Содержание
- Хаотическая теория инфляции
- SpaceX
- Что такое Мультивселенная?
- 11 измерений
- Стивен Хокинг: черные дыры – путь в другую вселенную
- Существует ли время?
- Краткое объяснение
- Популярная теория
- Множественность миров
- Мы могли бы быть симуляцией для развитой цивилизации
- Все это вписывается в нашу схему знаний о Вселенной
- Мнение науки[править]
- Существует ли копия Земли?
- Теория Мультивселенной: И снова инфляция
- Струнный пейзаж
- Мультивселенная
- Теория Мультивселенной: Инфляция
- Ткань пространства-времени
Хаотическая теория инфляции
По этой версии Вселенная лишь одна, но она настолько огромна, что вмещает в себя множество миров. Если она бесконечна и после Большого Взрыва постоянно расширяется, то согласно математической вероятности в космосе находится точная копия нашей Солнечной системы, нашей планеты и нас самих.
Однако этот мир находится вне космологического горизонта, то есть далеко за пределами наблюдаемой нами Вселенной. Более того, таких копий может быть несколько, хотя мы не доберёмся ни до одной из них.
Жизнь на этих копиях может идти не так, как у нас. Например, эволюция свернула по другому пути или история человечества пошла иначе
SpaceX
Со SpaceX понятно: надо же на чем-то долететь до Красной планеты. Компания основана в 2002 году для создания технологий революционного упрощения и удешевления космических полетов с дальней целью колонизации Марса.
Цель: сделать человечество межпланетным видом.
Достижения: в 2010 году SpaceX стала первой частной компанией, сумевшей вывести на орбиту собственный космический корабль Dragon и благополучно вернуть его на Землю, а с 2012-го регулярно отправляет «грузовики» на МКС. В 2015 году первая ступень ракеты SpaceX Falcon 9 совершила мягкую посадку, а в 2017-м была запущена еще раз. Проведены 124 успешных запуска и 86 посадок, 65 раз ракеты SpaceX использовались повторно. Идет развертывание орбитальной группировки глобальной системы связи Starlink. Проходят испытания будущий громадный пилотируемый корабль Starship, который должен доставить людей на Марс, и сверхтяжелая ракета для его выведения.
Что такое Мультивселенная?
Вот мы и подошли к самому интересному – почему спикер Geek Picnic 2020 Андрей Линде, а вместе с ним и писатель-фантаст Йен Макдональд, считает, что мы живем в Мультивселенной? Профессор Стэндфордского университета полагает, что Мультивселенная является ответом на вопрос о том… какого цвета наша Вселенная. Если она черная, то это необходимо доказать, точно так же, как если бы мы считали, что ее цвет белый или желтый. Помните чан с бурлящей водой? Представьте, что если наша Вселенная белого цвета, а профессор Линде считает именно так, другие пузырьки могут быть черными, красными, желтыми, синими, зелеными и так далее. А значит, мы живем в Мультивселенной.
По мнению профессора, находясь в белой области пространства (белой Вселенной) мы не видим другие ее области (красные, фиолетовые, коричневые и др). В свою очередь, в каждой Вселенной должен быть наблюдатель, который попытается объяснить почему его Вселенная, например, красная. Таким образом, мы просто не можем исключить возможность существования красной, желтой, синей, голубой и прочих вселенных.
И если все вышеперечисленное кажется вам не достаточно головокружительным, представьте, что Россия – это единственная страна, о существовании которой мы знаем. В попытках понять, почему Россия устроена так, как устроена, ученые будут искать ответы на вопросы о ее природе и происхождении. Ровно то же самое будут делать ученые из Китая, Великобритании, Индии, США и любой другой страны. Главное условие в этом примере звучит так – жители разных стран не знают о существовании друг друга. Так и Мультивселенная – находясь в белой вселенной мы не знаем, что существуют, например, красные, черные и зеленые.
