Есть ли одна вселенная или их бесконечное количество? Этот вопрос стар, как человечество, но в эпоху динамичного технического прогресса мы не приближаемся к ответу на него. Существуют ли параллельные вселенные?
Параллельные вселенные - это тема, о которой мы когда-то слышали только в научно-фантастических фильмах и книгах. Многочисленные воплощения сериала «Звездный путь» максимально использовали эту идею, и среди этих менее очевидных предложений стоит упомянуть сериал «Темная башня» Стивена Кинга или сериал «Граница» Дж. Дж. Абрамса. Сегодня идея параллельных вселенных все больше и больше постулируется физиками. Существование мультивселенной может быть подтверждено другими общепринятыми физическими теориями.
Миры кроме этого
Проблема, однако, в том, что мы, вероятно, никогда не сможем эмпирически подтвердить существование параллельных вселенных - если где-то неожиданно не появятся «врата». Поэтому стоит задуматься, можно ли подтвердить существование параллельных вселенных каким-либо другим теоретическим способом?
В соответствии с идеей параллельных вселенных, по крайней мере, в некоторых из них у нас есть двойники, живущие аналогично - но не идентичны - нашей. Существуют даже теории, предполагающие, что каждое решение, принимаемое каждым «я» в каждой из параллельных вселенных, порождает другую ветвь, подразумевая, что существует бесконечное количество таких миров.
Если бы эта идея была верной, какая вселенная была бы матричной вселенной? Почему наш будет «особенным»? Может, мы все просто «отражение» какой-то другой вселенной? До середины XVI века мы думали, что Земля находится в центре Вселенной, но, к счастью, Коперник вывел нас из ошибки. Спустя десятилетия Галилей увидел необъятность космоса, а Джордано Бруно предположил, что вселенная бесконечна, наполнена бесконечным количеством обитаемых миров.
Идея многомировой вселенной стала обычным явлением в 18 веке. В начале 1900-х годов ирландский физик Эдмунд Фурнье д'Альбе даже предположил, что существует бесконечное количество вселенных в различных масштабах - некоторые даже меньше, чем атомы. Сегодня это построение матрешек-вселенных отвергается, но сама идея мультивселенной все еще жива.
Инфляционная мультивселенная
Согласно преобладающей точке зрения, Вселенная началась с Большого Взрыва-бесконечно маленькой точки, которая за доли секунды начала невероятно быстро расширяться. Это так называемая эпоха космологической инфляции, начавшаяся через 10-36 с после Большого Взрыва и продолжавшаяся, вероятно, до 10-33 с после Большого Взрыва. За это время линейные размеры Вселенной увеличились не менее чем на 10^26, а объем-на 10^78.
Теория инфляции объясняет, почему Вселенная довольно однородна везде, куда мы смотрим. Любые наблюдаемые уголки космоса выглядят примерно одинаково, хотя мы рассматриваем всевозможные объекты. В эпоху инфляции огненный шар вырос до космических размеров. Это исходное состояние было нарушено квантовыми флуктуациями, которые теперь сохраняются в так называемом микроволновом фоновом излучении (CMB). Он пронизывает Вселенную, но не полностью однороден. С помощью нескольких астрономических инструментов уже наблюдались различные изменения в CMB.
Если мы сможем понять, как произошел Большой Взрыв, мы сможем ответить на другой вопрос: произошел ли он более одного раза. Согласно сложившемуся положению вещей, Большой Взрыв произошел, когда клочок пространства, не содержащего материи, но наполненного энергией, появился внутри другого типа пространства, так называемого ложного вакуума. Тем не менее, и она должна испытывать какую-то инфляцию, заставляя ее расширяться с гигантским прошлым. Между тем внутри нее могли появиться пузырчатые вселенные "истинного вакуума" - и не только 13,8 млрд лет назад, но и по сей день.
Вечная инфляция
Незадолго до своей смерти Стивен Хокинг вместе с Томасом Хертогом из Католического университета Левена представили модель, согласно которой Бесконечная мультивселенная ограничивается меньшим количеством возможных вселенных. Гипотеза касается так называемой вечной инфляции. Гипотеза предполагает, что может быть много, возможно, бесконечно много, вселенных, появляющихся и растущих по всему миру. Но мы никогда не сможем добраться до них, даже путешествуя со скоростью света, потому что они слишком быстро уходят от нас. Согласно предположениям теории, все, что мы знаем из наблюдаемой Вселенной, находится в одном из” пузырьков „, также называемых”карманами".
Мы предполагаем, что наша Вселенная – в наибольшем масштабе-относительно гладкая и конечная. Таким образом, он не имеет фрактальной структуры.
Стивен Хокинг во время одного из интервью о вечной инфляции
Существующая модель вечной инфляции, описывающая Большой взрыв, может быть ошибочной, поскольку она исходит из общей теории относительности Эйнштейна, которая совпадает с истоками Вселенной. Хокинг и Хертог пришли к выводу, что более подходящее описание вечной инфляции дает теория струн, точнее голографический принцип. Согласно ей, физическая реальность, которую мы видим в трех измерениях, может быть записана на двумерной поверхности-как голограмма. Исследователи представили вариант голографического принципа, который включает проекцию измерения времени в вечной инфляции. Таким образом, удалось описать вечную инфляцию, не обращаясь к общей теории относительности.
