Говорят, что в 1900 году британский физик лорд Кельвин провозгласил: "Сейчас в физике нет ничего нового. Все, что остается - это делать все более и более точные измерения". В течение трех десятилетий квантовая механика и теория относительности Эйнштейна произвели революцию в этой области. Сегодня ни один физик не осмелится утверждать, что наши физические знания о Вселенной близки к завершению. Напротив, каждое новое открытие, кажется, открывает ящик Пандоры еще более глубоких и масштабных вопросов физики.
1. Что такое темная энергия?
Как бы астрофизики не складывали числа, Вселенная просто не складывается. Несмотря на то, что гравитация тянет внутрь пространство-время – «ткань» космоса - Вселенная продолжает расширяться все быстрее и быстрее. Чтобы объяснить это, астрофизики предположили наличие невидимого агента, который противодействует гравитации, раздвигая пространство-время, и называли его темной энергией. В наиболее широком понимании модели темной энергии - это «космологическая постоянная», неотъемлемое свойство самого пространства, которое имеет «отрицательное давление», разделяющее пространство. По мере расширения пространства создается все больше пространства, а вместе с ним и больше темной энергии. Основываясь на наблюдаемой скорости расширения, ученые подсчитали, что сумма всей темной энергии должна составлять более 70% от общей массы Вселенной. Но никто не знает, как ее искать.
2. Что такое темная материя?
Очевидно, что около 84% материи во Вселенной не поглощает и не испускает свет. "Темную материю", как ее называют, никто не видел, и ее так же до сих пор не удалось обнаружить косвенными средствами. Существование и свойства темной материи обосновываются лишь исходя из ее гравитационного воздействия на видимую материю и структуру Вселенной. Считается, что эта призрачная субстанция наполняет собой окраины галактик и может состоять из "слабо взаимодействующих массивных частиц". Во всем мире есть несколько детекторов, которые ищут эти частицы, но до сих пор ни одна не была найдена. Одно недавнее исследование предполагает, что темная материя может образовывать длинные, мелкозернистые потоки по всей Вселенной, и что такие потоки могут исходить от Земли подобно волосам.
3. Почему существует стрела времени?
Время движется вперед, потому что свойство Вселенной, называемое "энтропией", и грубо определяемое как уровень беспорядка, только возрастает, и нет способа, который смог бы обратить вспять рост энтропии после его свершения. Тот факт, что энтропия увеличивается, является вопросом логики: существует намного больше неупорядоченно расположений частиц, чем упорядоченно расположенных, и когда все меняется, они имеют тенденцию впадать в беспорядок. Но основной вопрос здесь заключается в том, почему энтропия была столь низкой в прошлом? Иначе говоря, почему Вселенная была так упорядочена в своем начале, когда огромное количество энергии было сжато вместе в относительно малом пространстве?
4. Существуют ли параллельные вселенные?
Астрофизические данные предполагают, что пространственно-временной континуум может быть "плоским", а не искривленным, и, следовательно, он продолжается бесконечно. Если это так, то область, которую мы воспринимаем как Вселенную, является всего лишь одним из пятен в бесконечно большой Мультивселенной, содержащей бесчисленное множество других Вселенных. В то же время законы квантовой механики диктуют, что существует только конечное число возможных конфигураций частиц в каждом космическом пятне, а с бесконечным числом космических пятен расположение частиц внутри них вынуждено повторяться бесконечно много раз. Это означает, что существует бесконечное множество параллельных вселенных: космических пятен, точно таких же, как наши (где есть точно такой же человек, как вы), а также пятен, отличающихся только положением одной частицы, пятен, отличающихся положением двух частиц, и так далее вплоть до пятен, которые полностью отличаются от наших.
Если это правда, то как мы вообще можем обнаружить присутствие параллельных вселенных?