Мы так мало знаем о Вселенной, что не можем исключить того, что она может быть голограммой
Возвращаясь к Началу начал – Большому взрыву, Линде сравнивает рождение Вселенной из ничего (в результате распада вакуума) с разными состоянии одного вещества – Н2О. Вода, как известно, может находиться в трех состояниях – жидком, газообразном (пар, туман) и твердом (снег, лед, град), а значит и сам вакуум, породивший Вселенную, может иметь разные состояния. Из этого, как вы, вероятно, уже поняли – и следует вывод о множественности миров.
Говоря о Мультивселенной важно понимать, что какой бы удивительной, непонятной, хаотичной и местами безумной не казалась нам эта теория, с точки зрения физики существование Мультивселенной возможно. Отчасти и по этой причине тоже ученые работают над «теорией всего» – теорией, которая смогла бы в полной мере ответить на все вопросы современной физики, включая существование Мультивселенной
По мнению профессора Линде, ближе всего подобрались физики, изучающие теорию струн. Но это уже совсем другая история.
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.
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.
Существует ли время?
В 2016 году две разные группы физиков изучали течение времени во Вселенной и предположили, что Большой взрыв, произошедший примерно 14 миллиардов лет назад, помимо нашей Вселенной, мог породить зеркальную вселенную, в которой время движется в противоположном направлении: назад, а не вперед. В принципе, если внимательно посмотреть на зеркальную вселенную, то можно увидеть, что время движется из будущего в прошлое с той же скоростью. Однако с точки зрения этой вселенной все выглядело бы так, словно это наше время движется назад, а не вперед. Но что нам известно о времени? Физики десятилетиями бьются над тем фактом, что ни один из фундаментальных законов Вселенной не утверждает, что время обязательно должно двигаться вперед.
Говоря простыми словами, несмотря на то, что каждый момент времени в котором мы находимся несет нас вперед, на самом деле времени – по крайней мере как описывают его законы физики и уравнения – все равно в какую сторону двигаться. В 1927 году британский астрофизик Артур Эддингтон предположил, что существует «стрела времени», которая действует как фундаментальное свойство области физики, называемой термодинамикой. Согласно второму закону термодинамики в любой изолированной системе — такой как Вселенная — энтропия (или беспорядок) должна увеличиваться. По этой причине – независимо от того, движется ли стрела времени назад или вперед – Вселенная всегда будет двигаться к более высокому состоянию энтропии.
Не исключено, что Большой взрыв породил не одну, а сразу две Вселенные
Наша версия Вселенной и ее термодинамической стрелы времени заключается в том, что когда произошел Большой Взрыв, Вселенная возникла как новое, цельное яйцо с низкой энтропией. Довольно скоро это «яйцо» было разбито и перемешано почти до неузнаваемости, что заставило все вокруг прийти в хаотичное, высокоэнтропийное состояние. Проблема с этим предположением заключается в том, что оно не допускает обратного движения времени, которое допускают фундаментальные законы физики. Таким образом, разбитое яйцо невозможно снова собрать в единое целое, а молоко, которое вы налили утром в кофе не отделить от этого ароматного напитка. Но о чем это говорит?
Как пишет издание New Scientist, мы определяем будущее как то направление времени, в котором энтропия возрастает. Изучая движение далеких галактик, мы можем предсказать будущее развитие космоса. При этом мы можем как бы отмотать время назад и приблизиться к Большому взрыву – моменту, когда во Вселенной было гораздо меньше энтропии. Но стоит сделать это, как мы неизбежно столкнемся с космической головоломкой: действительно ли Большой взрыв был началом времен? И если да, то почему у этого события такая низкая энтропия? Как видите, это целый ряд невероятно интересных вопросов, ответы на которые ученым только предстоит найти. Но как физики пришли к выводу о том, что зеркальная вселенная существует?
