной несколько, и все они поддерживаются сложной и проверенной системой доказательств. На самом деле некоторые эксперты думают, что существование параллельных вселенных вероятнее, чем их отсутствие.
Вот самые популярные научные теории, объясняющие наличие мультивселенной.
Параллельные вселенные по теории струн
В центре теории струн лежит понятие «брана» - некая физическая многомерная ткань. По теории струн, параллельные вселенные существуют на отдельных бранах, которые расположены вне влияния друг друга.
Впервые эта идея была предложена Паулем Штайнхардтом из Принстонского университета и Нилом Туроком из канадского Института Теоретической Физики в Онтарио.
Теория струн предполагает многомерность пространства. Вполне возможно, что помимо нашей трехмерной браны в многомерном пространстве существуют другие браны, такие же трехмерные или состоящие из четырех или пяти измерений.
Наша вселенная может существовать в одной сфере, которая расположена еще в одной или более сферах.
Физик Брайан Грин говорит о мультивселенной по теории струн как о нескольких отдельных трехмерных «плитах», самостоятельно существующих в многомерном космосе. Согласно теории струн, существует десять измерений реальности.
Дочерние Вселенные
Теория мультивселенной, согласно квантовой физике, разделу, который изучает мельчайшие субатомные частицы, предполагает регулярное возникновение многократных параллельных вселенных, кроме того, порой подразумевается даже их сцепленность.
Квантовая физика смотрит на мир с точки зрения вероятностей, а не полученных результатов. Многомировая интерпретация квантовой механики полагается на такое понятие, как коллапс волновой функции.
Описание частицы содержится в ее волновой функции, как только ученым захочется измерить ее отдельные характеристики, такие как масса или скорость, происходит коллапс волновой функции, и о частице становится известна только одна-единственная измеряемая характеристика.
Отсюда возникает возможность «раскола миров»: в зависимости от наблюдателей частица демонстрирует разные характеристики. Например, как только ученые решили измерить показатели частицы (скажем, скорость) и привели к коллапсу волновой функции, от нашей вселенной откалываются дочерние реальности, в которых наблюдатели получат данные о положении частицы, ее массе, ее форме и другие подходящие ей физические характеристики.
Это словно интерпретация стихотворения Роберта Фроста. Представьте себе, что вы пришли к перекрестку, откуда можно пойти право или влево. Как только вы принимаете решение, существующая вселенная дает начало дочерней вселенной, где вы приняли другое решение. И в каждой вселенной, есть ваша копия, которая думает, что она единственная.
Математические вселенные
Научное сообщество по сей день вступает в активные дебаты о характере математики. Что такое математика? Ответов два:
- чрезвычайно полезный инструмент, с помощью которого описаны законы вселенной;
- отдельная фундаментальная действительность, составляющая вселенную.
Если согласиться с математическим характером вселенной, то получается, что наши наблюдения за вселенной просто несовершенны и не способны осознать ее точного характера. Из этого следует вывод, предположим, что наша вселенная - это уравнение. Является ли эта математическая структура единственно возможной или уравнение можно записать по-разному? Если его можно записать по-разному, то будут ли все его возможные вариации представлять собой параллельные вселенные?
Бесконечная вселенная
Ученые не могут сказать с точностью, какова действительная форма пространства-времени, но, скорее всего, оно плоское, а не сферическое. Если пространство-время плоско и вселенная расширяется, то она может расширяться бесконечно.
Но если пространство-время безгранично, то в определенный момент оно должно начать повторяться, потому есть ограниченное количество формирований частиц материи.
Таким образом, если понаблюдать за вселенной на достаточном расстоянии, мы, вполне вероятно, сможем столкнуться с идентичными копиями себя, проживающими другие жизни. Эта теория делает вселенную похожей на бесконечный лоскутный ковер с повторяющимся узором.
Таким образом, множество повторяющихся частей существуют рядом друг с другом в гигантской пестрой мозаике вселенной.
Пространство-время может расширяться бесконечно. Если так, тогда все в нашей вселенной должно в какой-то момент повториться, создавая повторяющиеся элементы бесконечного узора.
Вселенные внутри вселенной
Параллельные вселенные, согласно теории хаотической инфляции, могут возникнуть в качестве изолированных пузырей внутри быстро расширяющейся вселенной.
Теория хаотической инфляции предполагает, что сразу после Большого взрыва вселенная расширялась очень быстро, а затем, остывая, стала замедляться.
Вечная инфляция, предложенная космологом Университета Тафтса Александром Виленкином, предполагает, что в процессе быстрого раздувания в пространстве-времени образовались карманы, которые остывали быстрее.