Я считаю, что самый важный вывод из нашей модели не обязательно заключается в том, что »твердые« поверхности с постоянной плотностью во Вселенной имеют конечную природу, а скорее в том, что возможности мультивселенной ограничены.
Томас Хертог
Проще говоря: диапазон возможных параллельных вселенных меньше, чем предполагалось до сих пор. Такая модель Вселенной была бы более предсказуемой и” доказуемой", хотя это еще никому не удавалось.
Живые вселенные
В 1992 году Ли Смолин из Института теоретической физики Периметра в Ватерлоо, Канада, предположил, что вселенные могут воспроизводиться и развиваться подобно живым организмам. На Земле естественный отбор способствует появлению «полезных» свойств, таких как быстрый бег или противопоставление больших пальцев. Согласно Смолину, в мультивселенной может существовать некоторое давление, благоприятствующее таким вселенным, как наша - своего рода космологический естественный отбор.
Идея Смолина основана на том факте, что «материнская» вселенная может порождать «дочерние» вселенные, возникающие внутри нее. Это может произойти, если в домашней вселенной достаточно черных дыр. Эти черные дыры кажутся ключевым ингредиентом. В 1960-х Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз заметили, что образование черных дыр (коллапс звезд под действием их собственной гравитации) похоже на Большой взрыв наоборот. Это подсказало Смолину, что черная дыра может «стать» Большим взрывом, породив внутри себя целую новую вселенную. Если это так, то новая Вселенная будет иметь несколько иные физические свойства, чем та, которая создала черную дыру. Это похоже на генетические мутации, которые отличают потомство от родителей.
Какой бы безумной ни казалась эта концепция, она не лишена логики и подразумевает, что наша Вселенная не является результатом чистой случайности. Это Вселенная, которая пережила космологический естественный отбор. Если бы эта концепция была верной, наша Вселенная должна быть особенно адаптирована к образованию черных дыр. Пока этому нет научных подтверждений.
Скрытое измерение
Когда в 1920-х годах общая теория относительности Эйнштейна начала привлекать внимание общественности, многие размышляли о «четвертом измерении». Может быть, здесь была скрытая вселенная? Интересно, однако, что Эйнштейн не постулировал существования «скрытого» измерения. Он сказал, что время - это то измерение, подобное трем измерениям пространства. Все они сотканы в единую ткань, называемую пространством-временем, материя которой искажается, создавая гравитацию.
Физики быстро подхватили сюжет и стали размышлять о действительно новых измерениях космоса. В 1921 году физик-теоретик Теходор Калуца показал, что, добавляя дополнительное измерение к уравнениям общей теории относительности Эйнштейна, можно получить дополнительное уравнение, предсказывающее существование света. В 1926 году физик Оскар Кляйн предположил, где может скрываться это измерение. По его мнению, пятое измерение свернулось в невообразимо маленькую структуру примерно в миллиардную триллионную долю сантиметра.
Хотя идея сворачивания размеров может показаться странной, это хорошо известный феномен. Ведь садовый шланг - это трехмерный объект, но издалека он выглядит как одномерная линия. То же самое и с пересечением дополнительного измерения Кляйна - это занимает так мало времени, что мы даже не замечаем этого.
Идеи Калуцы и Кляйна были развиты, чтобы дать начало теории струн, целью которой является объяснение элементарных частиц как колебаний еще меньших структур, называемых струнами. Когда теория струн была впервые разработана в 1980-х годах, она работала только при наличии дополнительных измерений. Современная версия теории струн (M-теория) предполагает, что существует до семи скрытых измерений. Интересно, что они не обязательно должны быть компактными - они могут принимать форму многомерных ветвей, называемых бранами (сокращенно от мембран).
Баны могут быть идеальным укрытием для целых вселенных. М-теория постулирует существование мультивселенной ветвей с разными свойствами, сосуществующих друг с другом, как стопка листов бумаги. Если это так, то должен появиться новый класс частиц, часть импульса которых передается в скрытых измерениях. Теоретически их можно было бы производить на Большом адронном коллайдере, но пока ничего не произошло. Грейферы остаются независимыми, отделенными друг от друга, хотя между ними может проходить гравитация. Это, в свою очередь, могло привести к столкновению ветвей, последствия которого были бы колоссальными для обеих вселенных - некоторые утверждают, что на самом деле это был Большой взрыв.
Узнаем ли мы когда-нибудь правду?
Теоретическая физика, астрофизика и космология всегда открыты для новых разработок. Возможно, когда-нибудь возникнет теория, которая удовлетворит ученых в различных областях и укажет правильное направление в контексте рассмотрения существования параллельных вселенных.
Понравилась статья ставте лайк и подписывайтесь на канал.