Краткое объяснение
Множественные вселенные были выдвинуты гипотезами в космологии , физике , астрономии , религии , философии , трансперсональной психологии , музыке и во всех видах литературы , особенно в научной фантастике , комиксах и фэнтези . В этих контекстах параллельные вселенные также называют «альтернативными вселенными», «квантовыми вселенными», «взаимопроникающими измерениями», «параллельными вселенными», «параллельными измерениями», «параллельными мирами», «параллельными реальностями», «квантовыми реальностями» ». альтернативные реальности »,« альтернативные временные рамки »,« альтернативные измерения »и« размерные плоскости ».
Сообщество физиков постоянно обсуждает различные теории мультивселенной. Выдающиеся физики расходятся во мнениях относительно того, существуют ли какие-либо другие вселенные за пределами нашей собственной.
Некоторые физики говорят, что мультивселенная не является законной темой для научных исследований. Высказывались опасения по поводу того, могут ли попытки освободить мультивселенную от экспериментальной проверки подорвать доверие общества к науке и, в конечном итоге, навредить изучению фундаментальной физики. Некоторые из них утверждали , что мультивселенное является философским понятием , а не научная гипотеза , поскольку она не может быть эмпирический фальсифицирована . Способность опровергнуть теорию с помощью научного эксперимента — важнейший критерий принятого научного метода . Пол Стейнхардт утверждал, что ни один эксперимент не может исключить теорию, если теория предусматривает все возможные результаты.
В 2007 году нобелевский лауреат Стивен Вайнберг предположил, что если бы мультивселенная существовала, «надежда найти рациональное объяснение точных значений масс кварков и других констант стандартной модели, которые мы наблюдаем в нашем Большом взрыве , обречена, поскольку их значения будут быть случайностью той части мультивселенной, в которой мы живем ».
Популярная теория
Прежде чем погрузиться в тонкости увлекательной теории Мультивселенной, напомню, что инфляционная модель Вселенной — это гипотеза о физическом состоянии и законе расширения молодой Вселенной (вскоре после Большого взрыва), которая противоречит космологической модели горячей Вселенной. Дело в том, что эта общепринятая модель не лишена недостатков, многие из которых были решены в 1980-х годах ХХ века именно в результате построения инфляционной модели Вселенной.
Примечательно, что какой бы далекой наука о Вселенной не казалась неискушенному читателю, популярная культура совместно с учеными проделали по-настоящему потрясающую работу. Так, в последние годы жизни выдающийся физик-теоретик Стивен Хокинг трудился над темами, от которых у большинства исследователей – по их же признанию – «болит голова»: Хокинг в соавторстве с физиком Томасом Хертогом из Католического университета Левена в Бельгии работали над уже знаменитой статьей, посвященной проблеме Мультивселенной.
Как это часто случается в эпоху фейковых новостей и дезинформции, из-за того, что работа Хокинга и Хертога была размещена на сервере препринтов Airxiv (на этом сервере ученые обмениваются черновиками статей, прежде чем они будут опубликованы в рецензируемых научных журналах), это породило множество безосновательных сообщений о том, что Стивен Хокинг предсказал конец света а заодно предложил способ обнаружения альтернативных вселенных.
На самом же деле само исследование, опубликованное позже в журнале Journal of High Energy Physics, не столь сенсационно. В работе речь идет о парадоксе: если Большой Взрыв породил бесконечные вселенные с неисчерпаемым числом вариаций законов физики, то как ученые могут надеяться ответить на фундаментальные вопросы о том, почему наша Вселенная выглядит именно так как выглядит?
На фото британский физик-теоретик, космолог и астрофизик, писатель Стивен Хокинг
Когда Вселенная возникла, а это произошло примерно 13,8 миллиардов лет назад, она подверглась инфляционно-экспоненциальному расширению за очень короткий промежуток времени. В ходе этого процесса, крошечные квантовые флуктуации в пространстве были увеличены до космических размеров, создавая семена структур, которые станут галактиками и осветят вселенную. Однако, и это еще более удивительно, физик Андрей Линде предполагает, что инфляция по-прежнему происходит. Еще несколько лет назад в интервью The Washington Post он сравнил космос с постоянно растущим куском швейцарского сыра.
