За несколько месяцев до смерти физика Стивена Хокинга он стал соавтором статьи, которую несколько СМИ рекламировали как способ окончательно доказать (или опровергнуть) существование параллельных вселенных.
Но это утверждение может быть немного космической инфляции, сказал несколько физиков, которые не были вовлечены в исследования Хокинга.
"В статье нет заявлений о наблюдательных тестах. Это не совсем неинтересно, но это одна из буквально нескольких тысяч идей о том, что могло бы произойти в ранней Вселенной", многие из которых включают параллельные миры, сказала Сабина Хоссенфельдер, физик из Франкфуртского Института перспективных исследований в Германии, которая ведет блоги в [18 самых больших Неразгаданных загадок в физике]
Пока еще неопубликованное исследование Хокинга и Томаса Хертога, физика из католического университета Левена (Ku Leuven) в Бельгии, впервые появилось в Препринт-журнале arXiv в июле 2017 года и было пересмотрено всего за неделю до смерти Хокинга. Исследование представляет собой попытку изолировать типы вселенных, предсказанные одной из недоказанных теорий Хокинга, моделью "без границ" для объяснения Большого Взрыва.
Тем не менее, он опирается на несколько спекулятивных и недоказанных теорий и использует их смелыми способами, чтобы сделать расплывчатые выводы, сказал Франк Вильчек, Нобелевский лауреат и физик-теоретик из MIT.
Никакая граница
Корни статьи восходят к одной из самых известных, но недоказанных теорий Хокинга:" предложение без границ " для объяснения Большого Взрыва. Согласно теории общей теории относительности Эйнштейна, до большого взрыва должна была существовать сингулярность, или бесконечно плотная, чрезвычайно горячая частичка материи, для которой законы физики ломаются.
В этой концепции, которая была сформулирована с Калифорнийским университетом, физиком из Санта-Барбары Джеймсом Хартлом, эта сингулярность была как в пространстве, так и во времени — это означает, что до большого взрыва времени, как мы знаем, не существовало. Попытайтесь визуализировать вселенную во времени, и это как если бы у нее не было границы — как глобус, который можно пересекать снова и снова, не достигая края.
Когда ученые проанализировали эту идею, они поняли, что теория Хокинга без границ предсказывает, что эта детская Вселенная, как она надулась очень быстро, выскочит из других вселенных и, в конечном счете, целая мультивселенная. На самом деле, теория Хокинга в конечном счете утверждала, что наша скромная Вселенная является лишь одной из бесконечно многих параллельных вселенных, которые существуют в этой бесконечной фрактальной мультивселенной. Затем эта мультивселенная приведет к парадоксу: поскольку будет бесконечное число вселенных, никто не сможет сделать каких-либо проверяемых предсказаний о конкретной Вселенной, в которой мы живем, сказал Хертог. (С бесконечным количеством возможностей все становится возможным, и никакие детали о Вселенной не могут быть определены.) [Топ-5 причин, по которым мы можем жить в Мультивселенной]
"Хокинг не был удовлетворен таким положением дел", - сказал Хертог Live Science в электронном письме. "Давайте попробуем приручить мультивселенную", - сказал он мне год назад. Поэтому мы решили разработать метод преобразования идеи мультивселенной в когерентную проверяемую научную структуру."
Чтобы сократить бесконечное число параллельных миров, исследователи должны были найти мост между квантовой физикой, которая доминировала над крошечной сингулярностью фетальной Вселенной, и классическими законами, которые управляют большой Вселенной, в которой мы все живем. В новом исследовании Хокинг и Хертог использовали метод, известный как голография, чтобы объединить два набора идей. Сделав это, они смогли разрезать этот огромный лес многовершин на счетное число. Как только они работали с конечным числом вселенных, они могли делать прогнозы о том, как будут выглядеть эти вселенные, сказал Хертог.
Например," они считают, что вселенные, которые гладкие и, как наши, в основном, вероятны", - сказал Хоссенфельдер живой науке.
Теория без границ хокинга утверждает, что после большого взрыва Вселенная прошла через всплеск быстрого расширения, называемого космической инфляцией, усиливая первичные гравитационные волны, которые исходили от большого взрыва, сказал Хертог. Это древнее Эхо рождения Вселенной записано в слабом, холодном микроволновом излучении, которое пронизывает каждый регион нашей Вселенной, известном как космическое микроволновое фоновое излучение (CMB). Если будущие спутники покажут, что энергетический сигнал в данных CMB совпадает с инфляцией, предсказанной моделью Хокинга, это, возможно, предоставит веские доказательства существования мультивселенной, сказал Хертог.
Слабый тест
Но другие ученые настроены скептически. Есть и другие модели инфляции, и большинство из этих моделей также включают в себя некоторые первичные гравитационные волны, сказала Кэти Мак, космолог из Университета штата Северная Каролина, которая не была автором в новой статье.
"Идеи, поднятые в этой статье, не дают никакой новой подписи, которая отличается от других моделей инфляции", - сказал Мак живой науке.
Другими словами, нет никакого способа для данных CMB, чтобы показать, является ли теория Хокинга или одна из тысяч других.
С другой стороны, если сигналы CMB не совпадают с предсказаниями Хокинга и Хертога, "это фальсифицировало бы очень конкретный набор предположений и приближений, используемых в статье", - сказал Вильчек Live Science в электронном письме. "Так что это тестируемо в этом очень слабом смысле", - добавил он.
Модель игрушки
Более того, Хокинг и Хертог полагались на математическую структуру для соединения квантовой теории и гравитации, но эта структура опирается на ряд недоказанных гипотез и, по сути, не является полной, сказал Мак живой науке.
"То, что они сделали в этой статье, — это использовать то, что они называют игрушечной моделью, - это не полностью строгое и полное", - сказал Мак. "Они признают, что предстоит еще много работы."
Прежде чем кто-либо сможет сказать, что эта статья действительна, ученые должны иметь лучшее теоретическое понимание квантовой гравитации, сказал Мак, ссылаясь на единую теорию, которая объединяет как квантовую механику, так и гравитацию, как описано теорией относительности Эйнштейна.