Таким образом, наша собственная вселенная, где быстрая инфляция уже закончилась, позволив звездам и галактикам сформироваться, является всего лишь маленьким пузырем в обширном море пространства-времени, часть которого все еще быстро расширяется.
Кроме того, ученый предполагает, что в некоторых из таких пузырей, законы физики и фундаментальные константы могли бы отличаться от наших.
Множество параллельных миров
Несколько вариантов Вселенной
В 2015 году астрофизик Ранга-Рам Чари сделал заявление, что получил интересные данные. Они могут свидетельствовать о существование других . Его работа была основана на анализе карты космического фонового излучения (CMB), созданной в планетарной космической обсерватории. Она принадлежит Европейскому космическому агентству. То, что обнаружил Чари, представляло собой таинственное светящееся пятно. Оно могло быть «синяком», вызванным столкновением нашей Вселенной и ее альтернативным вариантом.
Большинство ученых отвергают эту идею как «научную фантастику». Но некоторые из них считают, что наша Вселенная состоит из 7, 11 или более измерений. И допускают существование бесчисленных параллельных миров.
Существуют ли параллельные вселенные?
Некоторые ученые утверждают, что параллельных вселенных может быть бесконечно много. Если это правда, то каждая из них индивидуальна, или они являются зеркальным отображением нашей Вселенной? Существует ли кто-то другой, или, может быть существуют тысячи копий одного и того же человека? Какие эти люди? Они веселятся? Они богаты? Или они красивы? И может у них есть деньги, которые они могут мне одолжить?
Возможно, в некоторых Вселенных мы с вами не существуем. Возможно, в одной параллельной вселенной динозавры никогда не вымерли. В другой, возможно, Гитлер выиграл войну. В других, Никсон никогда не был избран президентом. И НАСА было разрешено идти вперед со своими планами по созданию базы на Луне и колонизации .
Альтернативные реальности
могут также охватывать время. Время и скорость света замедляются в одном мире и ускоряются в другом. Или, например, в других мирах время бежит назад. И все бесконечные варианты будущего уже заняты. Одна реальность — это «вы» в будущем. А другой «вы» — через минуты, или дни, недели, месяцы, годы в будущем, живущие вашей жизнью, которая для вас еще впереди.
Ученые, изучающие такие вещи, предполагают, что копия вас может жить одинаковой с вашей жизнью. Или же совершенно другой. Тот, кто читает эту статью, может быть физиком-ядерщиком. Но в другой реальностью мог стать пианистом. Какой фактор или факторы отвечают за такие изменения или, наоборот, сходство? Если другой Вы имеете все те же восприятия, опыт и навыки, что и настоящий, то кажется логичным, что другой вы делали бы тоже самое. Любая дивергенция будет опираться на небольшие изменения в физическом теле, восприятии или опыте этого близнеца.
Возможности здесь бесконечны. Одна Вселенная может быть размером с атом, другая находиться на орбите вокруг атома или молекулы. Она может вмещать сотни, тысячи, миллионы, миллиарды субатомных галактик с одинаковыми свойствами. Причем наша собственная Вселенная является относительно такой атомной конструкцией бесконечно большой суперструктурой.
Пузырьковые вселенные и квантовая пена
Квантовая теория предсказывает, что на субатомном уровне космос — это безумие субатомной активности с участием частиц и волн. И то, что мы осознаем как реальность, является лишь пятнами на лице этого квантового континуума.
Квантовая механика предполагает, что в мире субатомных частиц все вероятности происходят в разных местах одновременно. Хотите быть в двух местах сразу? Квантовая механика говорит, что это возможно.
Начало существования можно представить как бурлящее кипение потенциального вселенского пузыря, появившегося в квантовой пене континуума. Когда появляется квантовый пузырь , он может расти и расширяться, становясь расширяющейся звездной Вселенной. Возможно, в море квантовой пены может появиться бесконечное количество расширяющихся пузырьковых Вселенных.
Теория Вселенского пузыря основана на концепции космической инфляции , предложенной Аланом Гутом, Александром Виленкиным и другими. Вселенная, в которой мы живем, — это всего лишь один пузырь среди бесчисленных пузырьков, всплывающих из квантовой пены, являющихся основой для всего существующего.
В обширном море квантового пространства могут быть бесчисленные пузыри. Но не все они будут существовать по тем же правилам и при той же физике, которая управляет нашим миром.
11 измерений
Некоторые из этих миров могут быть четырехмерными, как наш. В то время как другие могут свернуться в семь, одиннадцать или более измерений. В одной пузырьковой Вселенной вы сможете лететь во всех направлениях без ограничений. Тогда как в нашей физике законы Ньютона и Эйнштейна такие ограничения описывают.