И да, если эта идея слишком сильно вас удивляет, вы не одиноки. Некоторые космологи всерьез опасаются «вечной инфляции» — и Мультивселенной, которая может возникнуть из нее. Во-первых, если различные карманные вселенные разъединены, то как мы вообще сможем проверить, что они существуют? Во-вторых, бесконечная Мультивселенная не поддается математическому анализу, что затрудняет использование модели для понимания того, как все работает и взаимодействует в космосе. Вопросов действительно очень много, так что давайте попробуем разобраться в этой увлекательной и популярной теории.
Множественность миров
Другой вариант решения квантовой проблемы предложил американский физик Хью Эверетт в 1957-м году. Он сформулировал так называемую «многомировую интерпретацию квантовых миров». Согласно ей каждый раз, когда объект переходит из неопределенного состояния в определенное – происходит расщепление этого объекта на количество вероятных состояний. Приводя в пример кота Шредингера, когда мы открываем коробку, появляется вселенная со сценарием, где кот мертв и появляется вселенная, где он остается жив. Таким образом, он находится в двух состояниях, но уже в параллельных мирах, то есть все волновые функции кота остаются действительными и никакая из них не схлопывается.
Земля — это совокупность всех вариантов событий на ней
Именно эту гипотезу множество писателей фантастов использовали в своих научно-фантастических произведениях. Множественность параллельных миров предполагает наличие ряда альтернативных событий, из-за которых история приняла иной ход. К примеру, в каком-то мире непобедимая испанская армада не была разгромлена или Третий рейх победил во Второй мировой войне.
Более современная интерпретация этой модели объясняет невозможность взаимодействия с другими мирами отсутствием когерентности волновых функций. Грубо говоря, в какой-то момент волновая функция нашей Вселенной перестала колебаться в такт с функциями параллельных миров. Тогда вполне возможно, что мы можем сосуществовать в квартире с «сожителями» из иных вселенных, не взаимодействуя с ними никоим образом, и, равно как и они, быть убежденными в том, что именно наша Вселенная настоящая.
На самом деле термин «многомировая» — не совсем подходящей для данной теории, так как она предполагает один мир с множеством вариантов событий, происходящих одновременно.
Большинство физиков-теоретиков согласны с тем, что данная гипотеза невероятно фантастическая, однако она объясняет проблемы квантовой теории. Впрочем, ряд ученых не считают многомировую интерпретацию научной, так как она не может быть подтверждена или опровержима при помощи научного метода.
Квантовые связи, пронизывающие наш мир в представлении художника
Мы могли бы быть симуляцией для развитой цивилизации
А что если мы правда всего лишь симуляция?
параллельных вселенных
В 2003 году философ Ник Бостром, директор Института будущего человечества при Оксфордском университете, задался вопросом, может ли все, что мы воспринимаем как реальность — в частности, нашу отдельную параллельную вселенную, — быть просто цифровым моделированием другой вселенной. По Бострому, понадобится 1036 вычислений, чтобы создать подробную модель всей человеческой истории.
Неплохо развитая инопланетная цивилизация — существа, технологический уровень которых заставит нас выглядеть пещерными жителями палеолита, — вполне могла бы располагать достаточным объемом вычислительной мощности для этого всего. Более того, моделирование каждого отдельно живущего человека не потребует каких-то совсем головокружительных электронных ресурсов, поэтому смоделированных на компьютере существ может быть намного больше реальных.
Все это может означать, что мы живем в цифровом мире, как из фильма «Матрица».
Но что будет, если эта развитая цивилизация сама будет симуляцией?
Все это вписывается в нашу схему знаний о Вселенной
Насколько хорошо мы знаем Вселенную?
