Мы говорим о мультивселенных, так что вы знаете правила игры: Представьте, что вы-это вы, но вместо того, чтобы съесть яблоко в качестве закуски сегодня, вы съели кусок пиццы. Или представьте, что вы-это не вы, потому что протоны не работают так же, как "вы", и атомы не формируются, и вся Вселенная безжизненна и странна. Или представьте себе что-нибудь вообще, потому что, когда мы говорим о мультивселенной, мы часто обнаруживаем, что перебираем эти бесконечные возможности существования. Что прекрасно и хорошо; мультивселенная-это как раз про эти "альтернативные" миры. Но это также раздел физики, который может ответить на некоторые серьезные вопросы, в то же время вызывая некоторую жесткую критику со стороны скептиков.
Во-первых, давайте поговорим о росте популярности Мультивселенной -и почему она так непопулярна среди некоторых ученых, которые утверждают, что это скорее философия, чем наука. Мы начнем со Стандартной модели физики элементарных частиц, которая в основном является общепринятой моделью фундаментальной материи и сил, существующих во Вселенной. На данный момент мы видели их все: частицы материи (включая такие вещи, как электроны и протоны) и четыре силы, с которыми они взаимодействуют.
Единственное несоответствие, которое мы имели со Стандартной моделью, заключается в том, что, хотя мы знаем, что частицы имеют массу, мы не могли понять, как эта масса была получена. Когда ученые наблюдали бозон Хиггса в 2012 году во время экспериментов на Большом адронном коллайдере, последний кусочек стандартной модели головоломки встал на свое место: поле Хиггса, состоящее из супа бозонов Хиггса, позволяет частицам набирать массу. Мы все праздновали, потому что проблема была решена, и каждый мог вернуться домой, чтобы обдумать более важные вопросы, например, если бы Леди Мэри могла просто управлять Аббатством Даунтон самостоятельно и оставить назойливых поклонников в покое.
Я предполагаю, что вы уже догадались, что проблема не решена, и ванильные Лотарио все еще бомбардируют Мэри каждую неделю. Потому что, хотя стандартная модель отлично подходит для того, что мы наблюдали, она все еще обладает некоторыми огромными зияющими дырами. И именно так ученые объясняют эти дыры, что мы приходим к идее мультивселенной. Поэтому давайте рассмотрим некоторые из этих пробелов, чтобы понять, почему мультивселенная может показаться реалистичной.
Есть несколько больших вещей, на которые Стандартная модель не отвечает. Например, как работает гравитация в рамках Стандартной модели, и как остальные три фундаментальные силы могут быть объединены в одну. Другой нерешенный вопрос заключается в том, что Вселенная в значительной степени состоит из темной материи и энергии; мы никогда не могли наблюдать, что это за таинственная "другая" материя.
Напомним что Стандартная модель фактически подтверждена: другими словами, все, что предсказывала Стандартная Модель, было соблюдено. Стандартная модель, похоже, не нуждается в сломе; нам "просто" нужно выяснить физику, которую она не объясняет.
Благодаря Большому адронному коллайдеру мы сейчас находимся в увлекательном времени для изучения того, что лежит за пределами Стандартной модели. LHC работает, сталкивая протоны друг с другом с огромной скоростью-почти со скоростью света. (Вот почему их называют ускорителями частиц.) Когда протоны сталкиваются, происходит мелкомасштабный Большой Взрыв, который воспроизводит условия сразу после начала нашей Вселенной. Мы можем изучить обломки, которые летят от этих протонных взрывов, чтобы увидеть, можем ли мы найти какие-либо частицы, которые могли бы выйти за рамки Стандартной модели, давая нам лучшее представление о том, как ответить на вопросы, которые модель не дает.
Помните, как мы говорили, что должны поблагодарить Большой Адронный Коллайдер за то, что он предоставил такое благодатное время для физики элементарных частиц? Некоторые ученые, скорее всего, будут ворчать"спасибо, но за что?". Потому что за пределами Хиггса он ничего не нашел. А это довольно большое дело, потому что одной из широко распространенных идей заполнения дыр в Стандартной модели была идея суперсимметрии. Короче говоря, суперсимметрия говорит, что для каждой известной частицы массы или силы существует еще невидимый суперпартнер, который намного тяжелее.
Суперсимметрия представляла бы собой элегантное, естественное решение целого ряда стандартных модельных вопросов. Он представляет собой жизнеспособного кандидата для темной материи (в виде суперпартнера), он объясняет расхождения масс и даже может объединить три силы при одной высокой энергии. К сожалению, адронный коллайдер до сих пор не нашел ни одного суперпартнера, хотя мы действительно должны были бы найти его примерно с той же массой, что и Хиггс. На самом деле, мы не нашли никаких доказательств суперсимметрии, и точка.
Вот тут-то и появляется мультивселенная. Это еще одно расширение Стандартной модели, которое пытается объяснить некоторые из затянувшихся вопросов, на которые Стандартная модель на самом деле не предназначена отвечать. И, боже мой, разве это спорно?
По сути, концепция мультивселенной (а их несколько) говорит, что это не единственная вселенная в космосе. Хотя в нашем маленьком уголке все может работать в одну сторону, это ни в коем случае не гарантирует, что существует постоянный естественный порядок, который охватывает физику с большой буквы.
Многие физики находят эту перспективу мрачной. Зачем изучать Вселенную, если там нечего открывать? Если это не что иное, как статистическое совпадение, что наш мир работает так, как он работает, то что же такого захватывающего в попытке выяснить, с какой энергией объединяются силы? Это всего лишь цифра. Но помимо Хо-Хум причин опасаться мультивселенной, некоторые физики утверждают, что это совершенно безответственная наука, поскольку ее никто не видел и никто не может доказать это.
Именно это так расстраивает некоторых физиков в отношении Мультивселенной и других, казалось бы, непроверяемых штучек, таких как теория струн, с ее множественными измерениями, которые мы не имеем никакой надежды увидеть. (Или чувство. Или слух. Вы поняли мою идею.) Если мы не можем их проверить, то это всего лишь теоретические идеи, низведенные до обсуждения за ужином "что, если".
Конечно, многие важные научные теории не кажутся легко проверяемыми с самого начала. Проблема мультиверсий заключается в том, что они требуют от нас прекратить смотреть на то, что мы можем видеть, и попытаться исследовать то, что мы не можем видеть. Некоторые утверждают, что попытка раскрыть тайну того, что мы можем наблюдать, гораздо важнее, чем погоня за гипотетическими вещами, которые мы не имеем никакой надежды обнаружить.