Вселенные пузырей, которые расположены близко друг к другу, могут даже склеиваться. Хотя бы временно, создавая отверстия и трещины во внешней мембране . Если они соединятся вместе, то, возможно, некоторые из физических материалов из одного пузыря могут быть перенесены в другой. Теперь вы знаете, откуда возник странный материал, растущий внутри холодильника. Он из другого измерения.
Ученые Пол Стейнхардт и Нейл Турок предполагают, что не было никакого Большого Взрыва. Скорее мы возникли в бесконечном цикле космических столкновений. Возможно, связанных с чередующимися пузырьковыми Вселенными. Тем самым объясняется открытие исследователя Ранга-Рама Чари в 2015 году — наша Вселенная могла столкнуться с другой Вселенной. Было ли это столкновение мягким, неизвестно. Но на основании анализа космического фона он обнаружил таинственные светящиеся пятна. Они могут быть «синяком», возникающим в результате столкновения с параллельной Вселенной.
Множество миров Эверетта
Как утверждал физик — теоретик Хью Эверетт, универсальная волновая функция является «фундаментальной сущностью, подчиняющейся во все времена детерминированным волновым уравнением» (Эверетт, 1956). Таким образом, волновая функция вещественна и не зависит от наблюдателя или других ментальных постулатов (Эверетт, 1957), хотя она по-прежнему подвержена квантовому запутыванию.
В формулировке Эверетта измерительное устройство (MA) и системы объектов (OS) образуют составную систему. До момента измерения она существует в четко определенных (но зависящих от времени) состояниях. Измерение считается причиной взаимодействия MA и OS. После того, как OS взаимодействует с MA, уже невозможно описать любую систему как независимое состояние. Согласно Эверетту (1956, 1957), единственными значимыми описаниями каждой системы являются относительные состояния. Например, относительное состояние OS при условии состояния МА или относительное состояние МА при условии состояния OS. Как утверждал Хью Эверетт, то, что видит наблюдатель, и текущее состояние объекта, связно самим актом измерения или наблюдения; они запутались.
Однако Эверетт рассуждал, что, поскольку волновая функция, по-видимому, изменилась в тот момент, когда она наблюдалась, тогда нет необходимости фактически предполагать, что она изменилась. По словам Эверетта, крах функции волны является избыточным. Таким образом, нет необходимости включать коллапс волновой функции в квантовой механике. И он удалил ее из своей теории, сохраняя волновую функцию, которая включает в себя волну вероятности.
Согласно Эверетту (1956), «обрушившееся» состояние объекта и связанный с ним наблюдатель, который наблюдал один и тот же исход, были скоррелированы актом измерения или наблюдения. То есть то, что воспринимает наблюдатель, и состояние объекта запутывается.
Однако вместо коллапса волновой функции выбор сделан из множества возможных вариантов. Так что среди всех возможных вероятных результатов результат становится реальностью.
Для каждого свой мир
Эверетт утверждал, что экспериментальный аппарат следует рассматривать квантовомеханически. В сочетании с волновой функцией и вероятной природой реальности это привело к интерпретации «множества миров» (Dewitt, 1971). Объект измерения и измерительный аппарат/наблюдатель находятся в двух разных состояниях, то есть в разных «мирах».
Когда производится измерение (наблюдение), мир разворачивается в отдельный мир для каждого возможного результата в зависимости от их вероятности. Все вероятные результаты существуют независимо от того, насколько это вероятно или маловероятно. И каждый результат представляют собой отдельный «мир». В каждом мире измерительная аппаратура указывает, какой из результатов получился, и какой вероятный мир становится реальностью для этого наблюдателя (Dewitt, 1971; Everett, 1956, 1957).
Поэтому предсказания основаны на расчетах вероятности того, что наблюдатель окажется в том или ином мире. Как только наблюдатель входит в другой мир, он не знает о других мирах, которые существуют параллельно. Более того, если он изменит миры, он больше не будет знать, что существует другой мир (Эверетт, 1956, 1957): все наблюдения становятся последовательными и включают даже память о прошлом, существовавшем в другом мире.
Интерпретация «многих миров»
(сформулированная Брайсом Девиттом и Хью Эвереттом), отвергает коллапс волновой функции. Вместо этого она охватывает универсальную волновую функцию. Она представляет собой общую объективную реальность, состоящую из всех возможных вариантов будущего. Все из них являются реальными, и существуют как альтернативные реалии в нескольких Вселенных. То, что разделяет эти множественные миры, — квантовая декогеренция.