В 2011 году физики Александр Виленкин и Макс Тегмарк отмечали, что люди западной цивилизации постепенно успокаивались по мере того, как открывали природу реальности. Они начали с мышления, по которому Земля была центром всего. Выяснилось, что это не так, и что наша Солнечная система — лишь крошечная часть Млечного Пути.
Мультивселенная должна довести эту идею до логического конца. Если мультивселенная существует, это значит, что мы не избранные и что существуют бесконечные версии нас самих.
Но некоторые полагают, что мы только в самом начале пути к расширению сознания. Как писал физик-теоретик Стэнфордского университета Леонард Сасскинд, может быть, через пару столетий философы и ученые будут оглядываться назад, на наше время, как на «золотой век, в котором узкая провинциальная концепция Вселенной 20 века сменилась большей и лучшей мультивселенной ошеломляющих пропорций».
Мнение науки[править]
Параллельные миры возникли, когда фантасты немного неверно поняли измышления учёных о пространстве-времени. В общем, речь о чём: если Вселенная детерминирована, то время замыкается в кольцо, и за концом следует начало, и всё повторится вновь. Это было бы грустно, и главное — противоречило наблюдениям, поэтому возникла теория мультивселенной из дофига реальностей в суперпозиции, в каждой из которых что-то могло пойти не так, но только в одной — так как надо, ибо в ней живем мы. А все остальные, соответственно, не существуют (ибо раз мы наблюдаем эту вселенную, значит есть только она, суперпозиция разрешена выбором). Из этой мысли фантасты поняли только что есть дофига реальностей — и понеслось. Но! При продолжении этой мысли в бесконечность, всё упирается в закольцованность времени, таким образом путешественник во времени нарушает принцип причинности, и это кольцо невозможно. Вдобавок в эту теорию надо было как-то вписать Большой Взрыв и его причины. Не долго думая, учёные завернули кольцо восьмеркой (точнее в символ бесконечности, что символично), где точка пересечения — Большой Взрыв. Всё равно нифига не объясняет, и парадокс остается. Мысля в таком духе дальше, а заодно понаблюдав что творится с электронами и позитронами, с детерминизмом ученые благополучно разобрались, и остался второй вариант, при котором Предтечи принцип причинности не нарушают. В этом варианте время представляет собой уже не согнутое восмёркой кольцо, а… э… спираль. Хорошие новости: теперь принцип причинности вырождается в принцип согласованности, но порождается новая проблема — представьте себе спираль, в проекции на плоскость представляющую восьмерку. Я вам помогу: возьмите две спицы, поставьте их параллельно и начинайте наматывать на неё нитку — виток на одну, виток на вторую. Но! При такой постановке опять возникают проблемы, и много (параллельные прямые пересекаются и образуют пресловутое кольцо, после чего начинается лавинообразный трэш в центре). Давайте тогда предположим, что ось всего одна, но она движется по окружности. Далее у нас начинаются какие-то очень странные выражения, из которых следует что время вращается вокруг чего-то, что движется (что, в принципе, естественно — взгляните на устройство нашей Вселенной. Спутники движутся вокруг планет, планеты вокруг звезд, звезды вокруг центра галактики, галактика вокруг центра Вселенной, а он тоже куда-то движется, по спирали. И даже траектория альфа-частицы в эфире — спиральная), а прецессия указывает на то, что оно движется вокруг ещё чего-то. Ну, в принципе, тогда всё логично. Вот только пытаясь представить спираль Мёбиуса в этом многомерном пространстве — сразу клинит мозг. Для расклинивания учёные много раз расширяли сознание и много курили разного матана, и в конце концов приехали к теории струн, которая как бы много чего описывает (дофига измерений, например) но нифига не объясняет и главное — вообще никак не стыкуется с некоторыми другими физическими теориями. Объяснить всё сможет только Единая Теория, которая пока что в разработке, но то что ясно уже сейчас — никаких параллельных миров нет, и быть не может. Это, ребята, фантастика.
Существует ли копия Земли?
Если существует, то есть ли там люди?
В других мирах все могло происходить точно так же, как и в нашем, не считая одной крошечной детали, из-за которой ваша жизнь пошла совершенно другим путем…
- Когда вы выбрали работу за океаном, а не остались в стране?
- Когда вы заступились за девушку и не дали ее в обиду?
- Когда вы поцеловали ее на прощание, а не дали просто уйти?
- Когда в какой-то поворотный момент что-то не позволило вам ее потерять?
Просто вдумайтесь: что, если существует Вселенная на каждый из возможных исходов событий? Если вероятность существования такой Вселенной не нулевая, а число таких миров бесконечно, значит все возможно? Только для этого должно произойти много «если». Инфляционное состояние должно было оставаться не просто долгим, а бесконечным.
Почему?
Теория Мультивселенной: И снова инфляция
Знаменитый британский физик-теоретик Стивен Хокинг умер 14 марта 2018 года, проведя десятилетия прикованным к инвалидному креслу и зависящим от синтезатора речи из-за страданий, вызванных боковым амиотрофическом склерозом. Последняя исследовательская работа ученая, опубликованная всего за 10 дней до его смерти, была написана вместе с профессором теоретической физики Томасом Хертогом и касалась мультивселенной.
Кто знает, в каком из бесчисленного множества миров живем мы?
Их работа, по сути, является расширением Теории инфляции, предполагающей, что до Большого взрыва Вселенная была наполнена энергией, которая была частью самого пространства, и эта энергия заставляла пространство расширяться с экспоненциальной скоростью. Именно эта энергия породила Большой взрыв и именно об этом мы с вами говорили ранее.
Однако, поскольку инфляция, как и все остальное, носит квантовый характер, это означает, что во Вселенной должны быть области пространства, в которых инфляция заканчивается и начинается Большой взрыв. Вот только эти области никогда не смогут столкнуться друг с другом, поскольку они разделены областями раздувающегося пространства.
Струнный пейзаж
Теория струн — одно из наших самых (если не самая) многообещающих направлений, которые могут объединить квантовую механику и гравитацию. Это чрезвычайно трудно, поскольку гравитационную силу сложно описать на малых дистанциях, где функционируют атомы и субатомные частицы — в царстве квантовой механики.
Но теория струн, которая утверждает, что все фундаментальные частицы состоят из одномерных струн, может описать все известные силы природы одновременно: гравитацию, электромагнетизм и ядерные взаимодействия.
Тем не менее, чтобы теория струн работала математически, она требует минимум десять физических измерений. Поскольку мы можем наблюдать только четыре измерения: высоту, ширину, глубину (пространственные) и время (временное), дополнительные измерения теории струн должны быть каким-то образом скрытыми.
Чтобы использовать эту теорию для объяснения физических явлений, которые мы знаем, эти дополнительные измерения должны быть «компактифицированы», свернувшись так, чтобы их и разглядеть нельзя было. Возможно, в каждой точке наших четырех крупных измерений существует шесть дополнительных неразличимых измерений.
Проблема, или, как сказали бы некоторые, особенность, теории струн в том, что есть много способов сделать такую компактификацию — 10^500 возможностей. Каждая из таких компактификаций приводит к вселенной с другими физическими законами — с другими массами электронов и гравитационными постоянными. Однако есть и энергичные возражения к методологии компактификации, поэтому вопрос считать решенным нельзя.
Из всего этого вытекает вопрос: в каком из возможных струнных пейзажей мы живем? Сама теория струн не предоставляет механизм для такого прогноза, что делает ее бесполезной по причине непроверяемости. К счастью, идея нашего исследования космологии ранней Вселенной превратила этот баг в фичу.
Мультивселенная
Около 13,7 миллиардов лет назад, просто говоря, все, что мы знаем о космосе, было бесконечно малой особенностью. Затем, согласно теории Большого взрыва, какой-то неизвестный триггер заставил космос расширяться и раздуваться в трехмерном пространстве. Когда огромная энергия этого начального расширения остыла, свет начал проступать. Со временем мелкие частицы начали формироваться в более крупные частицы материи, которые мы знаем сегодня, как галактики, звезды и планеты.