Настоящее, будущее и прошлое рассматриваются как имеющие несколько ветвей. Как бесконечное множество дорог, ведущих к бесконечным исходам. Таким образом, мир является как детерминированным, так и недетерминированным (это представлено хаосом или случайным радиоактивным распадом). И существует бесчисленное множество вариантов будущего и прошлого.
Как это описано у Брайса Девитта (1973; Dewitt, 1971): «Эта реальность, совместно описываемая динамическими переменными и вектором состояния, не является реальностью, о которой мы обычно думаем. Она является реальностью, состоящей из многих миров. В силу временного развития динамических переменных вектор состояния естественным образом распадается на ортогональные векторы, отражающие непрерывное расщепление Вселенной на множество взаимно ненаблюдаемых, но одинаково реальных миров, в каждом из которых каждое измерение дало определенный результат, и в большинстве из них соблюдаются известные статистические квантовые законы».
Девитт говорит о многомировой интерпретации работы Эверетта. Он утверждает, что в объединенной системе наблюдателя-объекта может наблюдаться раскол. Это наблюдение, вызывающее расщепление. И каждый раскол соответствует различным или множественным возможным результатам наблюдения. Каждый раскол — отдельная ветка или путь. «Мир» относится к одной ветви и включает в себя полную историю измерений наблюдателя относительно той единственной ветви, которая является миром для себя. Однако каждое наблюдение и взаимодействие могут вызывать расщепление или разветвление таким образом, что объединенная волновая функция наблюдателя-объекта изменяется на две или более невзаимодействующих ветвей, которые могут расщепляться на многие «миры», в зависимости от того, какие из них более вероятны. Расщепление миров может продолжаться бесконечно.
Поскольку существует бесчисленное количество наблюдаемых событий,
постоянно происходящих, существует огромное количество одновременно существующих состояний или миров. Все из них существуют параллельно, но которые могут запутаться. И это означает, что они не могут быть независимыми друг от друга и относиться друг к другу. Это понятие имеет основополагающее значение для концепции квантовых вычислений.
Аналогичным образом, в формулировке Эверетта эти ветви не являются полностью разделенными. Они подвержены квантовой интерференции и запутыванию. Так что они могут сливаться, а не разделяться друг от друга, тем самым создавая одну реальность. Но если они расщепляются, создается несколько миров. Это приводит к вопросу: что, если существует что-либо, что отделяет эти вселенные друг от друга? Может быть темная материя?
Многопользовательская математика
«Математика — это инструмент, с помощью которого вы можете описать любое событие таким образом, что оно полностью не будет зависеть от человеческого восприятия. Я действительно верю, что существует такая вселенная, которая может существовать независимо от меня. И она будет продолжать существовать, даже если бы не было людей вообще», — заявляет Макс Тегмарк, профессор физики Массачусетского технологического института.
Утверждается, что теория математической мультиверсии является наиболее объективной перспективой множественных вселенных. Сторонники математических вселенных утверждают, что математика не является символом физической реальности. Она лишь суммирует существующую реальность. Цифры не являются отдельным языком, который описывает реальные физические вещи. Цифры — это и есть вещь.
Математическая вселенная основана на двух факторах. Во-первых, физический мир является математической структурой. Во-вторых, все математические структуры существуют где-то еще. Мы с вами и кошкой являемся символами математической структуры. Математическая мультиверсия требует, чтобы мы отбросили идею субъективной реальности. Реальность не основана на нашем восприятии ее, и мы не «создаем нашу собственную реальность» — по крайней мере, согласно этой точке зрения. Существует реальность, независимая от нашего восприятия. И то, как мы воспринимаем и передаем эту реальность, — это всего лишь мелкое человеческое приближение конечной математической истины.
Из этой теории мы получаем выводы, что наша Вселенная является просто компьютерным симулятором.
Могут ли параллельные миры отвечать за «потерянную» массу нашей Вселенной?
Большая часть материи в нашей Вселенной, похоже, пропала без вести. Космологи, астрофизики и не могут его найти. Например, на основе данных, собранных космическим аппаратом Европейского космического агентства «Планк», было заявлено, что мы видим только 4,9% Вселенной. Еще 68,3% составляют темные силы и чистая энергия, а остальные — 26,8%, отведены для темной материи. Даже сверхточное 15-месячное исследование космоса космическим аппаратом Европейского космического агентства «Планк» могло обнаружить только менее 5% от общего числа. Итак, где вся эта масса?
Возможно, недостающее вещество надежно хранится в параллельной Вселенной…