Один большой вопрос в этой теории: мы единственная вселенная? С нашей текущей технологией мы ограничены наблюдениями в этой вселенной, потому что вселенная искривлена, и мы находимся внутри аквариума, без способности видеть снаружи его (если есть снаружи).
Существует, по крайней мере, пять теорий, по которым возможна мультивселенная, согласно статье Space.com 2012 года:
1. Бесконечные вселенные
Мы не знаем точно, какова форма пространства-времени. Одна выдающаяся теория заключается в том, что она плоская и продолжается вечно. Это представило бы возможность присутствия многих вселенных. Но, учитывая эту тему, вполне возможно, что вселенные могут начать повторяться. Это потому, что частицы могут быть соединены только во многих отношениях. Подробнее об этом чуть позже.
2. Пузырьковые вселенные
Другая теория множественных вселенных исходит из «вечной инфляции». Основываясь на исследованиях космолога Университета Тафтса Александра Виленкина, при рассмотрении пространства-времени в целом, некоторые области пространства перестают надуваться, как, например, Большой Взрыв, раздутый в нашей собственной вселенной. Другие, будут продолжать расти. Поэтому, если мы представляем нашу собственную вселенную, как пузырь, где она находится в сети пузырьковых вселенных пространства. Интересно в этой теории то, что другие вселенные могут иметь совершенно другие законы физики, чем наши, поскольку они не связаны между собой.
3. Дочерние вселенные
Или, возможно, множественные вселенные могут следовать теории квантовой механики (как ведут себя субатомные частицы), как часть теории «дочерней вселенной». Если вы следуете законам вероятности, это говорит о том, что для каждого результата, который может исходить из одного из ваших решений, будет целый ряд вселенных.
4. Математические вселенные
Другой возможный путь — изучение математических вселенных, которые, проще говоря, объясняют, что структура математики может меняться в зависимости от того, в какой вселенной вы живете. «Математическая структура — это то, что вы можете описать так, чтобы оно полностью не зависело от человеческого разума», — сказал теоретик Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института, цитируемый в статье 2012 года. «Я действительно верю, что существует эта вселенная, которая может существовать независимо от меня, которая продолжала бы существовать, даже если бы не было людей».
5. Параллельные вселенные
И последнее, но не менее важное — это идея параллельных вселенных. Возвращаясь к идее, что пространство-время плоское, число возможных конфигураций частиц во множественных вселенных будет ограничено 10 ^ 10 ^ 122 различными возможностями, если быть точным
Итак, с бесконечным количеством космических пятен, расположение частиц внутри них должно повторяться — бесконечно много раз. Это означает, что существует бесконечно много «параллельных вселенных». Космические двойники, точно такие же, как вы отличаются только позицией одной частицы, двойники, которые различаются позицией двух частиц, и т. д. вплоть до патчей, которые полностью отличаются от вас оригинального.
Известно, что последняя статья физика Стивена Хокинга перед смертью также касалась мультивселенной. Газета была опубликована в мае 2018 года, всего через несколько месяцев после кончины Хокинга. Что касается теории, он рассказал Кембриджскому университету в интервью, опубликованном в газете «Вашингтон пост»: «Мы не ограничены одной уникальной вселенной, но наши выводы предполагают значительное сокращение мультивселенной в гораздо меньшем диапазоне возможных вселенных».
Теория Мультивселенной: Инфляция
Начнем с того, что концепция мультивселенной возникает сразу в нескольких областях физики (и философии), но наиболее ярким примером является теория инфляции, которая описывает гипотетическое событие, которое произошло, когда наша Вселенная была очень молодой — менее секунды от роду. По данным NASA, за невероятно короткий промежуток времени Вселенная пережила период быстрого расширения, «раздуваясь», становясь все больше и больше.
Таким образом, в то время как инфляция закончилась в нашей Вселенной, могли существовать другие, гораздо более отдаленные регионы, где инфляция продолжалась — и продолжается прямо сейчас. Более того, отдельные вселенные, как пишет LiveScience, могут «отщипывать» более крупные раздувающиеся, расширяющиеся вселенные, создавая бесконечное море вечной инфляции, заполненное многочисленными индивидуальными вселенными.
Инфляционная модель Вселенной.
Это может объяснить, почему наша Вселенная обладает теми свойствами, какими обладает и в особенности теми, которые трудно объяснить с помощью таких концепций как темная материя или космологическая постоянная. «Если бы существовала мультивселенная, то у нас были бы случайные космологические константы в разных вселенных, и это просто совпадение, что та, которая есть у нас в нашей Вселенной, принимает значение, которое мы наблюдаем», – считает Дэн Хелинг, космолог из Университета Аризоны и эксперт в области теории Мультивселенной.
Ткань пространства-времени
Считается, что через доли секунды после Большого взрыва наша Вселенная экспоненциально расширилась в фазе, называемой инфляцией. Вскоре после того, как физик Алан Гут предложил теорию инфляции, другие физики, включая Андрея Линде из Стэнфордского университета и Алекса Виленкина из университета Тафтса, поняли, что если инфляция началась, то она никогда не прекратится. Согласно этой идее, теперь называемой «вечной хаотической инфляцией», то, что мы считаем вакуумом, на самом деле – не пустое пространство.
Вакуум содержит энергию, которая делает его неустойчивым и склонным к образованию новых пузырчатых вакуумов, очень похожих на пузырьки воздуха, которые возникают в кипящей воде. Каждый пузырь надувается по очереди, и внутри него могут образовываться новые пузырьки. С этой точки зрения наша Вселенная – всего лишь один пузырь из огромного и постоянно растущего числа пузырьков, каждый из которых способен породить новую вселенную.
Реликтовое излучение. Белым кругом обведено холодное пятно
Ученые считают, что лучший шанс доказать существование мультивселенной – найти доказательства столкновения вселенных. Все потому, что оно создало бы возмущения в структуре пространства-времени, которые оставили бы отпечаток на космическом микроволновом фоновом излучении (реликтовом излучении).
Реликтовое излучение (CMB) – это первый свет во Вселенной, состоящий из фотонов, которые распределились по всей Вселенной спустя 370 000 лет после Большого взрыва. По сути, CMB – это температура на 2,73 градуса по Цельсию выше абсолютного нуля, но с некоторыми аномалиями. Они включают в себя холодное пятно – область, охватывающую 1,8 миллиарда световых лет в поперечнике, которая была обнаружена в 2004 году. Она холоднее примерно на 0,00015 градусов по Цельсию, чем ее окружение.
Два сценария: трехмерное распределение галактик на переднем плане холодного пятна CMB (черного), где каждая точка является галактикой, по сравнению со сценарием без холодного пятна (красного). Количество точек в каждой из них одинаковое, что говорит об отсутствии «пустот»
Фотоны, как полагают ученые, содержат информацию о состоянии ранней Вселенной, на которое могли бы повлиять такие события, как инфляция или столкновение с другой вселенной в пузыре. Согласно математическим расчетам, столкновение оставит отчетливый дискообразный отпечаток на фоновом излучении, а температура внутри отпечатка всегда будет немного отличаться от температуры снаружи диска. И холодное пятно может оказаться тем самым отпечатком. Как полагают исследователи, оно может служить доказательством дефекта текстуры пространства-времени, созданным нарушением симметрии в ранней Вселенной.
Однако точный ответ мы узнаем лишь продолжив изучать реликтовое излучение. А пока единственным объяснением существования холодного пятна служит теория о столкновении двух пузырьков вселенных. Как думаете, так и есть?